IPv6是下一代網際網路協議，相比IPv4其擁有更大的地址空間和更高的安全性，可以滿足大資料、物聯網等新型網路技術的需要。從IPv4向IPv6過渡，需要解決IPv4網路和IPv6網路之間的互聯互通問題。

很早之前，人們就意識到了IPv4協議存在的種種弊端，尤其是地址空間已經無法滿足爆炸式增長的需求，於是在1992年，人們就已經提出了IPv6概念，如今已經過去了三十年，IPv6的技術已經發展相當成熟，那麼IPv6是不是能夠全部替換IPv4呢？答案是否定的。因為IPv6不是IPv4的改進，它是一個全新的協議，兩者在鏈路層是不同的網路協議，不能直接進行通訊。網際網路經過幾十年的高速發展，幾乎所有應用都是使用的IPv4協議，所以無法在短時間內全部替換為IPv6。

在IPv6成為主流協議之前，首先使用IPv6協議棧的網路希望能夠與當前仍使用IPv4協議的網路進行正常通訊，必須開發出IPv4和IPv6互通技術以實現IPv4到IPv6的平穩過渡。

目前來說，實現IPv4和IPv6共存的策略和過渡技術有三種。第一種，使用雙棧讓主機或網路裝置可以同時支援IPv4和IPv6雙協議棧；第二種，透過隧道技術將IPv6資料包封裝在IPv4資料包中；第三種，透過網路地址轉換（NAT）技術將IPv6資料包轉換為IPv4資料包，反之亦然。

本文將針對這三種IPv6過渡技術方式原理、優缺點和適用環境做下簡單介紹。

1.雙棧技術

雙棧技術是指在網路節點中同時具備IPv4和IPv6兩個協議棧，這樣它就可以同時處理和收發IPv4和IPv6兩種分組。這種方式是IPv6節點和IPv4節點相容的最直接方式。

對於主機來講，“雙棧”是指其可以根據需要來對業務產生的資料進行IPv4 封裝或者IPv6封裝；對於路由器來講，“雙棧”是指在一個路由器裝置中維護IPv6和IPv4兩套路由協議棧，使得路由器既能與IPv4 主機也能與IPv6主機通訊。

當IPv6節點訪問IPv4節點時，先向雙棧伺服器申請一個臨時IPv4地址，同時從雙棧伺服器得到閘道器路由器的TEP（TunnelEndPoint）IPv6地址。IPv6節點在此基礎上形成一個4 over 6的IP包，4 over 6包經過IPv6網傳到閘道器路由器，閘道器路由器將其IPv6頭去掉，將IPv4包透過IPv4網路送往IPv4節點。閘道器路由器要記住IPv6源地址與IPv4臨時地址的對應關係，以便反方向將IPv4節點發來的IP包轉發到IPv6節點。

雙棧技術的優缺點：

雙棧技術的優點是概念清晰，易於理解，網路規劃相對簡單，同時在IPv6 邏輯網路中可以充分發揮IPv6協議的所有優點（如安全性、路由約束、流的支援等方面）。

缺點在於，網元裝置要求較高，網路升級改造將牽涉到網路中的所有網元裝置，增加了網路的複雜度，依然無法解決IP地址耗盡的問題。

2.隧道技術

隧道技術是IPv4/IPv6 過渡中經常使用到的一種機制。所謂“隧道”是指在IPv6發展早期，必然會出現許多區域性的IPv6網路，這些IPv6網路被IPv4骨幹網路隔離開來，形成一個個的孤島，為使這些“IPv6島”互聯互通，必須使用隧道技術將其互相連線起來。

隧道技術的工作原理就是在IPv6網路和IPv4網路隧道入口處，路由器將IPv6資料分組封裝入IPv4資料包中，在隧道的出口處再將IPv6分組取出轉發給目的節點。目前的隧道技術主要實現了將IPv6資料包封裝到IPv4中，隨著IPv6技術的發展和應用，也會出現將IPv4資料包封裝到IPv6資料包的技術。

隧道技術只要求在隧道的入口和出口處進行修改，對其他部分沒有要求，因而非常容易實現。但是隧道技術不能實現IPv4主機與IPv6主機的直接通訊。

隧道技術的優缺點：

隧道技術的優點在於無資訊丟失，技術實現難度低，只需在隧道的入口和出口進行修改即可實現，網路運維相對比較簡單。

缺點在於，隧道需要進行封裝和解封裝，轉發效率比較低，無法實現IPv4和IPv6的互通，同樣也無法解決IPv4短缺問題。

3.NAT-PT協議轉換技術

NAT-PT是一種純IPv6節點和IPv4節點間的互通方式，所有包括地址、協議在內的轉換工作都由網路裝置來完成。支援NAT-PT的閘道器路由器應具有IPv4 地址池，在從IPv6向IPv4域中轉發包時使用，地址池中的地址是用來轉換IPv6 報文中的源地址的。 NAT-PT 協議轉換閘道器又稱為NAT-PT翻譯閘道器，一般被配置在邊界路由器上，用來連線IPv4 網路和IPv6 網路，負責IPv4 和IPv6 網路地址和協議的翻譯工作，實現純IPv4節點和純IPv6 節點之間的網路通訊。

NAT技術的優缺點：

NAT-PT 技術的最大優點就是不需要進行 IPv4、IPv6 節點的升級改造，而缺點也是十分明顯的。缺點是 IPv4 節點訪問 IPv6 節點的實現方法比較複雜，網路裝置進行協議轉換、地址轉換的處理開銷較大一般在其他互通方式無法使用的情況下使用。

IPv6過渡技術選擇

從以上的分析中可以發現，三種IPv6過渡技術都具有各自的優點也存在不同的弊端，需要從週期性、實現成本、技術難度、部署便捷性以及運維難度等多方便綜合考慮。

因此需結合實際需求在不同的場景下選擇不同的過渡技術：

（1）對於新建業務系統的場景，推薦採用雙棧技術，同時支援IPv4和IPv6；

（2）對於多個孤立IPv6網路互通的場景，如多個IPv6資料中心的互聯，可以採用隧道技術，將IPv6資料封裝到IPv4網路上傳輸，以減少部署的成本和壓力；

（3）對於已經上線的業務系統，可以採用地址協議轉換技術，低成本，快捷實現。