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1、现有Internet的基础是IPv4，到目前为止有近30年的历史了。由于Internet的迅猛发展，据统计平均每年Internet的规模就扩大一倍。IPv4的局限性就越来越明显。个人电脑市场的急剧扩大、还有个人移动计算设备的上网、网上娱乐服务的增加、多媒体数据流的加入、以及出于安全性等方面的需求都迫切要求新一代IP协议的出现。 因此，对新一代互联网络协议（Internet Protocol Next Generation - IPng）的研究和实践已经成为世界性的热点，其相关工作也早已展开。围绕IPng的基本设计目标，以业已建立的全球性试验系统为基础，对安全性、可移动性、服务质量的基本原理、理
2、论和技术的探索已经展开。 90年代初，人们就开始讨论新的互联网络协议。IETF的IPng工作组在1994年9月提出了一个正式的草案The Recommendation for the IP Next Generation Protocol，1995年底确定了IPng的协议规范，并称为IP版本6（IPv6），同现在使用的版本4相区别；1998年作了较大的改动。IPv6在IPv4的基础上进行改进，它的一个重要的设计目标是与IPv4兼容，因为不可能要求立即将所有节点都演进到新的协议版本，如果没有一个过渡方案，再先进的协议也没有实用意义。IPv6面向高性能网络网络（如ATM），同时，它也可以在低带宽的
3、网络(如无线网)上有效的运行。 在国际上，对IPv6的各项研究和实现已经展开。法国INRIA、日本KAME、美国NRL等研究机构，IBM、Sun Microsystems、Trumpet、Hitachi等公司，分别研制开发了不同平台上的IPv6系统软件和应用软件；Cisco、Bay等路由器厂商已经开发出了面向IPv6网络的路由器产品。1996年，一个以研究IPv6为目标的虚拟实验网络，国际IPv6试验床6Bone建立，欧洲、美洲、亚洲的许多国家和组织都已经加入了6BONE。1998年底，面向实用的全球性IPv6研究和教育网（6REN）开始启动。这期间以STAR TAP为依托的6TAP（IPv6
4、 Transit Access Point）得以实施，建立了以ATM交换机为中心的IPv6洲际网络。今年，IETF确定IPv6进入实用阶段，并指定6Bone为对商用IPv6地址申请者进行评估的平台。过渡技术的概述与现状 如何完成从IPv4到IPv6的转换是IPv6发展需要解决的第一个问题。现有的几乎每个网络及其连接设备都支持IPv4，因此要想一夜间就完成从IPv4到IPv6的转换是不切实际的。IPv6必须能够支持和处理IPv4体系的遗留问题。可以预见，IPv4向IPv6的过渡需要相当长的时间才能完成。目前，IETF已经成立了专门的工作组，研究IPv4到IPv6的转换问题，并且已提出了很多方案，
5、主要包括以下几个类型： 1.双协议栈技术 IPv6和IPv4是功能相近的网络层协议，两者都基于相同的物理平台，而且加载于其上的传输层协议TCP和UDP又没有任何区别。由图1所示的协议栈结构可以看出，如果一台主机同时支持IPv6和IPv4两种协议，那么该主机既能与支持IPv4协议的主机通信，又能与支持IPv6协议的主机通信，这就是双协议栈技术的工作机理。 2.隧道技术 随着IPv6网络的发展，出现了许多局部的IPv6网络，但是这些IPv6网络需要通过IPv4骨干网络相连。将这些孤立的IPv6岛相互联通必须使用隧道技术。利用隧道技术可以通过现有的运行IPv4协议的Internet骨干网络（即隧道）
6、将局部的IPv6网络连接起来，因而是IPv4向IPv6过渡的初期最易于采用的技术。 路由器将IPv6的数据分组封装入IPv4，IPv4分组的源地址和目的地址分别是隧道入口和出口的IPv4地址。在隧道的出口处，再将IPv6分组取出转发给目的站点。隧道技术只要求在隧道的入口和出口处进行修改，对其他部分没有要求，因而非常容易实现。但是隧道技术不能实现IPv4主机与IPv6主机的直接通信。 3.网络地址转换/协议转换技术 网络地址转换/协议转换技术NAT-PT(Network Address Translation - Protocol Translation)通过与SIIT协议转换和传统的IPv4下
7、的动态地址翻译（NAT）以及适当的应用层网关（ALG）相结合，实现了只安装了IPv6的主机和只安装了IPv4机器的大部分应用的相互通信。 上述技术很大程度上依赖于从支持IPv4的互联网到支持IPv6的互联网的转换，我们期待IPv4和IPv6可在这一转换过程中互相兼容。目前，6to4机制便是较为流行的实现手段之一。 6to4 技术 转换策略计划者考虑的关键问题是当使用者对ISP所提供的基本IPv6传输协议还没有合理的选择时，如何激活IPv6路由域间的连通性。当缺少本地IPv6服务时, 提供连通性的解决办法之一是将IPv6的分组封装到IPv4的分组中（6over4隧道技术）。6to4是一种自动构造
8、隧道的方式，它的好处在于只需要一个全球惟一的IPv4地址便可使得整个站点获得IPv6的连接。在IPv4 NAT 协议中加入对IPv6和6to4 的支持，是一个很吸引人的过渡方案。 1.6to4的工作原理 6to4采用特殊的IPv6地址使在IPv4海洋中的IPv6孤岛能相互连接。此时IPv6的出口路由器与其他的IPv6域建立隧道连接。IPv4隧道的末端可从IPv6域的地址前缀中自动提取，因为站点的IPv4地址包含在IPv6地址前缀中。6to4另一个让人感兴趣的特点是它可以自动从IPv6 地址的前缀中提取一个IPv4地址。通过这个机制，站点能够配置IPv6而不需要向注册机构申请IPv6地址空间。这
9、同时也简化了ISP提供商的管理工作。可以设想，在一个拥有很多部门的企业里，各部门内部使用私有地址和NAT技术，利用6to4策略可以建立一个虚拟IPv6外部网。它同样可以重新建立起点到点的IP连接，且允许企业在不同地方的服务器使用IPsec协议，从而进一步提高了网络的安全性。此外，6to4机制还允许在采用6to4的IPv6站点和纯IPv6站点之间通过中继路由器 ( 6to4 Relay Router )进行通信，这时不要求通信的两个端点之间具有可用的IPv4连接，中继路由器建议运行BGP4+，适应范围更广。 2.6to4的基本使用方法 6to4机制的简单运用是在没有本地IPv6的 ISP 服务时
10、, 几个IPv4站点需使用IPv6进行交互, 因而每一站点都需要确定一个路由来运行双层协议栈（即IPv4和IPv6兼容）和6to4隧道，以确保这个路由有全球范围的路由地址（非专用IPv4地址空间）。 在运行过程中，当6to4站点内的IPv6主机试图通过域名访问其他6to4站点内的IPv6主机时，均可通过IPv4或IPv6协议实现。访问方主机选择带有6to4前缀的IPv6地址来发送一个信息包至距离最近的路由器，直至到达站点旁的路由器（假定该站点也提供6to4服务）。 36to4路由器的发送接收规则 当请求方站点的6to4路由器发送信息包到另一站点（不在一个子网或一个用户网络中），并且下一个目的地
11、址的前缀包含特殊的6to4 TLA值2002:/16，需使用41类型的IPv4协议将IPv6信息包封装于IPv4信息包内，如转换机制RFC所定义的那样。IPv4源地址包含于请求方站点的6to4前缀内（即6to4路由器的网络外部接口的IPv4地址，它包含于IPv6信息包的6to4前缀内），同时接收方IPv4地址成为下一个IPv6发送包目的地址的6to4前缀。 当接收站点的6to4路由器收到IPv4信息包，且识别出是41类型的IPv4协议时，即进行IPv4安全检测，去除文件头，用IPv6源信息包进行本地传送。 以上的发送规则是对IPv6发送规则所作的惟一修正，因为基本的IPv6转换机制的接收规则早
12、已确定。随着DNS内加载适当个数的6to4前缀，任何站点均可脱离人工隧道配置而相互协作。 4返回路径和源地址的选择 可以双向传送的信息包才是有效的。因此当与具有6to4前缀的站点交互时必需在发送的信息包内使用一个6to4前缀作为源地址; 换言之，源地址必须带有6to4前缀。（这个简单例子说明，双方站点仅有IPv4连通性不再是通信障碍，它们可以通过6to4前缀来进行通信）。DNS在搜寻主机名后仅可返回一个IPv6地址，且带有6to4前缀,因此上述源地址的选择不再是个问题。 5.更为复杂的6to4使用方法 当站点同时拥有6to4连通性和本地IPv6连通性时，会有多种6to4的使用方法。最简单的一种
13、就是当某个站点试图访问另一个仅有6to4连通性的站点时，上文所提到的源地址的选择算法可确保得到站点的6to4 IPv6地址。在此并不需要选择目的地址，因为只有一个选择：6to4。 同样，当仅拥有6to4连通性的站点试图访问同时拥有6to4和本地IPv6连通性的站点时，在多个目的地址中主机的选择规则决定了6to4地址的选择，因为只有一个本地6to4 IPv6源地址是有效的。 另一特殊情况是当某个拥有6to4和本地IPv6连通性的站点试图访问另一个仅有本地IPv6连通性的站点时，制订一个源地址的选择算法可确保得到站点的本地IPv6地址。在此并不需要选择目的地址，因为只需选择本地IPv6地址即可。
14、6.6to4转播 最为复杂的6to4假设情况是仅有6to4连通性的站点和仅有IPV6连通性的站点进行通信。这可通过同时支持6to4和IPv6连通性的6to4转播来实现。事实上，6to4转播就是一个IPv4/IPv6双层栈路由器。 6to4转播加载路线于IPv6底层组织所附带的2002:/16结构。IPv6网络必须过滤、丢弃任何超过16位的6to4前缀。此外，6to4转播必须加载本地IPv6路由策略允许的6to4连接，其中包括6to4路由器在只支持6to4连接的站点中选择一个BGP4+点对点进程，或是通过一个默认路由到6to4转播。 因此，当一个只支持6to4转播的站点发送信息包给另一个只支持I
15、Pv6的站点时，它会发送一个封装的IPv6信息包给6to4转播，而6to4转播会删去 IPv4头（解封装）并把信息包传给那个只支持IPv6的站点。 理论上，上述过程可能需要由多个6to4转播来实现，每一个转播分离一个IPv6的路由域。在实际应用中，所有的IPv6 ISP都被连在一起，即使是手动配置的IPv6 ISP也是如此。 结束语 IPv6和IPv4比较，它彻底解决了地址空间耗尽和路由表爆炸等问题，而且为IP协议注入了新的内容，使支持安全、主机移动以及多媒体成为IP协议的有机组成部分。协议的设计使路由器处理报文更加简便，扩展性也更好。目前，IPv6的实验网6Bone已经遍布全球，IP协议从IPv4过渡到IPv6已经是历史必然。我们知道，IPv4地址是类似 A.B.C.D 的格式，它是32位，用.分成四段，用10进制表示；而IPv6地址类似X:X:X:X:X:X:X:X的格式，它是128位的，用:分成8段，用16进制表示；可见，IPv6地址空间相对于IPv4地址有了极大的扩充 RFC2373中详细定义了IPv6地址，按照定义，一个完整的IPv6地址的表示法：xxxx:xxxx:xxxx:xxxx:xxxx:xxxx:xxxx:xxxx 例如：2031:0000:1F1F:0000:0000:0100:11A0:ADDF 为了简化其表示法，rfc237
