IPv6迁移（精选3篇）
IPv6迁移 篇1
摘要：IPv6的时代即将到来,如何使IPv4下的程序在IPv6环境中也能正常运行呢?该文介绍了两种方法:BIS(Bump-in-the-Stack)和BIA(Bump-in-the-API),并对BIS的方案提出了改进意见。
关键词：IPv6,BIS,BIA,DNS
随着互联网应用的发展,目前使用的IPv4网络技术已经不能满足用户的需要。IPv6作为下一代互联网技术将给用户提供几乎无限大的网络地址空间,更快的速度,和更好的安全性。因此,由IPv4过渡到IPv6已是大势所趋。
从IPv4到IPv6的过渡有两方面的工作要做,一是由IPv4网络逐步改造成IPv6的网络。这主要是在路由器方面要升级软件,同时操作系统也要提供相应的支持,保证能由IPv4平滑地过渡到IPv6。另一方面,就是在互联网上的应用要从IPv4迁移到IPv6。
对于原有的IPv4下的网络应用程序,最好的办法是在源代码上进行修改,使用新的IPv6下的socket函数。但是并不是所有的软件都能得到升级,因此,需要模拟一个IPv4的环境使过去的软件能继续使用。
目前主要有两种方案,分别是BIS(Bump-in-the-Stack)和BIA(Bump-in-the-API)。
1 BIS方案
BIS(Bump-in-the-Stack)是在RFC2767中提出的一种解决方案,主要有三部分组成,扩展域名解析器(extension name resolver),地址映射器(address mapper)和翻译器(tmnslator)。
1.1 BIS方案的组成
如图1所示。扩展域名解析器:它的功能是拦截来自IPv4应用软件的DNS请求,将这个请求发往正确的DNS服务器。得到DNS服务器返回一个IPv6地址后,调用地址映射模块。
地址映射器:负责管理和维护BIS系统中的IPv4地址池。它储存IPv4地址和IPv6地址的映射关系。
翻译器:实现IPv4与IPv6协议的相互转换。如果接收到一个来自应用程序的IPv4数据包,则把IPv4报头转换成IPv6报头,然后发送到IPv6协议栈。
1.2 BIS的工作进程
BIS工作有两个过程,一是解析域名,并建立映射关系,二进行地址翻译。
1.2.1 名字解析并地址映射过程
如图2。1)IPv4的应用程序发出一个DNS,请求一个域名的IPv4地址。
2)BIS中的地下域名解析器截获这个请求,向IPv6下的DNS发出请求。
3)由于未来的网络都是IPv6的网络,所以返回一个标记为“AAAA”的IPv6的地址。
4)域名解析器向地址映射器请求分配一个虚假的IPv4地址,并要求把它和已获得的IPv6的建立映射关系。
5)地址映射器建立IPv4地址和IPv6地址的映射关系,并返回一个IPv4的地址。
6)域名解析器向IPv4的应用程序返回一个IPv4的地址。
1.2.2 地址翻译
1)IPv4的应用程序发出一个IPv4的数据包。
2)翻译器截获这个数据包后,向地址映射器请求一个与当前IPv4数据包映射的一个IPv6的数据包。
3)地址映射器返回一个IPv6的地址。
4)将IPv4的数据包翻译成IPv6的数据包。
5)收到一个IPv6的数据包,将它翻译成一个IPv4的数据包。
6)将IPv4的数据包返回给IPv4的应用程序。
2 BIA方案
BIA(Bump-in-the-API)是在RFC3338中定义的解决方案。BIS是在网络层来模拟一个IPv4的运行环境,那么BIA是截取应用程序的socket API调用。如图4。
BIA的工作过程和BIS方案有相似的地方,也是分两步:
1)扩展域名解析器截获IPv4应用程序发出的DNS请求,然后域名解析器向DNS服务器请求并获得一个IPv6的地址,最后在地址映射器上建立IPv4和IPv6之间的对应关系。其进程和BIS中的几乎一样。
2)IPv4的应用程序发出的socket API请求被函数调用映射器所截获,函数调用映射器从地址映射器上获得目地的IPv6地址,然后发出IPv6的数据包。
基本过程与BIS下类似,这里就不详细介绍了。
BIA方式相比BIS方式的优点是效率要高。因为在BIS方式中,传输层的数据包先被封装在IPv4的数据包中,接着被翻译器解包,又封装在IPv6的数据包中(并非IPv4-in-IPv6)的方式。而BIA方式可以将传输层的数据直接封装在IPv6的数据包中。
BIA方式的缺点是处理程序比较复杂,因为socket的函数调用比较多,在各个平台上又有一些差异,这会增加实现方案的难度。
3 对现在技术的改进
无论是BIA方式或是BIS方式,都基于这样一个假设:应用程序在访问网络之前都会使用DNS服务来查询IP地址。绝大多数的程序是这样做的,但也有不少应用程序不使用DNS服务而直接访问网络。如果出现了这种情况,那么无论是BIS方案还是BIA方案都无能为力。
我提出的方法是把IPv4的地址作为一个域名的部分,通过DNS服务器来解释成IPv6的地址。这样IPv4地址变成了一个虚拟的地址。
3.1 运行IPv4程序的主机上的解决方案
如果应用程序先使用DNS查询,情况和BIS下一样,如果应用程序直接使用IPv4地址,则由翻译器处理。
1)IPv4发出了一个IPv4的数据包。
2)翻译器截获一个数据包,向地址器请求对应的IPv6的地址。
3)地址映射器发现无法找到当前IPv4地址的映射,于是向DNS服务器发出一个DNS请求,要求解析这个IPv4地址与IPv6地址的对应关系。
4)DNS服务器返回一个IPv6的地址。
5)地址映射器又把IPv6的地址交给翻译器。
6)翻译器把IPv4的数据包换成IP6的数据包发往目的主机。
7)目的主机返回结果。
8)翻译器把IPv6的数据包换成IP4的数据包返还给IPv4的应用程序。
3.2 新的DNS服务器的改进
新的IPv6下的DNS系统增加了许多新的特性,如:新的类型-AAAA类型,建立了新的域,新的查询方法。
如何将IPv4的地址作为域名呢?可以建立一个新的域。假设我们新建一个域为IPv4to6,IPv4应用程序访问的地址是211.168.1.1,那么它请求一个域名就是“211.168.1.1.IPv4to6”。DNS服务器根据这个域名来查询IPv6地址。在DNS服务器上要建立一张IPv4地址和IPv6地址的映射关系表,当然,我们不必要把所有的IPv4的地址和IPv6地址都建立映射关系,只保留那些有可能被应用程序直接访问的IPv4的地址。
在IPv6中用96位0加32位原IPv4地址构成IPv6下的兼容地址,形如211.168.1.1,这在IPv4到IPv6的过渡时期是有价值的。但是,在IPv6已经建成时,使用这样的地址会使路由器必须处理许多无法聚合的网络地址。
4 结束语
可以想象,从IPv4的网络过渡到IPv6的网络后,绝大部分常用的软件都将移植到IPv6下,只有极少的纯IPv4软件。对于这些软件,百分之百的兼容性是我们优先考虑的,而效率可以放在次要的位置。本文对目前学术界提出的两种方案作了一定的介绍,并提出了独到的见解。
参考文献
[1]Pete Ldshin.IPv6详解[M].沙斐,译.北京:机械工业出版社,2009.
[2]Dual Stack Hosts using the"Bump-In-the-Stack"Technique(BIS),2002-02.
[3]Dual Stack Hosts Using"Bump-in-the-API"(BIA)RFC3338,2002-10.
[4]邹建峰.基于双栈的IPV6翻译方案及实现[J].计算机工程与应用,2003-29.
IPv6迁移 篇2
“不积极采取措施我们将受到惩罚”
IPv6论坛主席Latif Ladid在“2009全球IPv6新一代互联网暨移动互联网高峰会议”上演讲时指出:“从IPv4到IPv6的转变是一个非常重要的转变, 但是人们明白IPv6和IPv4的差别可能会花费一些时间。”不过在他看来, 现在留给业界继续思考的时间已经不多了。他在接受记者专访时指出, “2011年6月份的时候就可以看到IPv4地址基本会被分配殆尽。”事实上, 目前全球仅剩下32个A类地址, 而根据目前市场的实际需求, 每年将有10～15个A类地址被申请。
即便是现在, 还是有一部分人认为所谓IP地址枯竭问题是商家博取经济利益的噱头, 他们认为在没有看到明确商业利益, 或是出于保护现有商业利益的目的, 通过地址交易、买卖和IPv4网络地址转换 (NAT) 技术缓解这一问题是最为现实的选择。但是在Latif Ladid看来, “如果现在不积极采取措施我们将受到惩罚。”
华为方面在答复记者书面采访时指出, “中国的移动网络拥有全球最为庞大的用户群, 移动互联网的普及将导致大量的IP地址需求, 届时IPv4地址短缺的问题将更加凸显, 而IPv6是解决IP地址不足的根本解决方案”。也正是从这一判断出发, 3GPP已经将IPv6看成是非常重要的标准之一。
市场需求已经迫在眉睫, 但是从目前IPv6整个产业链发展进程来看, 各环节的成熟度还极不均衡。其中, 在网络环节相对更为成熟, 而在终端和业务上则相对薄弱。由于运营商和政府部门在终端方面更具有引导能力, 因此业界多寄望运营商能够发挥主导力量, 同时政府提供政策配合, 进而加快终端对IPv6的支持。只有IPv6终端得到极大丰富, 业务才能逐步实现向IPv6的迁移。
同时, IPv6与IPv4的互通问题也尚待解决。据了解, 目前这一问题已经成为IPv6多个研究领域内的热门课题, 在标准层面的讨论也逐步展开。华为方面向记者透露, 预计在一年之内互通问题应该会有明确的方向和结论。
可以说, 终端和互通问题将是IPv6在下一步推进中的重点环节。当然, 运营商制定出一个明确的IPv6演进时间表也尤为重要, 因为只有这样才能促进整个产业链上各个厂家同步跟进。
迁移策略逐步明晰
今年3月份, 互联网工程工作组 (IETF) 承认, 他们在IPv6标准上犯下了一个致命错误, 那就是没有提供对现有互联网协议IPv4的向下兼容性。这一缺陷一度给运营商网络从IPv4向IPv6的迁移工作带来极大困惑。不过, 目前在厂商那里对此已经有了一个较为明确的认识。
华为网络产品线总工程师薛国锋认为, 运营商网络实施IP地址迁移, 会综合考虑用户体验、业务策略、部署成本和投资收益, 从终端、业务特点出发, 移动互联网有条件先于固定网部署IPv6。针对移动网络的特点, 率先在移动分组域引入IPv6, 其升级改造工作量较小。通过市场的调节, 提供丰富的基于IPv6的终端和内容服务, 届时, 再借助移动网络IPv6带来的终端和内容服务优势, 就可以将固定网络向IPv6迁移。
对于固定宽带网络, 华为中国区网络Marketing部总工程师徐小兴认为, 由于该业务本身正在经历第二个快速增长期, 也是运营商重要的收入增长点, 可以边建设边改造, 逐步分区、分域和分阶段实现IPv6的能力准备。目前采用主流设备新建设的宽带网络节点, 一般均具备IPv6的升级能力, 这为现网逐步改造提供了良好的支撑。另外, IPTV作为一个相对完整的业务系统, 其机顶盒、网络、业务系统等都是运营商可控的, 所以它会是一个较佳的IPv6业务切入点。
国内网络起点高基础好
美国时间3月19日, 谷歌公司加州总部, “谷歌2009IPv6实践者大会”在这里召开。彼时, 天地互连总裁刘东参会演讲, 大会组织者给他的演讲时间是45分钟, 而被誉为互联网之父的文登·瑟夫 (Vinton Cerf) 则仅有5分钟的演讲时间。这种反差折射出来是中国业界在IPv6话题上的权威性已经得到全球业界的认可。
事实上, 中国下一代互联网示范工程CNGI、中国电信的CN2、中国移动的IP专网、中国联通IP承载网, 都已经具备了IPv6的特征和能力。截止到目前, 国内三大运营商的骨干承载网络的设备基本都能够支持IPv6, 城域网和接入网的部分设备也已经可以支持IPv6。
Latif Ladid表示, 得益于中国政府和企业的大力投入, IPv6在中国的发展表现出了良好的态势, 由此, 他认为中国应该在推动IPv6发展上进一步为全世界做出表率。同时, 他特别向记者提到, “华为公司已经成为IPv6领域的领导者”。
记者从华为方面了解到, 该公司从1998年开始IPv6方面的开发, 2003年发布IPv6的商用版本, 2004年其全系列NE路由器开始全面支持IPv6, 2004年发布IPv6 ASIC芯片。通过10年的IPv6持续投入, 华为已在标准、芯片、软件操作系统等核心技术领域取得突破, 并培养了大量IPv6人才, 华为在IPv6相关领域的专利已超过130件。目前, 该公司的NE路由器已经广泛部署于运营商的骨干网、城域网以及客户接入领域。其中, 在CNGI项目中, 华为承建了骨干网和驻地网70%的设备建设任务, 目前, 华为正在积极参与IPv6标准及产业化的过程, 例如IPv6与IPv4的互通共存。
据记者了解, 运营商网络设备采购方面, 在满足现有业务功能基础上, 均已增加了IPv6支持的要求, 这为IPv6商用打下了坚实的基础。
IPv6迁移 篇3
长期以来, IPv6网络内容和应用的缺乏一直是IPv6产业发展的瓶颈。虽然IPv6协议作为IPv4协议的替代方案已在业界达成一致, 主流的网络设备已经初步成熟, 并已经建立了一定规模的全球性试验网络, 但整个IPv6产业链依旧发展缓慢。
针对这种情况, 最近, 中国电信自主研发了面向ICP网站的IPv6平滑迁移平台——Smart6, 该平台可以在对ICP网站不进行升级改造的前提下, 协助其实现IPv6服务能力并为全球的IPv6用户提供服务。目前, 该系统已经在湖南现网上线, 已实现了多个ICP网站向IPv6的迁移。作为一种ICP侧的迁移解决方案, Smart6系统将和接入侧过渡系统、运营支撑系统协调运转, 共同促进向基于IPv6协议体系的下一代互联网演进。
Smart6是由中国电信股份有限公司北京研究院在中国电信集团公司的支持下设计并研发的面向ICP网站的IPv6平滑迁移平台。该方案创新性地将协议翻译技术应用到提供内容的ICP网站侧, 实现了IPv4资源和IPv6网络的互通。由于ICP网站的服务器通常部署在IDC机房中, 因此Smart6的协议翻译功能是部署在IDC的出口处, 这样也可同时为多个ICP网站提供迁移服务。为了支持IPv6用户对于IDC内部ICP网站的访问, Smart6利用协议翻译技术将IPv6的访问请求报文在IDC入口处转换成IPv4报文, 从而使IPv6用户请求以IPv4形式去访问IPv4内容资源。在进入Smart6前, IPv6请求包中的源地址为用户IPv6地址, 该地址通过地址映射方式转换为一个对应的私网IPv4地址, 并生成新的IPv4访问请求数据包。由于用户的IPv6地址被映射为私有IPv4地址, 因此该数据访问过程不占用网络运营商的公有IPv4地址资源, 实现了真正意义上的IPv6数据传输。在经过地址转换后, 新生成的IPv4报文在IDC内部直接去访问IPv4内容资源。
Smart6具有共享式、低成本、轻量级、不占用IPv4公有地址以及不受服务器地理位置约束的特征, 技术实现难度较低, 可快速部署和实施。在对于特定ICP网站提供迁移服务时, Smart6对于ICP网站自身系统并没有进行改动, 大大降低了ICP网站提供IPv6服务的门槛。其次, 由于部署在IDC出口并具有共享特性, Smart6可一次性实现多家CP/SP提供IPv6用户访问的能力。Smart6对于用户终端没有任何额外的要求, 凡是具备IPv6接入能力的用户都可以顺利访问通过Smart6平台实现迁移的网站。
该平台自2011年3月在湖南上线运行以来, 已实现了湖南信息港、信息田园、中国同学录、湖南网络广播、华声在线以及中国电信官网等多个ICP网站的IPv6迁移, 这些被升级网站涵盖的内容也包括资讯、论坛、电子商务、视频多媒体、电子邮件等多种类型, 逐步形成“IPv6信息服务云”。中国电信集团公司官方网站也已成为目前国内唯一提供IPv6访问服务的电信运营商门户网站, 对IPv6技术的推广具有重要的示范意义。自上线以来, 累计通过Smart6访问的IPv6用户达到20万人次。