IPv4網絡和IPv6網絡互連技術對比介紹

　　1、NAT-PT實現互連原理

　　網絡地址和協(xié)議轉換(NAT-PT)是一種將實現IPv4分組格式和IPv6分組格式之間轉換和動態(tài)NAT有機結合的地址和協(xié)議轉換技術，它對IPv6網絡中終端的地址配置沒有限制，也不需要對想和IPv4網絡通信的終端分配IPv4地址。它和IPv4網絡所采用的動態(tài)NAT一樣，在網絡邊界的地址和協(xié)議轉換器設置一組IPv4地址，并以此構成IPv4地址池，當IPv6網絡中的某個終端發(fā)起和IPv4網絡中的終端之間的會話時，由地址和協(xié)議轉換器為發(fā)起會話的終端分配一個IPv4地址，并將該IPv4地址和該終端發(fā)起的會話綁定在一起。如果會話是TCP連接，則可用會話兩端的源和目的地址、源和目的端口號來標識該會話。在會話存在期間，該IPv4地址一直分配給發(fā)起會話的終端，當屬于該會話的IPv6分組經過地址和協(xié)議轉換器進入IPv4網絡時，用該IPv4地址取代IPv6分組的源地址，并完成IPv6分組至IPv4分組的轉換。IPv4網絡中的終端用該IPv4地址和發(fā)起會話的終端通信，當屬于該會話的IPv4分組進入地址和協(xié)議轉換器時，用該IPv4分組的目的地址檢索會話表，用會話表中給出的發(fā)起會話的終端的IPv6地址取代IPv4分組的目的地址，并完成IPv4分組至IPv6分組的轉換。在NAT-PT中，96bit網絡前綴可以是任意的網絡地址，但必須保證IPv6網絡將目的地址和該96bit網絡前綴匹配的IPv6分組路由到網絡邊界的地址和協(xié)議轉換器。地址和協(xié)議轉換器將和96bit網絡前綴匹配的目的地址的低32bit作為IPv4地址。反之，地址和協(xié)議轉換器在IPv4分組的源地址前加上96bit網絡前綴后作為IPv6分組的源地址。

2、單向會話通信過程

　　下面結合圖1詳細討論一下NAT-PT的工作機制。

　　圖1　NAT-PT實現網絡地址和協(xié)議轉動過程

　　在圖1中，當終端A發(fā)起和終端C的會話時，終端A發(fā)送一個以2001::2E0:FCFF:FE00:7為源地址，以2::10.1.1.1為目的地址的IPv6分組，該IPv6分組被IPv6網絡路由到路由器R3。

　　路由器R3在會話表中檢索該IPv6分組屬于的會話，由于該IPv6分組是發(fā)起會話的IPv6分組，會話表中找不到該IPv6分組所屬的會話，路由器R3為終端A分配一個IPv4地址，這里假定是193.1.1.1，同時，在會話表中創(chuàng)建一項，將分配該終端A的IPv4地址和終端A發(fā)起的會話綁定在一起，如表1所示。

　　路由器R3將該IPv6分組轉換成IPv4分組，通過IPv4路由表確定的傳輸路徑將IPv4分組轉發(fā)給下一跳路由器R2。該IPv4分組經過路由器R2轉發(fā)后到達終端C，完成終端A至終端C的傳輸過程。

　　IPv6分組轉換成IPv4分組時各字段的轉換過程如表2所示，源和目的地址的轉換如圖2所示。

　　表1　IPv4地址和會話之間的綁定

　　表2　IPv6首部至IPv4首部轉換

　　表3　IPv4首部至IPv6首部轉換

　　當終端C向終端A發(fā)送數據時，終端C構建一個以10.1.1.1.1為源地址，193.1.1.1為目的地址的IPv4分組，該IPv4分組被IPv4網絡路由到路由器R3。

　　路由器R3用該IPv4分組的目的地址檢索會話表，找到對應項，用對應項給出的IPv6地址取代目的地址。

　　由于為路由器R3配置的網絡前綴為2::/96，源地址被轉換成2::10.1.1.1。