试论IPv6隧道技术的研究与应用

刘 宇

(山西省晋中路桥建设集团有限公司，山西 晋中 030600)

0 引言

计算机网络技术的快速化发展，使得互联网被广泛应用到了社会生活的各个方面。同时随着物联网、云计算、智能网络等技术概念的产生，对于IP地址的需求量也呈现出了指数级的增长趋势。由IPv4过渡向IPv6便可有效解决网络地址资源所面临的枯竭问题、移动性较差及安全问题。但基于目前的实际现状来看，要想一步跨越到IPv6也是不现实的，IPv4到IPv6的过渡时期至少要存在相当长的一段时间，而在此过程当中隧道技术便可发挥出重要的作用价值，对此下文将重点对IPv6隧道技术的研究与应用展开具体分析。

1 IPv6隧道技术

在开展网络规划工作时，需确定出一项基本原则，即：依据当前的网络发展现状，针对不同阶段的具体情况选用合适的部署方式，在确保当前的业务不发生中断的前提下完成平稳过渡。对于IPv6部署发展可分为以下三个阶段：

1)初级发展阶段。

在此阶段当中主要是将IPv4网络作为核心网络架构，IPv6则为个别单独存在。并且各单独存在的IPv6不一定会存在于网络拓扑边缘位置，也可能会存在于IPv4网络的环绕结构内部。需引起关注的一点是，IPv6作为独立网络的一种特殊情况为：某一独立网络系统内仅有1台IPv6主机。网络系统中的主机仍是以IPv4为主。在这一阶段当中针对IPv6所面临的独立网络连通问题主要可采用隧道技术来予以解决。

2)IPv6与IPv4共存阶段。

在这一阶段当中关于IPv6的应用已经取得了较为明显的发展，相关的IPv6业务发展以及网络架构部署也已初具规模，起码在网络结构系统中占到了1/2以上，具备完全独立自主的网络架构，可直接经由骨干网络进行交互，可达到对IPv6流量的精准控制。然而也需注意到因IPv6网络有可能需要跨越IPv4网络来进行连通，因而也可能会用到隧道技术。然而，大规模的IPv6以及IPv4业务的共同存在，大量的结点仍为双栈结点，此时不但要用到栈道技术，并且还必须采用两种网络技术间的翻译手段。

3)IPv6主导阶段。

此阶段IPv6将完全取代IPv4，主要应用IPv4 Over IPv6隧道技术。

2 IPv6隧道技术的研究与应用

2.1 基础功能测试设计

开展基础功能测试设计的主要目的即为测试设备是否可以达到满足最基础的配置要求，隧道两端能否互相连通，以及是否可以进行隧道信息统计。另外，还需针对设备隧道协议的实现是否和RFC协议内所要求的内容相一致展开检验测试工作。隧道转发过程为：

1)起点发送IPv6报文，查询对应IPv6报文目标地址及路由。

2)封装入端点报文，新增IPv4报头，将tunnel接口源端地址判断为原地址，终端地址判断为目标地址。

3)把完成封装处理后的报文由隧道源头一侧转发给IPv4。

4)封装报文通过IPv4内的路由进行转发，如果其中出现分片现象则应另行处理，在抵达目标地址，经过合法性检测后，依据协议判定为封装报文并通过解封后还原IPv6报文。如图1所示为IPv6封装入IPv4报文。

2.2 技术实现与应用

各隧道模块测试套均包含有测试用例以及与之相对应的测试拓扑及脚本。考虑到脚本数量众多，在本次研究中就通过由点及面的方式，分析测试用例。因需测试的脚本数量较多，基础功能选用IPv4同时兼容IPv6的自动隧道分片测试功能来举例说明。

因IPv6转发路由器无法分片，因而可选用链路MTU发现机制获取路径内的需求传输单元。但需注意到若源节点和目标节点传输路径已位于IPv6内，则会导致在封装IPv4报头后长度延长。相对于IPv6隧道为透明形式，仅有端点掌握隧道形式。即IPv6链路MTU发现机制也不能够确定IPv6隧道穿越的IPv4链路MTU。不论怎样，隧道起止点路由器间的通讯应确保能够达到较好的分片正确性。所设计出的测试用例可表述为表1的形式。

表1 IPv4兼容IPv6自动隧道IPv4分片测试用例

3 结语

与传统的IPv4相对比而言IPv6技术不但在地址空间方面有了较大幅度的提升，而且同时在移动性、拓展性以及安全性等多个方面均有显著增强。基于复杂网络环境下的IPv4与IPv6难以做到有效兼容，因此也就不断发展并产生出了双栈、隧道以及翻译三项过渡性技术，其主要的作用价值即为实现IPv4向IPv6过渡阶段的紧密衔接。在此过程当中隧道技术有着无可替代的重要意义，网络设备对于隧道技术本身所发挥出的支持效果同样显得至关重要，因而针对网络设备隧道技术开展相关的研究将是保障质量的一项关键性手段。

[1] 李 洋.基于隧道技术IPv4与IPv6双协议栈网络设计与实施[J].网络安全技术与应用,2017(7):50-52,75.

[2] 刘义勇.基于隧道技术的IPv4/IPv6过渡机制研究分析[J].信息通信,2016(8):225-226.

[3] 吴英姣.基于双协议栈和隧道技术的IPv6网络性能分析[J].智慧健康,2016,2(4):25-28.

[4] 曾丽君,闵 芳.基于隧道技术的IPv6企业网的仿真设计[J].数字技术与应用,2015(5):38-39.