Linux下IPV4和IPV6的互操作性研究(2)

主机到主机和路由器到主机隧道技术都是将IPv6包传到主机的，可以用IPv6包的信息获得终点地址。隧道入口创建一个IPv4封装头并传送包，隧道出口解包，去掉IPv4头，更新IPv6头，处理IPv6包。隧道入口节点需要保存隧道信息如MTU等。如果用于目的节点的IPv6地址是与IPv4兼容的地址，隧道的IPv4地址可以自动从IPv6地址继承下来，因此也就不需要人工配置。这种隧道也就称为自动隧道。

IPv4兼容的IPv6地址格式如下：

B．双IP协议栈方式

双协议栈方式包括提供IPv6和IPv4协议栈的主机和路由器。双协议栈工作方式的简单描述如下：

·如果应用程序使用的目的地址是IPv4地址，那么将使用IPv4协议栈；

·如果应用程序使用的目的地址是兼容IPv4的IPv6地址，那么IPv6就封装到IPv4中；

·如果目的地址是另一种类型的IPv6地址，那么就使用IPv6地址，可能封装在默认配置的隧道中。

双协议栈的缺省IP包发送算法为：

a. 如果IP包的目的地址是IPv4地址：

如果目的站点在可达链路上，直接发送；

如果目的站点不可达，要么送往在线路由器，要么不可达。

b. 如果IP包的目的地址是IPv4兼容的IPv6地址：

如果目的站点在可达链路上，直接发送IPv6包；

如果目的站点处于off-link，（1）如果有可达IPv4路由器，则封装在IPv4包中发往IPv4路由器；（2）如果有可达IPv6路由器，则不封装，直接发送；（3）如果没有可达路由器，则不可达。

c. 如果IP包的目的地址是纯IPv6地址：

如果目的站点在 可达链路上，直接发送IPv6包；

如果目的站点处于off-link，（1）如果有可达IPv6路由器，则直接发送到路由器；（2如果目的地通过手动隧道可达，并且链路上有可达IPv4路由器，则封装成IPv4包，目的IP地址为隧道终点地址，链路地址为可达路由器的链路地址。（3）否则为不可达。

d. 在线/离线的确定

IPv4使用子网掩码确定，IPv6使用邻居发现协议。两者共同使用的是：如果目的地址是IPv4地址，则使用　　RFC1122比较两者的掩码；如果目的地址是IPv4兼容的IPv6地址，则使用低32位目的地址的子网掩码比较；如果是　　IPv6纯地址，则使用邻居发现协议。

三、Linux下IPv6网络研究实验

我们在研究了大量IPv6协议（主要的IPv6 RFC文档）之后，进行了一系列的IPv6研究实验。现详细叙述如下：

1．Pv6研究实验平台的选择

在国内有几所大学已经或正在进行IPv6实验研究，并且建立了CERNET IPv6实验床，我们在与CERNET IPv6实验床的老师和同学取得联系并进行了交流，实验床网络中心最初的组网是通过主机配置FreeBSD来完成的，1998年开始用的是FreeBSD2.2.8，现在是FreeBSD3.2，3.4，4.0都有，此外有些科研人员也开始采用linux进行实验，路由器现在采用的是Nokia的IP650，还有FreeBSD+Mrtd的主机。电子科大作为教育网西南地区的主节点，也得到了Nokia捐赠的IPv6路由器。在此基础之上，我们通过分析比较研究各种操作系统，最后选定用linux作为IPv6主机和路由器研究实验平台。具体原因如下：

A． Linux作为开放的操作系统，其原代码完全公开，具有很强的灵活性，现在有很多自由软件联盟为Linux免费开发如件，故Linux具有很强的生命力和活力，而其他大部分由个别公司开发的操作系统，一方面原代码不公开，无法根据自己的要求修改内核，其公司的发展的兴衰，很大程度上影响该操作系统的发展。

B． Linux操作系统很先进，一直跟踪关注网络的发展，用Linux组建Internet网络，建立网站，进行网络开发研究，都是很好的选择。并且其内核从2.2.0开始，就已经开始支持IPv6技术了，这等于就为我们提供了IPv6协议栈原代码，我们可以利用其共享代码做IPv6的研究开发。

2．Linux主机IPv6协议支持技术研究

在选定了实验平台之后，我们就着手进行一系列的IPv6实验，主要针对在已大量安装了IPv4的主机和路由器情况下，如何成功地兼容地升级到IPv6，如何运用在IPv6主机和路由器上，与Ipv4主机和路由器成功互操作，以及如何建立配置IPv6主机和路由器。在进行IPv6实验之前，我们根据网上查询资料及对Linux内核分析，研究了如何建立IPv6主机，包括安装协议栈，网络工具及网络程序，现以Redhat 6.1 Linux为例，详细说明其具体步骤如下：

A．支持IPv6协议的新内核的编译

要让操作系统支持IPv6，就要安装IPv6协议栈，Redhat6.1的内核为2.2.12版本，可支持IPv6，但是安装缺省不支持，由于协议栈在操作系统中是处于核心地位的，必须重新编译新的内核才能安装上新的协议栈，其具体步骤如下：

1)以root身份登陆，进入源码所在的目录：cd /usr/src/linux

2)运行 make clean，清除一些可能过期的中间代码。

3) 然后配置内核选项：make menuconfig 或者 make xmenuconfig运行make menuconfig后，将支持IPv6的选项选上，其他内核选项请根据系统的具体情况作出符合系统的选择。