下一代互联网4over6软线隧道过渡技术(1)(3)

3 IPv6接入网4over6软线隧道技术原理

接入网的主要任务是为用户边缘设备提供接入主干网或互联网的服务。为达到这一目的，在IPv6单栈主干网中需要部署实现接入网4over6软线隧道技术[11-12]。

接入网4over6 软线隧道体系结构如图3 所示。作为4over6隧道发起点的CE 既可以是终端主机，也可以是用户驻地设备(CPE)，如家庭网关等，统称为4over6 CE。作为4over6软线隧道汇聚点的BR由ISP维护，称为4over6 BR，部署在ISP IPv6网络(IPv6接入网)与IPv4互联网(或主干网)交界处，所有出入ISP网络的IPv4报文均要经过4over6 BR。

图3 接入网4over6 软线隧道体系结构

控制层面上，IPv6网络中的4over6 CE通过自适应异构动态接入机制[13]接入IPv4互联网。

为4over6 CE分配IPv4地址的DHCP服务器由ISP维护，既可与4over6 BR联合部署，也可作为独立DHCPv4服务器与4over6 BR部署在同一IPv4网络中。由于4over6 CE与4over6 BR间通过纯IPv6接入网连接，传统的动态主机配置协议(DHCP)不能在IPv6 网络中正常运行，因此接入网4over6 软线隧道技术对传统DHCP进行了扩展，采用了基于IPv6 传输的DHCPv4 over IPv6 扩展机制来进行IPv4 地址分配。DHCPv4 over IPv6 机制包含两种场景，如图4 所示。图4(a)所示为DHCPv4 客户端通过客户中继代理(CRA)与IPv6 扩展DHCP 服务器(TSV)进行通信，而图4(b)所示为DHCPv4 客户端通过CRA 和IPv6 传输中继代理(TRA)，与传统DHCP 服务器进行通信。

图4 DHCPv4 over IPv6 机制应用场景

CRA 与DHCPv4 客户端处于同一主机中，负责对DHCPv4 客户端与TSV/TRA 之间的DHCPv4 信息进行中继。CRA 与DHCPv4 客户端通过IPv4进行通信，与TSV/TRA 则通过UDPv6报文进行通信。TRA 部署在IPv6 网络与IPv4 网络之间，负责对CRA 与纯IPv4 的传统DHCPv4 服务器之间的DHCPv4 消息进行中继。TSV 是支持IPv6 报文传输的DHCP 服务器。它部署在IPv6 网络中，与CRA 或TRA 进行IPv6 报文承载的DHCP 数据传输，从而完成与DHCP 客户端的交互，并为客户端主机分配IPv4 地址。通过该机制，DHCP 客户端无需进行任何改动，即能获取TSV 分配的IPv4 地址及其他资源。

数据层面上，在4over6 软线隧道两端，4over6 CE 与4over6 BR 分别完成IPv4-in-IPv6 的封装和解封装工作。

当4over6 CE 需要向4over6 BR 发起通信时，4over6 CE 首先根据本机IPv6 地址以及事先得知的4over6 BR端IPv6 地址，对IPv4 报文进行IPv6 报文头的封装，原本的IPv4 报文成为了IPv6 报文的负载。之后4over6 CE 将该报文发送至IPv6 网络，报文经由IPv6 网络被递交给4over6 BR。4over6BR 在收到该报文后，首先对该IPv6报文进行解封装，将其还原为IPv4 报文，之后4over6 BR 将报文交由IPv4 网络进行后续转发过程。