【《IPv4向IPv6过渡技术设计介绍分析》2900字】

PAGE11IPv4向IPv6过渡技术设计介绍分析目录TOC\o"1-3"\h\u5860IPv4向IPv6过渡技术设计介绍分析 1283741.1双栈技术 1115861.2IS-ISMT技术 1134131.3隧道技术 5225861.4IPv6/IPv4互访技术 6双栈技术在企业建设同时支持IPv4网络与IPv6的企业网络时，双协议栈技术是以上网络的基础，它是一项非常成熟的网络技术，这个技术能让同时支持两个不同协议栈的设备在同一个网络内相互通信。如图3.1所示，在双协议栈网络内，运行了双协议栈的设备将使用数据报头的协议ID用于区分应用将选择那种IP协议进行通信。在以太网帧上，0x0800指的是应用IPv4协议进行连接，0x86DD代表的是应用使用的是IPv6协议进行连接。图3.1以太网帧协议IDIS-ISMT技术IS-ISMT技术是双协议栈技术之一，使能IS-ISMT技术的前提是需要在自治域上首先运行IS-IS动态路由协议，随后才能够使能IS-ISMT技术。在一个运行了IS-IS自治域内运行多个独立的IP拓扑，对于不同的独立拓扑来说，设备将使用MTID来进行辨别。如表3.1所示，每一个MTID都代表着这个拓扑不同的作用。在接口上将使用MTID来进行标识，每一个接口上可以存在一个或多个MTID，用于说明这个接口是属于一个什么拓扑，多拓扑是基于当前的IS-IS邻居建立的，不会影响到当前的混合拓扑的邻居情况，但是在运行了IS-ISMT后，邻居与邻居之间所进行交互的LSP报文会被加上相应的MTID，然后对每个拓扑子集进行独立的最短路径计算。在每一台开启了MT的路由器上，都会为每一个独立的拓扑维护各自的路由表，在这个路由表中的每一条路由条目都是基于各自的最短路径所产生的。表3.1ISISMT使用的多拓扑IDMTID拓扑0标准（缺省）拓扑（IPv4单播路由选择拓扑）1IPv4带内管理2IPv6单播路由选择拓扑3IPv4多播路由选择拓扑4IPv6多播路由选择拓扑5~3995IETF统一保留3996~4095保留，用于开发、试验以及专有特性为了使IS-IS协议支持多拓扑功能，在协议中增加了四种新的TLV类型这四种TLV的定义分别是：多拓扑TLV（类型229）、多拓扑中间系统TLV（类型222）、多拓扑可达的IPv4前缀TLV（类型235）、多拓扑可达的IPv6前缀TLV（类型237）。多拓扑TLV（类型229）多拓扑TLV将在报文交互的过程中，将由Hello数据包和LSP数据包携带，如图3.2所示，在这个TLV中，与缺省IPv4的TLV一样，这个TLV中包含了ATT置位和OL置位，分别表示子拓扑的过载和关联位。图3.2多拓扑TLV格式多拓扑中间系统TLV（类型222）多拓扑中间系统TLV的格式如图3.3所示，每个子拓扑中所包含的多拓扑中间系统TLV会被归属于每一个始发的接口上，它与扩展IS可达TLV接近于完全相同，服务目的是一样的，是为了保证其拓展IS的可达性。图3.3多拓扑中间系统TLV多拓扑可达的IPv4前缀TLV（类型235）与多拓扑可达的IPv6前缀TLV（类型237）从格式上来说，这两个TLV是一样的，如下图3.4所示，该图为前缀为多拓扑可达IPv4前缀，IPv6的TLV前缀格式不再阐述。在功能上来说，这两个TLV的作用与传统的混合拓扑所用的TLV作用相同，对于混合拓扑的TLV来说，可达性的TLV所表示的作用是告知设备的可达前缀后，再与计算的拓扑进行联系上，而不通协议栈的多拓扑可达TLV前缀所代表的的作用是用于告知设备其对应协议栈的多拓扑可达性。图3.4多拓扑可达的IPv4前缀TLV当自治域内未使能IS-ISMT时，发送的IS-ISHello包将中不含多拓扑的TLV，这个设备就会被认为是一个缺省的IPv4拓扑（MTID为0），即IPv4和IPv6共用一个拓扑，且只进行IPv4的路由计算。由于IS-IS混合拓扑的TLV不能区分IPv4邻居与IPv6邻居，在双协议栈混合组网的环境下，支持双协议栈的路设备将无法感知到不支持IPv6协议的设备，无法对IPv6进行独立的路由计算，导致IPv6报文依然会按照混合拓扑的路径转发给它们，使这些报文因无法被处理而被丢弃，同样，当网络中存在不支持IPv4的设备时，IPv4的报文也无法被正确转发。当自治域内使能了IS-ISMT时，建立IS-IS邻居的交互包会加入MTID的相关TLV，即Hello包中会存在有MTID的数据，在邻居接收到这个带有MTID的Hello数据包时，会根据这个MTID来对这个子拓扑的类型进行判断，如果这个MTID为2的话，那么也就意味着这个域内所有建立了IS-IS邻居关系并开启了MT功能的双协议栈设备都会建立一个IPv6的子拓扑，使这些双协议栈设备会对两个协议栈的流量建立不同的逻辑子拓扑，随后在交互的LSP报文中也会携带有多拓扑的相关TLV，使这些设备根据TLV信息和携带的IS-IS路由信息对不同的子拓扑做不同的最短路径计算，最终实现一个双协议栈的企业网络。在珠江集团的网络设计中，就是采用了IS-ISMT技术进行组网设计，同时还需要对企业网络内的流量路径作出规划，以实现企业网络的流量负载均衡，提高企业网络的可靠性与可用性，让企业网络有充足的冗余空间，防止因企业网络故障导致大量的业务无法使用。根据企业网络内的实际情况，结合设备的协议栈的支持情况与网络设备的搭建情况，作出以下的流量路径规划，总部的流量路径设计如下图3.5所示：图3.5总部网络的设计Server是珠江集团总部的IPv6服务器；AR1、AR2、AR3、AR4是总部的核心层路由器，其中AR3同时作为总部的DHCPv6服务器；SW1、SW2位总部的汇聚层服务器，PC1为总部的IPv4节点，PC2为总部的IPv6节点。根据实际组网需求对不同的网络协议流量作出以上规划，同时根据流量规划需求，设置IS-ISMT的SPF，使流量根据规划的路径流动，从而实现总部双协议栈网络的正常运行。隧道技术目前较为成熟的隧道技术有GRE、6to4、MulticastTunnel、IPv6-IPv4、自动隧道；隧道技术是一种在运营商网络中为两台设备建立一个端到端的逻辑连接技术。在建立了连接后，将对需要发送的数据包重新封装在包头中，通过隧道进行发送，通过隧道处理后的数据将发到运营商网络后传递到目标网段上，目的设备再对封装的数据进行解封，从而完成整个传输过程。隧道技术是指包括数据封装、传输和\t"/item/%E9%9A%A7%E9%81%93%E6%8A%80%E6%9C%AF/_blank"解包在内的全过程。在对珠江集团的网络设计中，隧道技术将用于总部与分部之间的连接，所使用的的类型是GRE隧道，如图3.6所示：图3.6总部的GRE隧道设计在总部的出口设备和IPv6分部的出口设备上使能GRE隧道，使IPv6分部由物理上的断联，通过部署隧道技术后形成了逻辑上的连接，让分部与总部间形成了连通。IPv6/IPv4互访技术NAT64技术作为NAT技术的升级之一，保留了NAT技术的核心部分，但与其不同的是，NAT64技术会对整个访问数据进行转换实现互访，在本文中将在出口路由器上配置NAT64技术实现双协议栈之间的转换互访。在双协议栈的组网环境下，两个协议栈之间是不能相互兼容的，因此这两种网络在正常下是不能实现互访的，因此对于有两个协议栈之间互访的企业来说，在企业内需要有能够支持NAT技术的设备，在这个设备上部署了NAT64后，这个企业网络就能够实现两个协议栈之间互相访问的目的，通过该技术对网络协议栈的互相转换，让本来不能兼容相互访问的不同协议最终实现互访。在珠江集团中，集团总部的服务器是一个只支持IPv6协议栈的网络，而在总部网络中和分布中还存在着只支持IPv4协议栈的设备，因此需要在该企业网络内部署一个支持NAT64转换技术的设备，用来满足IPv4协议栈设备对服务器访问的需求，使珠江集团的不同协议栈的流量实现双向互通。图3.7NAT64技术如图3.7所示，在双协议栈发展的过程中，珠江集团将按计划对网络中的设备升级到IPv6协议栈，其中IPv6服务器为IPv6的单栈服务器，在企业网络中为单协议栈的服务模式，然而当前的公网上依旧只能使用单栈的IPv4网络进行访问，在这样的大背景下，集团网络将配置支持