部署IPv6面臨的問題及解決方法
Internet經過20多年的發展，目前已相當成熟，各種Internet應用比如WWW、Email、在線游戲、搜索引擎、內容提供等造就了今天的互聯網經濟。可以這樣說：當今社會已經離不開Internet。作為Internet基礎的IPv4，采用盡力而為的處理思想和無組織非層次的平面結構，極大的促進了Internet的發展，然而其固有的缺陷又使它成為了互聯網發展的障礙。IPv4的缺陷主要表現在：地址匱乏、路由表龐大、缺乏QoS和安全等。作為計算機網絡的Internet已經不堪重負，未來數量更多的移動終端和信息家電的加入更加劇了Internet的危機。
IETF早在20世紀90年代初期就意識到了這些問題并著手下一代互聯網協議IPng的標準制定工作，1993年在RFC1550中發起新方案的征集呼吁并公布了主要需求：大的地址空間、遷移和部署、安全、服務質量、移動性、拓撲結構、網絡管理維護等。IETF于1994年選擇RFC1710中建議的SIPP作為基礎，1998年公布了IPv6標準RFC2460。
一、部署IPv6面臨的問題
IPv6針對IPv4的缺陷在網絡層做了很大的改變，對傳輸層的TCP、UDP和下層的數據鏈路層只做了很少的修改，在IPv6的工程化過程中這點非常重要的。部署單純的IPv6可以沿用IPv4的經驗，甚至比IPv4還要簡單。部署IPv6面臨的問題主要有以下幾點：
1. IPv6和IPv4的共存和過渡
和IPv4網絡的2億多用戶相比，IPv6網絡的用戶少得多，按照Internet中的RobertMetcalfe準則：一個網絡的價值與它的節點數目的平方成正比。如果一個網絡的應用和服務不夠好，就不能吸引用戶，因此就不如一個成熟的、建設好了的網絡有吸引力。IPv6要取代IPv4只能采取共存和過渡得策略，共存和過渡的好壞直接決定了IPv6的部署能否成功。IPv6和IPv4的共存和過渡需要解決的問題是：IPv6網絡之間的通信、IPv6網絡和IPv4網絡之間的通信；
2. 基于IPv6的殺手應用
缺少殺手級應用是IPv6不能普及開的重要原因。
針對部署IPv6存在的問題，IETF和其他組織紛紛提出了相應的技術和方案。 #p#
二、IPv6和IPv4共存和過渡技術
1.解決IPv6網絡之間通信的技術
(1)基于雙棧IPv4/IPv6過渡技術
包括DualStackModel和Limited Dual Stack Model 兩種模型方案，在Dual Stack Model下主機和網絡都采用IPv4/IPv6雙棧，新的應用編程接口(API)同時支持IPv4和IPv6地址及DNS請求。應用根據名字檢查選擇采用IPv4或IPv6協議，IPv4和IPv6地址都可以從DNS返回，應用根據IP業務的類型選擇正確的地址，它解決了IPv6網絡之間、IPv4網絡之間以及IPv4和IPv6網絡之間的通信問題，但是要將網絡中所有的主機和網絡全部升級為雙棧是不切實際的，同時也增加了系統和網絡的復雜性。Limited Dual Stack Model要求網絡和服務器支持雙棧，主機只需要IPv6從而節省IPv4地址，解決了IPv6網絡之間的通信問題，但是無法解決IPv6和IPv4網絡之間的通信問題。
(2)基于隧道的過渡技術
隧道技術是利用現有的IPv4網絡基礎設施來連接各個孤立的IPv6網絡，IPv6數據包被封裝在IPv4包里面進行傳輸，在隧道的終點進行解封裝得到IPv6數據包后再交給相連的IPv6網絡。
基于隧道技術的過渡方案有：手工配置隧道、自動配置隧道、隧道代理、6to4隧道和6over4隧道。通過IPv4隧道傳送IPv6需要配置的內容有：隧道接口的本地IPv6地址、隧道兩端的IPv4地址。
手工配置隧道的這些內容通過手工進行配置，隧道代理則是通過向隧道代理發送隧道請求，由隧道代理將相應配置下發到相應的路由器；自動配置隧道則是通過數據包的IPv4兼容的IPv6地址來確定隧道的端點，6to4隧道則是由6to4路由器向站點分配6to4前綴IPv6地址，由6to4路由器完成隧道封裝，6over4將IPv4網絡當作具有組播功能的一條鏈路，通過IPv6組播地址和IPv4組播地址的映射關系實現IPv6協議的鄰居發現功能，它要求IPv4網絡支持組播功能。
RFC2893中分配給IPv6封裝在IPv4中的協議號是41，表示IPv4包里面的上層協議數據是IPv6數據包。采用隧道方式存在的問題主要有：由于在IPv6數據包前面插入20字節的IPv4頭，可能會造成分段，從而影響性能；ICMPv4錯誤消息只返回IPv4報頭外的8bit，這樣IPv6源站點無法得知IPv6地址信息；協議號41有可能被防火墻過濾掉；IPv6inIPv4隧道無法穿越一個起用了動態端口轉換的NAT，在大多數NAT 配置中，提供NAT功能的設備并不具備成為隧道路由器的功能。即使NAT設備普遍支持 各種隧道功能，還是有一些應用場合包含多層NAT。
針對隧道無法進行NAT穿越，目前已經有兩個IETF草案：Teredo和silkroad。二者都是利用IPv4UDP來封裝IPv6數據包來完成NAT穿越。
(3)基于MPLS的IPv4/IPv6過渡技術
當前基于IPv4的MPLS已經比較成熟，可以借助MPLSL2/L3VPN技術來連接IPv6的網絡。基于MPLS技術的過渡方案有：在CE路由器上配置隧道、基于MPLS電路的IPv6透傳、在PE路由器上起用IPv6（6PE）和基于IPv6的MPLS。在CE路由器上配置隧道方案要求CE路由器支持雙棧，CE和PE之間運行IPv4，CE負責將IPv6數據封裝在IPv4中通過MPLS傳送到對端的CE路由器。基于MPLS電路的IPv6透傳將IPv6的數據包通過AnyTransportover MPLS (MPLS/AToM)或Ethernet over MPLS (EoMPLS)來傳遞，路由器需要支持AtoM特性，相當于L2 VPN。6PE方案是在PE路由器上提供雙棧功能，IPv6數據包被封裝在二層標簽里進行傳送，外層標簽由LDP來分發，內層標簽由BGP4+來分發，相當于L3 VPN。最后一種方案是將IPv4的MPLS核心網絡升級到了IPv6，其核心網的控制平面需要升級到IPv6以支持核心網的IPv6路由和IPv6的LDP。如果需要提供IPv4/IPv6共存的服務，則需要雙控制平面的支持。
2.解決IPv6和IPv4網絡之間通信的技術
實現IPv6網絡和IPv4網絡之間的通信的技術主要有SIIT、NAT-PT、BIA和BIS、TRT等。
(1)SIIT
SIIT定義了在IPv4和IPv6的分組報頭之間進行翻譯的方法，這種翻譯是無狀態的，因此對于每一個分組都要進行翻譯。這種機制可以和其它的機制(如NAT-PT)結合，用于純IPv6站點同純IPv4站點之間的通信，但是在采用網絡層加密和數據完整性保護的環境下這種技術不可用。
(2)NAT-PT
NAT-PT就是在做IPv4/IPv6地址轉換(NAT)的同時在IPv4分組和IPv6分組之間進行報頭和語義的翻譯(PT)。適用于純IPv4站點和純IPv6站點之間的通信。對于一些內嵌地址信息的高層協議（如FTP），NAT-PT需要和應用層的網關協作來完成翻譯。在NAT-PT的基礎上利用端口信息，就可以實現NAPT-PT，這點同目前IPv4下的NAT-PT沒有本質區別。
(3)BIA和BIS
BIA技術在雙棧主機的SocketAPI模塊與TCP/IP模塊之間加入一個API翻譯器，API翻譯器包含域名解析器、地址映射器和函數映射器三個模塊，主機API檢測到發出的IPv4API，進行相應的地址映射，調用IPv6的API函數和外部的IPv6主機進行通信。
BIS則是采用SIIT的規則在網絡層進行包頭轉換，適用于雙棧主機通信。
(4)TRT
TRT技術是采用一個傳輸層中繼器將一個IPv4的TCP/UDP連接在傳輸層和一個IPv6的TCP/UDP連接關聯起來，在傳輸層進行協議和地址的翻譯。 #p#
三、基于IPv6應用的培育
IPv4已在全世界得到了極為廣泛的應用，要實現IPv4到IPv6的升級，需要尋找的是IPv6能否帶來IPv4沒有的應用，并能為他們帶來新的業務和新的利潤來源。現在的問題是應用是不區分IPv4還是IPv6的。因此IPv6的突破口應該是IPv4具有的但是由于限制而開展的不好的應用。
1.移動IP
筆記本電腦、PDA以及手機等移動設備功能的增強以及應用的普及，移動計算已經得到了業界越來越多的關注。移動IP協議假定節點的IP地址唯一表示節點和網絡的連接點。節點在移動時改變數據鏈路層接入點而不斷開連接，并且還能正確收發數據包。早期的移動IP研究一直是基于IPv4協議體系的，它雖然可以解決節點漫游的問題，但是其應用必將引發為大量的移動設備分配IP地址的需求。IPv4協議有限的地址空間顯然無法滿足這一需求，而IPv6的128位地址編碼完全可以適應移動IP的推廣。而同時，IPv6協議中內置的鄰居自動發現機制更是可以大大加速和簡化移動節點向代理的注冊過程。
2.家庭網絡
當眾多的信息家電通過家庭網關聯入網絡時，IPv4有限的地址空間無法為所有信息家電分別合法的IPv4地址，盡管可以利用諸如NAT、私有地址空間等技術來繞過這一限制。復雜的設置和管理將嚴重阻礙用戶對于新技術的接受程度。另外，安全性的問題也是值得考慮的，IPv6則沒有這樣的限制。
3.在線游戲
游戲業是一個很大的產業，僅美國的游戲市場就達到了100億美元。在線游戲又是游戲業的一個明顯的發展趨勢，使得玩家能夠和跨地域的玩伴展開競賽，而不再是局限在同一房間里。由于缺少足夠的IP地址，IPv4的網絡無法滿足在線游戲P2P的需求。另外，在線游戲必須支持固定和移動兩種網絡接入方式。采用基于IPv6的游戲終端主要是和游戲服務器進行交互，幾乎不需要訪問原來大量的IPv4的服務器，這也非常符合IPv6網絡早期的“相互連接的孤島”的架構。由于這些技術和商務的需要，在線游戲如果沒有IPv6的支持肯定無法獲得成功。
一直以來，世界各國在信息技術領域的發展與爭奪都在互動中尋求平衡。1981年制定的IPv4協議，一方面因為其成功應用而帶來了第一代互聯網的巨大成功，另一方面，隨著互聯網商業化不斷深入發展、網絡規模的持續膨脹和新型網絡應用需求不斷增長，目前互聯網發展面臨許多挑戰，中國在傳統互聯網領域落后于別國已經是不爭的事實。
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