IPv6协议及安全浅谈

目前IPv6仍处于发展阶段，虽然运营商、互联网公司及高校都在逐步建设，但是互联网基础设施和应用大部分还在使用IPv4。由于IPv4和IPv6本身的不兼容性，为了适应这种情况，把各自的网络孤岛进行连接，出现了几种过渡解决方法，分别是：

• 双栈技术：在网络节点中同时启用IPv4和IPv6两种协议，使得网络可以同时支持两种协议。
• 隧道技术：采用数据包封装技术，将IPv6数据封装到IPv4数据包中，利用IPv4的网络中进行通信。
• 翻译技术：采用类似NAT的方式进行的转换。

双栈技术相对比较好理解，节点主要根据应用的通讯的地址，选择相应的网络进行传输即可。

而关于IPv6隧道技术，本质上是数据包的二次封装，借助IPv4网络，来实现IPv6节点的互联。隧道技术有多种实现，如ipv6 in ipv4、6to4、GRE、ISATAP、Teredo隧道等。

4.1、6to4隧道

当孤立IPv6站点之间需要通信时，通过在IPv4网络中创建隧道，实现两个孤立站点之间的互联。6to4隧道将IPv6数据包封装在IPv4数据包中，通过IPv4网络进行通信。6to4借助特殊的配置和条件，实现了隧道自动建立。如下图：

(图片来源：http://blog.sina.com.cn/s/blog_5ec353710101e45y.html)

隧道的建立是由双栈主机触发，IPv6 6to4隧道具有以下特点：

1. 自动隧道建立：路由器通过提取ipv6数据包目标地址后32位来作为隧道封装的目的地址，以此来自动建立隧道。
2. 自动前缀分配：使用6to4隧道互联的IPv6网络，其前缀都必须基于IANA分配的2002::/16地址空间，每个6to4站点必须在6to4路由器上配置固定的公网IPv4地址，这个IPv4结合IANA前缀，最终形成本站点的IPv6前缀(2002:ipv4-address::/48)。以此，6to4路由器的IPv4地址决定了整个IPv6站点的地址前缀，如果后期6to4路由器的IPv4地址做了变更，对整个站点的影响是全局的。
3. 6to4中继 ：为了帮助那些6to4站点与非6to4的IPv6网络进行通信，6to4隧道技术定义了6to4中继路由器，这些中继路由器一方面能和6to4路由器建立隧道，同时也接入了IPv6骨干网，通过这些中继路由器，6to4站点就能访问IPv6互联网了。如下图：

(图片来源：http://blog.sina.com.cn/s/blog_5ec353710101e45y.html)

RFC 3068中为中继路由器定义了一个任意播前缀，这样6to4站点路由器就能找到离自己最近的中继。另外，IANA为中继分配了一个任意播前缀192.88.99.0/24，转换为IPv6前缀就是： 2002:c058:6301::/48，6to4边界路由器配置一个默认路由到这个地址就可以。

注：单独的双栈主机也可以与其他6to4路由器建立隧道。

4.2、ISATAP隧道

站内自动隧道寻址协议(ISATAP: IntraSite Automatic Tunnel Addressing Protocol) 采用了双栈和隧道技术，能实现主机与主机、主机与路由器之间的通信。ISATAP隧道不仅能实现隧道功能，还可以通过IPv4网络承载IPv6网络的ND协议，从而使跨IPv4网络的设备仍然可以进行IPv6设备的自动配置。

在内部网络中，一个简单的ISATAP隧道示例如下：

(图片来源：https://docs.microsoft.com/en-us/previous-versions/windows/it-pro/windows-server-2003/cc781672(v=ws.10)#isatap)

1. 双栈主机自动使用特殊的地址格式配置本地链路地址， FE80::0:5efe:a.b.c.d ，其中后64比特中5efe为固定，a.b.c.d为接口的IPv4地址。
2. 当两个主机通信时，自动抽取出IPv4地址建立隧道，只要彼此间IPv4网络保持通畅即可实现。

一般情况下，使用私有IPv4地址的主机只能在本地网络中与其他双栈主机建隧道，如果想访问其他外部的IPv6网络，则需要借助ISATAP路由器，通过ISATAP路由器，获取公网IPv6前缀，实现外部路由。

(图片来源：https://docs.microsoft.com/en-us/previous-versions/windows/it-pro/windows-server-2003/cc781672(v=ws.10)#isatap-router)

1. ISATAP路由器通过发送RA，为内网的双栈主机分配IPv6前缀
2. 内网的双栈主机根据RA，自动配置IPv6地址，并将ISATAP路由器作为默认网关
3. 借助ISATAP路由器，与外部的IPv6节点建立隧道，转发数据。

4.3、NAT64与DNS64技术

（编辑：核心网）

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