下一代互联网4over6软线隧道过渡技术(1)(4)

当4over6 BR 需要向4over6 CE 发起通信时，4over6 BR 首先检查在本机维护的4over6 CE 端IPv6 地址与IPv4地址映射表，通过匹配IPv4 报文目的地址与映射记录，找出对应的IPv6 地址作为IPv6 头的目的地址，并以4over6 BR 本机的IPv6 地址为源地址，对IPv4 报文进行IPv6 报文头的封装，IPv4 头及以内的内容成为了IPv6 报文的负载。之后4over6 BR 将该报文发送至IPv6 网络，报文经由IPv6 网络被递交给4over6 CE。4over6 CE 在收到该报文后，解封装其IPv6 报文头，将报文还原为IPv4 报文，并转交给上层应用。

4over6 BR 通过轻量级的用户级状态维护来记录4over6 CE 的IPv4-IPv6 地址对应信息。4over6 BR并不关心4over6 CE 建立的会话数，仅维护4over6 CE 的IPv6 地址与IPv4 地址的映射，因此这是一个每用户有状态、每流无状态映射。用户级状态维护机制的运用极大地减少了4over6BR 的运维开销，减轻了ISP 网络负担，提升了终端用户的网络体验。

4 IPv6 接入网4over6 软线隧道技术系统研制与部署试验

清华大学完成了基于Linux、Windows7 及Android 系统的4over6 软线隧道软件系统实现。软件系统源代码于2012 年在开源社区Github 上开源，开源项目将为扩大技术方案影响、吸引同行共同参与完善技术方案做出重要贡献。

目前接入网4over6 软线隧道过渡方案及相关技术已在IETF softwire 及dhc 工作组形成了多项标准草案，引起了业界的广泛关注。在推动技术方案标准化过程中，清华大学也带动中国多家设备厂商进行了4over6 软线隧道技术的设备实现。基于多种软硬件平台的技术实现形成了接入网4over6 软线隧道技术原型系统体系。在此基础上，清华大学在IPv6 校园网进行了接入网4over6 软线隧道技术试验部署，如图5 所示。此外，中国电信在湖南省网部署了面向宽带网的IPv4 与IPv6 双栈环境，完成了轻量级4over6 软线隧道技术LAFT6 的现网试验部署[14]。各项实验与试验部署结果显示，接入网4over6 软线隧道技术实现简单，易于部署，运维开销小，扩展性强，能对既有IPv4 应用和服务提供良好支持。

图5 清华大学IPv6 校园网试验部署

5 结束语

本文针对下一代互联网IPv6 过渡关键技术问题，从隧道过渡角度展开研究，提出了面向全网IPv6 过渡的4over6 软线隧道技术方案。技术方案针对全网IPv6 过渡需求，提出了主干网及接入网分别适用的4over6 软线隧道技术，形成了统一的隧道过渡技术体系，通过主干网异构路由隔离混传、接入网自适应异构动态接入以及透明化自动隧道等机制实现全网IPv6 平滑过渡。目前4over6 软线隧道技术方案已形成3 项IETF 国际标准及2 项国家通信行业标准。基于技术方案的研究和标准化，4over6 软线隧道技术已完成多项系统研制、应用与部署。各项应用、实验与部署结果表明，4over6 软线隧道技术具有实现简单、易于配置与部署、运维开销小、对IPv4 应用及服务能提供良好支持等优势，为推动下一代互联网IPv6 过渡提供了重要解决方案。

参考文献

[1] SRISURESH P, EGEVANG K. Traditional IP network address translator (traditional NAT) [S]. RFC3022. 2001.

[2] DEERING S, HINDEN R. Internet protocol version 6 (IPv6) specification [S]. RFC2460.1998.

[3] WU P, CUI Y, WU J, et al. Transition from IPv4 to IPv6: A state-of-the-art survey [J].IEEE Communications Surveys and Tutorials,to be published.

[4] WU P, CUI Y, XU M, et al. Flexible integration of tunneling and translation for IPv6 transition[J]. Springer Networking Science, 2012, 1(1/2/3/4):23-33.

[5] WU P, CUI Y, XU M, et al. PET: Prefixing,encapsulation and translation for IPv4-IPv6 coexistence [C]//Proceedings of the IEEE Global Telecommunications Conference (GLOBECOM'10), Dec 6-10,2010, Miami,FL, USA. Piscataway, NJ,USA:IEEE, 2010:5p.

[6] CUI Y, DONG J, WU P, et al. Tunnel-based IPv6 transition [J]. IEEE Internet Computing,to be published.

[7] LI X, DAWKINS S, WARD D, et al. Softwire problem statement [S]. RFC4925. 2007.

[8] CUI Y, WU P, XU M, et al. 4over6: Network layer virtualization for IPv4/IPv6 coexistence[J]. IEEE Network, 2012, 26(5):44-48.

[9] WU J, CUI Y, METZ C, et al. Softwire mesh framework [S]. RFC5565. 2009.

[10] WU J, CUI Y, LI X, et al. 4over6 transit solution using IP encapsulation and MP-BGP extensions [S]. RFC5747. 2010.

[11] CUI Y, WU J, WU P, et al. Public IPv4 over access IPv6 network [R]. IETF draft. 2012.

[12] CUI Y, SUN Q, BOUCADAIR M, et al. Lightweight 4over6: An extension to the DS-lite architecture [R]. IETF draft. 2012.

[13] CUI Y, WU P, WU J, et al. DHCPv4 over IPv6 transport [R]. IETF draft. 2012.

[14] SUN Q, XIE C, LEE Y, et al. Deployment considerations for lightweight 4over6 [R].IETF draft. 2012.