校园网ipv6技术升级建设方案 第7页
2、手动隧道
手动隧道的转发机制同GRE隧道是一样的。它与GRE隧道之间的不同点是它们的封装格式有些差别，手动隧道直接把IPv6报文封装到IPv4报文中去，IPv6报文作为IPv4报文的净载荷。IPv6手工配置隧道的源和目的地址也是手工指定的，它提供了一个点到点的连接。
3.3.2 自动型隧道
自动型隧道是在进行封装的路由器上自动完成数据包的封装，隧道终点的IPv4地址被包含在目的地址为IPv6地址的数据包中。隧道的建立和拆除是动态的，它通过使用IPv4兼容地址的IPv6目的地址，使得隧道起点可以从IPv6报头中自动获得隧道终点的IPv4地址，自动完成隧道的配置。其端点根据分组的目的地址确定，适用于不经常通信的节点间使用。自动配置隧道根据自动寻找隧道终点的方式不同又可以分为自动IPv4兼容隧道、6to4隧道、6over4隧道、ISATAP等，这些隧道的实现原理和技术细节都不相同，相应的其应用场景也就不同。
1、自动IPv4兼容隧道
自动IPv4兼容隧道的建立和拆除是动态的，通过使用IPv4兼容地址的IPv6目的地址，使得隧道起点可以从IPv6报头中自动获得隧道终点的IPv4地址，自动完成隧道的配置。为了完成设备自动产生终点的目的，IPv4兼容IPv6自动隧道需要使用一种特殊的地址：IPv4兼容IPv6地址。IPv4兼容IPv6地址格式如下：
IPv4兼容IPv6地址中，前缀是0:0:0:0:0:0，最后的32位是IPv4地址。
IPv4兼容隧道是通过Tunnel虚接口实现的，如果一个Tunnel口的封装模式是IPv4兼容隧道，则只需配置隧道的源地址，而目的地址是在转发报文时，从IPv6报文的目的地址中取得的。从IPv4兼容隧道转发的IPv6报文的目的地址必须是IPv4兼容的IPv6地址，隧道的目的地址就是IPv4兼容地址的后32位。如果一个IPv6报文的目的地址不是IPv4兼容地址，则不能从IPv4兼容隧道转发出去。如果IPv4兼容地址中的IPv4地址是广播地址、多播地址、网络广播地址、出接口的子网广播地址、全0地址、环回地址，则该IPv6报文被丢弃，不会进行隧道封装处理。IPv4兼容隧道的目的节点就是被封装的IPv6报文的目的节点，被解封装后的报文不会被转发。
自动IPv4兼容隧道往往用于孤立的IPv4/IPv6双协议栈主要需要穿过IPv4网络访问远端IPv6网络的情况。适用于单独的主机之间或不经常通信的站点之间。这些站点之间必须有可用的IPv4连接，这种隧道的两个端点都必须支持双栈。在隧道要经过NAT设施的情况下这种机制不可用。
2、6to4隧道
6to4隧道技术采用特殊的IPv6地址使在IPv4海洋中的IPv6孤岛能够相互连接。该模式下IPv6的出口路由器与其他的IPv6域建立隧道连接。6to4隧道可以自动从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，同时也简化了ISP提供商的管理工作。
这种隧道的目的是使分布在IPv4网络中的IPv6网络实现互联，虽然使用了特殊的地址前缀，但对于互联纯IPv6网络的IPv4地址消耗很少，一个网络只需要一个公有IPv4的地址，对于地址缺乏的环境是值得推广的应用。以最少的配置连接多个孤立的IPv6域，可以不必等待ISP提供IPv6服务而自行互连IPv6域，也可以通过6to4中继连接IPv6 Internet。但只能使用基于全局IPv4的6to4 IPv6地址。6to4隧道工作如图3.4所示。
图3.4 6to4隧道
3、6over4隧道
与6to4不同的是，IPv6 over IPv4利用IPv4的多播机制来实现虚拟链路的连接。这种机制要求站点支持多播，并且要求站点内的主机和路由器都支持IPv6 over IPv4，但是不需要IPv4兼容的地址或手工配置的隧道，所以这种隧道模式比较适用于在一个站点内部使用。当采用IPv6 over IPv4的站点通过一台支持IPv6 over IPv4的路由器与外界相连时，站点内的主机便可以实现与外部IPv6站点的通信了。6over4隧道通信网络如图3.5所示。
图3.5 6over4隧道通信网络示意图
4、ISATAP隧道
ISATAP（Intra-Site Automatic Tunnel Addressing Protocol）不但是一种自动隧道技术，同时它可以进行地址自动配置。在ISATAP隧道的两端设备之间可以运行ND协议。配置了ISATAP隧道以后，IPv6网络将底层的IPv4网络看作一个非广播的点到多点的链路（NBMA）。
ISATAP隧道的地址也有特定的格式，与6to4地址类似，ISATAP地址中也内嵌了IPv4地址，它的隧道封装也是根据此内嵌IPv4地址来进行的，只是两种地址格式不同。6to4是使用IPv4地址做为网络ID，而ISATAP用IPv4地址做为接口ID。
ISATAP隧道的优点是它不要求隧道端节点必须具有全球唯一的IPv4地址，因此可用于在内部私有网中各双栈主机之间进行IPv6通信，和6to4隧道技术相结合，还可以使内部网的双栈主机接入IPv6主干网。
3.4 网络地址转换/协议转换技术（NAT-PT）
NAT-PT（Network Address Translator/Protocol Translator）技术是一种纯IPv4终端和纯IPv6终端之间的互通方式。也就是说，毕业论文
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http://www.751com.cn/图3.6所示）：当一个进程穿过IPv4与IPv6的边界时被初始化，NAT/PT使用一个IPv4的地址池动态地为IPv6节点分配地址，NAT/PT将IPv6的地址与IPv4的地址进行绑定，反之依然。这样利用NAT/PT在IPv4和IPv6网络之间转换IP报头的地址，同时根据协议不同对报文做相应的语义翻译，使纯IPv4和纯IPv6站点之间能够互相通信。
图3.6 NAT-PT示意图
与一些隧道技术不同，NAT/PT只要求在IPv4和IPv6之间互联的网络转换设备上启用，协议转换的目的是实现IPv4和IPv6协议头之间的转换，地址转换则是为了让IPv4和IPv6网络中的主机互相识别对方。另外，NAT/PT通过与应用层网关（ALG）相结合，实现了只安装IPv6的主机和只安装IPv4主机的大部分应用的相互通信。同时，NAT-PT将SIIT（Statelees IP/ICMP Translation，无状态IP/ICMP转换）协议转换技术和IPv4网络中动态地址翻译技术（NAT）相结。它利用了SIIT技术的工作机制，同时又利用了传统的IPv4下的NAT技术，动态地访问IPv4节点的IPv6节点分配IPv4地址，很好地解决了SIIT技术中的
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