史上最全！IPv6过渡技术全解析

NAT-PT(Network Address Translation-Protocol Translation，网络地址转换-协议转换)：由SIIT(Stateless IP/ICMP Translation，无状态翻译技术)协议转换技术和动态地址翻译(NAT)技术结合和演进而来，SIIT提供IPv4和IPv6一对一的映射转换，NAT-PT支持在SIIT基础上实现多对一或多对多的地址转换。

NAT-PT分为静态和动态两种形式：

(1) 静态NAT-PT：

静态模式提供一对一的IPv6地址和IPv4地址的映射。IPv6单协议网络域内的节点要访问IPv4单协议网络域内的每一个IPv4地址，都必须在NAT-PT网关中配置。每一个目的IPv4在NAT-PT网关中被映射成一个具有预定义NAT-PT前缀的IPv6地址。在这种模式下，每一个IPv6映射到IPv4地址需要一个源IPv4地址。静态配置适合经常在线，或者需要提供稳定连接的主机。

(2) 动态NAT-PT：

在动态 NAT-PT中，NAT-PT网关向IPv6网络通告一个96位的地址前缀，并结合主机32位IPv4地址作为对IPv4网络中主机的标识。从IPv6网络中的主机向IPv4网络发送的报文，其目的地址前缀与NAT-PT发布的地址前缀相同，这些报文都被路由到NAT-PT网关，由NAT-PT网关对报文头进行修改，取出其中的IPv4地址信息，替换目的地址。同时，NAT-PT网关定义了IPv4地址池，它从地址池中取出一个地址来替换IPv6报文的源地址，从而完成从IPv6地址到IPv4地址的转换。动态NAT-PT支持多个IPv6地址映射为一个IPv4地址，节省了IPv4地址空间。

NAT-PT支持IPv4和IPv6两种协议的相互翻译和转换，但是存在如下问题：

• 属于同一会话的请求和响应都必须通过同一NAT-PT设备才能进行转换，比较适合单一出口设备的环境;
• 不能转换IPv4报文头的可选项部分;
• 缺少端到端的安全性。

因此，NAT-PT逐渐被废弃，不推荐使用，最新的地址协议转换技术是NAT64。

2. NAT64转换技术

NAT64是一种有状态的网络地址与协议转换技术，一般只支持通过IPv6网络侧用户发起连接访问IPv4侧网络资源。但NAT64也支持通过手工配置静态映射关系，实现IPv4网络主动发起连接访问IPv6网络。其中，NAT64执行IPv4-IPv6有状态的地址和协议转换，DNS64实现域名地址解析，两者配合工作，不需要在IPv6客户端或IPv4服务器端做任何修改。

DNS64主要是将DNS查询信息中的A记录(IPv4地址)合成到AAAA记录(IPv6地址)中，返回合成的AAAA记录用户给IPv6侧用户。DNS64也解决了NAT-PT中的DNS-ALG存在的缺陷。

NAT64 和DNS64流程图

NAT64和DNS64的流程如下：

• IPv6主机发起到DNS64 server的IPv6域名解析请求(主机配置的DNS地址是DNS64)，解析域名为www.abc.com;
• DNS64触发到DNS server中查询IPv6地址;
• 若能查询到则返回域名对应的IPv6地址，若查询不到，则返回空;
• DNS64再次触发到DNS server中查询IPv4地址;
• DNS server返回www.abc.com的IPv4记录(192.168.1.1);
• DNS64合成IPv6地址(64::FF9B::192.168.1.1)，并返回给IPv6主机;
• IPv6主机发起目的地址为64::FF9B::192.168.1.1的IPv6数据包;由于NAT64在IPv6域内通告配置的IPv6 Prefix，因此这个数据包转发到NAT64设备上;
• NAT64执行地址转换和协议转换，目的地址转换为192.168.1.1，源地址根据地址状态转换(3ffe:100:200:1::1)->(172.16.1.1);在IPv4域内路由到IPv4 server;
• IPv4数据包返回，目的地址为172.16.1.1;
• NAT64根据已有记录进行转换，目的地址转换为3ffe:100:200:1::1，源地址为加了IPv6前缀的IPv4 server地址64::FF9B::192.168.1.1，发送到IPv6主机，流程结束。

地址协议转换技术对现有IPv4环境做少量改造(通常是更换出口网关)，即可实现对外支持IPv6访问，部署简单便捷。

3. 如何选择?

业务系统对稳定性有很高的要求，任何改造都不能影响现有业务的运行。当我们做IPv6升级改造的时候，面对众多技术方案如何选择，需要考虑到诸多情况：

• 实施部署的便捷性，周期不能太长，如何保证在国家或监管机构的规定时间内完成全部业务平台的改造，并对外提供IPv6服务;
• 方案须支持双栈，对后续的演进发展到纯IPv6没有障碍;
• 要考虑投资成本和影响面，分步进行，优先完成对外系统改造(如门户网站)，再进行内网系统改造;
• 对现有业务的影响最小，已有的IPv4访问不受影响;
• 技术的通用性，不同厂商产品能够实现对接支持;
• 不增加过多的运维负担，对IPv6网络的维护工作可以平稳过渡。

4. 三种技术对比

每种过渡技术都有各自的优点和缺点，结合金融行业的应用场景和需求，在不同的场景下我们需要选择不同的过渡技术以实现IPv6改造：

• 对于新建业务系统的场景，推荐采用双栈技术，同时支持IPv4和IPv6，一步到位实现最优改造;
• 对于多个孤立IPv6网络互通的场景，如多个IPv6的数据中心区域互联，可以采用隧道技术，让IPv6数据封装到IPv4网络上传输，减少部署的成本和压力;
• 对于已经上线的业务系统，建议采用地址协议转换技术，对现网的改动最小，可以快速部署，投资成本最低，可支持后期逐渐演进到纯IPv6环境。

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（编辑：核心网）

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