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从IPv到IPv的转化不可能一夜之间完成这是一个长期渐进的过程从IPv到IPv的过渡牵动人心 在不久的将来大量移动终端及其他无线设备将连接到互联网当前的IP协议IPv无法给所有连接到Internet的设备提供充足的不重复的IP地址由此IPv应运而生 若要建立IPv网络首先要处理好现有的IPv网络和未来的IPv网络之间的关系从而最终实现IPv网络到IPv网络的平滑过渡IPv网络在未来能否成功关键在于能否解决好IPv到IPv的过渡问题 过渡方式三种方案可供选择 目前人们已经根据不同应用情景设计了多种过渡技术和方案为解决过渡问题准备了一系列工具在使用这些工具时需要根据运营商网络的实际情况组合实施目前提供这些过渡技术的目的是把过渡工作的主要部分放在网络内部来完成以节省终端的有限资源这些过渡技术方案可大致分为三类 IPv/IPv双栈技术 IPv/IPv双栈技术是主要的过渡机制在网络一侧的接入服务器上实现双栈成为IPv与IPv的接入点使终端接入IPv与IPv服务以免在网络里使用额外的翻译器在运营商的IP网络与公众互联网边界处的边缘路由器也应该是一个双栈的路由器 隧道技术 隧道技术在一端把IPv包封装为IPv包的数据内容然后在另一端解封复原为IPv包隧道要求在封装/解封的节点上有IPv/IPv双栈能力在设置的隧道里隧道端点是根据某个IPv地址手工配置的在自动的隧道里封装是在进行封装的路由器/主机里自动进行的并且该隧道端点的IPv地址也包括在包的IPv目的地址里这类隧道机制的一个应用实例是to隧道 翻译器技术 翻译器是一个处在纯IPv终端和纯IPv终端之间的部件它可使这些终端之间能直接进行通信且不需要对终端进行任何修改翻译器对终端来说一般是透明的 头变换是一类重要的翻译器机制这类方法对IPv报头与IPv报头进行相互翻译其奇偶校验值也根据需要进行调整或重新计算网络地址协议翻译器(NAT PT)是这类机制的一个例子用这类地址协议翻译器IP包的头变换会引起端到端服务的中断问题(如端到端的IPsec)并且也会引起网络中新的潜在的单点故障在网络中是否使用地址/协议翻译器要依赖于运营商的决定以及其他过渡方法的可用性翻译器仅仅当通信的两个节点间没有共同的IP版本时才推荐使用 过渡阶段分四步走 以GPRS/WCDMA移动网络为例从IPv到IPv的过渡分为以下几个步骤: 在起步时是IPv的世界GPRS/WCDMA网络仅仅支持IPv全部连接到互联网的终端/便携计算机是纯IPv的设备网络地址翻译器(NAT)被用于处理有限数量的可用公众IP地址 第二步时IPv岛屿分散在由IPv互联网相互连接的网络里用自动的或配置的IPv封装IPv包的隧道技术连接在这个阶段运营商的网络(Intranet)提供大多数对用户的IPv服务其他的IPv服务如连接到公司的IPv接入网络则是通过使用穿过IPv互联网配置的/自动的隧道而获得的常规的IPv服务仍提供给有IPv栈或双栈终端的用户 在第三步IPv被广泛地应用并且在IPv平台上实现了许多服务此时尽管IPv互联网有了宽泛的分布但是有些地方仍然需要经由IPv互联网的隧道因为IPv互联网并没有完全连接起来在IPv平台上实现全新的服务会加速IPv的推广移动网络(如GPRSWCDMA)会促进IPv的应用 在第四步IPv已经获得主导地位IPv互联网具有全球范围的连接并且全部服务都在IPv平台上工作在移动网络中并非必须使用双栈功能以及地址/协议翻译器这样能够简化网络体系结构并且使维护更容易过渡场景解决核心问题 连接网络的终端 附图简单显示了移动终端及其到GPRS核心网络的连接在真实系统中整个移动网络位于终端和GPRS核心网之间建立在移动终端和GPRS网关支持接入节点（GGSN）之间的连接被叫做PDP上下文移动终端在激活的PDP上下文中得到它的IP地址(IPv或IPv)附图显示了两个不同的移动终端连接到GGSN两个不同的AP上的情景 网络模型 附图用于分析过渡情形所参考的是简化的网络模型仅仅显示移动终端(MT)连接到GPRS核心网络的情形 在一个IPv内部网中的一台IPv主机可以经由IPv互联网到达在IPv内部网中一台IPv主机是可以经由IPv互联网或直接经由IPv互联网到达当经过IPv网络连接一台IPv主机时需要隧道隧道起点可以是GGSN边缘路由器或移动终端隧道终点可以是主机本身或一台在IPv网络边缘的路由器如果隧道在到达主机之前结束则在路由器中解封封装的包 不同的应用场景 当考虑移动网络以及移动终端与不同主机的IP连接时可能有若干种组合情形在移动终端和对端主机上的IP版本是两个基本要点然而在两个节点之间的网络类型可能不同(纯IPv纯IPv或IPv和IPv混合的)作为一项基本规则如果两个通信IP节点间没有相同的IP版本时在网络中的一些点上需要配置协议翻译器在网络元件和移动终端上实现IPv/IPv双栈是一个好的解决方案以保证通信节点都有同样的IP版本 可以明确三种不同的网络服务类型 ● 传统型IPv服务它经由有全局连接的IPv网络获取由于缺乏公共的IPv地址可能需要私用的IPv地址和NAT设备 ● IPv服务通过IPv网络在这种情况下只需纯IPv路由器 ● 通过IPv网络的IPv服务IPv节点/网络的通信是用隧道经由IPv互联网连接的也许还需要利用协议翻译 三种类型的移动终端是纯IPv终端IPv/IPv双栈终端以及纯IPv终端(在IPv展开后的晚些阶段)并且对端主机可以是双栈的纯IPv的或纯IPv的终端运营商应采取的策略IPv实现全新服务 对于运营商来说建立IPv网络取决于IPv的业务量大小即IPv的经济前景由于IPv是逐步发展的因此网络过渡方案的采用也呈现出一定的阶段性在发展初期业务量较小此时主要偏重于IPv实验因此主要采用隧道技术当然也不排除其他方案当IPv发展到一定阶段其业务量有了很大的增长需要建立双栈网络甚至专用IPv网络在这个过程中也可能在双栈网络的基础上借助第二层技术从而进一步帮助IPv改善性能由于双栈网络存在一些缺点因此建立专用IPv网络可能是一个较好的选择目前国外多倾向于这种方案未来IPv可能会占主导地位这就需要建立纯IPv网络但能否最终到达这个阶段还取决于IPv的发展前景 从网络性能的角度来看建设网络的投入成本越大网络性能就越好基于隧道方式的成本很低但其性能最差双栈网络次之采用第二层技术和专用IPv网络较好而未来纯IPv网络应该是最好的 IPv优势之一地址空间巨大 IPv地址长度为比特从理论上说共有超过亿个地址可用但是由于历史原因很多地址被分配给了美国政府和一些大学或大公司留给其他国家和地区的地址非常紧张如果再考虑到其他一些诸如移动通信信息家电等应用IPv已经无法满足需求了 IPv地址长度为比特这是一个巨大的地址空间它包含的准确地址数是×这些地址足够为地球上每一粒沙子都提供一个独立的IP地址在一段可预见的时期内能够为所有可以想像出的网络设备提供一个全球惟一的地址由于拥有足够的地址IPv无需使用地址翻译（NAT）技术每个终端都至少拥有一个地址因此许多在IPv下无法实现或很难实现的端到端应用可以很方便地实现同时由于采用了结构化的地址结构可以方便实现路由聚合解决了当前互联网核心路由器路由表爆炸的问题
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