IPv6推廣心有余而力不足解析雙堆棧網絡技術

　　在IPv4地址池逐漸耗盡的時候，要想創(chuàng)建雙協議堆棧網絡，重點應放在寬帶服務供應商身上，因為盡管IPv4地址池即將耗盡，他們仍然要繼續(xù)為大量新客戶提供地址。下列兩種原因導致IPv6技術的推廣心有余而力不足。

　　幾乎公共互聯網上所有可用服務都僅限IPv4。

　　雖然新技術的替換很快，但是許多寬帶用戶運行的操作系統要么不支持IPv6，要么在對IPv6的支持方面還存在缺陷。

　　LSN(大規(guī)模NAT)是對運營級NAT(CGN)更新更準確的稱呼。它是位于服務供應商網絡NAT，一般屬于路由提供的一種服務，而不是一個單獨的設備;LSN是否能達到運營級的性能標準和規(guī)模，還要拭目以待。

　　NAT444是在運營商和客戶之間提供IPv4地址的最簡單的架構。

　　客戶端網絡中已有的NAT也可以被利用，而相同的NAT44基本功能也會在運營商LSN中得到利用。但是，如我們在前面的文章中所提到的，在客戶端連接上使用RFC1918地址需要考慮到一些問題，即客戶端RFC1918地址和運營商指定的RFC1918地址之間的覆蓋問題，以及相同LSN后客戶之間的尋址問題。此前我們建議保留一些IPv4地址作為共享地址，以此預防RFC1918地址的覆蓋問題，而且也可以避免客戶之間的地址過濾問題。盡管如此，這也只是我們給出的建議，僅作參考，而目前尚未有人預留IPv4地址塊作為共享地址。

　　而使用IPv6地址也是一種可行的方法。IPv6地址不僅可以解決共享地址能夠解決的問題，而且還能為那些需要分配和管理IPv4地址與IPv6地址的運營商減輕負擔。這一方法還能讓運營商更接近自己的理想：一個純粹的IPv6架構。而NAT464架構的不利面在于，CPE NAT 和LSN都必須進行IPv4與IPv6的轉換，這種轉換比較復雜，而且涉及很多性能，規(guī)模方面的問題。

　　Dual-Stack Lite是一種前景比較好的方法，因為它很好地利用了NAT464的優(yōu)勢又巧妙地避免了其不足：它在運營商和客戶之間只使用IPv6鏈接，但是卻不使用NAT64轉換。當客戶端網絡的設備將IPv4數據包發(fā)送到外部終端時，IPv4數據包會被裝載到一個IPv6數據包中，然后再將IPv6數據包發(fā)送到運營商網絡。在LSN中，該數據包又被解開，以NAT44的方式執(zhí)行。此隧道技術遠比轉換技術簡單，因此性能和復雜性的顧慮全部被打消。

　　這樣還不夠，還要在LSN的NAT44中添加一項額外要素。

　　如果在對外數據包上執(zhí)行內部IPv4源地址到外部IPv4源地址的簡單映射，LSN可能無法區(qū)分不同客戶網絡中覆蓋的RFC1918 IPv4地址。因此，還要為地址映射添加一項額外要素：要把用于封裝的IPv6數據包的源地址添加到內部IPv4源地址。因為IPv6地址對于每個客戶而言都是獨一無二的，所以IPv6源地址+IPv4源地址+端口以后，就能使映射清楚明確。當作為響應的外部IPv4數據包被接收后，其IPv4終端地址和端口就可以與映射表中基于IPv6地址的NAT后的指定客戶準確匹配;該數據包的IPv4終端地址和端口可以被映射到內部IPv4終端地址和端口，再將映射的IPv6地址作為IPv6終端地址將其包裝成IPv6數據包，轉發(fā)給客戶。

　　換句話說，映射的IPv6地址不僅僅消除了客戶RFC1918地址產生的歧義，還為隧道端點提供了參考。

　　假設客戶網絡中存在多個終端系統，那么DS Lite功能會出現在CPE設備上，如下圖顯示的家庭網關。如果某設備發(fā)送了一個IPv6數據包，那么該數據包通常會被傳送到IPv6終端。如果某設備發(fā)送兩個一個IPv4數據包，那么CPE網關會用IPv6包裹該IPv4數據包，再將IPv6數據包的終端地址設置為啟用了DS Lite的LSN地址。這一模式允許在網關后使用雙協議棧，純粹的IPv4和IPv6設備。

　　通常，這一方法的缺陷在于，必須通過軟件升級或替換的方法將DS Lite功能添加到已有的客戶CPE中。寬帶運營商一般不愿意造成客戶使用上的不便，也不愿看到客戶因更換設備而增加開支，因此往往只有新客戶才會部署具備DS Lite功能的CPE。不過，由于并非只有新客戶才需要新的IP地址，所以這一顧慮或許也不會成為很大的障礙。現有客戶的CPE升級可以作為正常設備更換的一部分按計劃進行。

　　另一種DS Lite模式，如下圖所示，該模式在一個單獨的終端系統上執(zhí)行DS Lite。其設備支持雙協議棧，因此可以發(fā)送和接收IPv4和IPv6數據包。它不僅與連接了互聯網的電腦客戶相關，還對移動寬帶具有潛在影響。

　　手機網絡運營商也要解決智能手機和4G無線技術中出現的同類問題，如使用IPv6的LTE，但是還要為那些手機用戶提供一種訪問IPv4流量的方法。最近《經濟學家》雜志中有文章稱，截止2015年，市場上所有的手機將全部具備IP功能，而且大多數筆記本都能提供4G的無線網卡。移動寬帶市場的強勁增長會帶動IPv6的迅速普及，到時，它就像現在的DSL-和有線寬帶一樣，成為必不可少的技術。