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IPv4 + IPv6 = IPv10?是的,IPv10就是IPV4 + IPv6!

發布時間:2021-07-23 13:09:06來源:鐵軍哥作者:衡水鐵頭哥閱讀:

[導讀]: 你一定知道IPv4和IPv6,IPv6號稱為地球上每一粒沙子都分一個IP地址。你有可能也聽過大名鼎鼎的IPv9,但是從數學上面考慮,IPv10肯定比IPv9厲害啊。 前面發了一篇IPv6的協議規范RFC8200(...

你一定知道IPv4和IPv6,IPv6號稱為地球上每一粒沙子都分一個IP地址。你有可能也聽過大名鼎鼎的IPv9,但是從數學上面考慮,IPv10肯定比IPv9厲害啊。

前面發了一篇IPv6的協議規范RFC8200(IPv6協議規范),正式發布時間是2017年7月份,它廢止了RFC2460,RFC2460又廢止了RFC1883,RFC1883的草案是1995年3月份提出來的。什么概念呢?1994年4月,中國NCFC(中國國家計算機與網絡設施,The National Computing and Networking Facility of China)率先與美國NSFNET(美國國家科學基金會網絡,national science fund network)直接互聯,實現了中國與Internet全功能網絡連接,標志著我國最早的國際互聯網絡的誕生。也就是說,中國接入互聯網的第二年,美國人就已經在研究IPv6了。

時間又過了22年,在2017年9月2日,也就是RFC8200正式發布兩個月之后,埃及工程師Khaled Omar提出了IPv10的協議規范。很不幸,這份草案在6個月之后就失效了,沒有再更新。

下面,讓我們一起走進這份IPv10草案。

Internet Protocol version 10 (IPv10) Specification

Internet 協議版本 10 (IPv10) 規范

本備忘錄的狀態

本互聯網草案完全符合 BCP 78 和 BCP 79 的規定。

Internet- Drafts 是 Internet Engineering Task Force (IETF) 的工作文件。請注意,其他組也可以將工作文檔作為 Internet 草案分發。當前 Internet 草案的列表位于 http://datatracker.ietf.org/drafts/current/。

Internet- Drafts 是有效期最長為六個月的草稿文件,可以隨時更新、替換或被其他文件淘汰。將互聯網草案用作參考材料或引用它們而不是“正在進行的工作”是不合適的。

該互聯網草案將于 2018 年 3 月 2 日到期。

版權聲明

版權所有 (c) 2017 IETF Trust 和確定為文檔作者的人員。版權所有。

本文檔受 BCP 78 和 IETF Trust 的與 IETF 文檔相關的法律規定 (http://trustee.ietf.org/license- info) 的約束,在本文檔發布之日生效。請仔細閱讀這些文件,因為它們描述了您對本文件的權利和限制。從本文檔中提取的代碼組件必須包含 Trust Legal Provisions 第 4.e 節中所述的簡化 BSD 許可文本,并且不提供如簡化 BSD 許可中所述的保證。

梗概

本文檔指定了 Internet 協議 (IPv10) 的第 10 版,有時也稱為 IP 混合(IPmix)。

1、 簡介

IP 版本 10 (IPv10) 是互聯網協議的新版本,旨在允許 IP 版本 6 [RFC- 2460] 與 IP 版本 4 (IPv4) [RFC- 791] 通信,反之亦然。

- Internet 是用于連接到它的主機之間通信的全球范圍的網絡。

- 這些連接的主機(PC、服務器、路由器、移動設備等)必須具有全局唯一地址才能通過 Internet 進行通信,這些唯一地址在 Internet 協議(Internet Protocol,IP) 中定義。

- Internet 協議的第一個版本是 IPv4。

- 在 1975 年開發 IPv4 時,因為IPv4 地址空間的數量非常龐大,預計連接到 Internet 的主機數量不會超過 IPv4 地址空間,而且IPv4最初旨在用于實驗目的。

- IPv4 是(32 位)地址,允許大約 43 億個唯一 IP 地址。

- 幾年前,隨著連接到 Internet 的主機的大量增加,IPv4 地址開始耗盡。

- 1990 年代中期引入了三種短期解決方案(CIDR、私有尋址和 NAT),但即使使用這些解決方案,IPv4 地址空間還是在 2011 年 2 月用完了,正如 IANA 所宣布的那樣, RIR 的 IPv4 地址空間如下:

* 2011 年 4 月:APNIC 公告。

* 2012 年 9 月:RIPE NCC 公告。

* 2014 年 6 月:LACNIC 公告。

* 2015 年 9 月:ARIN 公告。

- 引入了長期解決方案 (IPv6) 以增加 Internet 協議使用的地址空間,這在 Internet 協議版本 6 (Internet Protocol version 6,IPv6) 中進行了定義。

- IPv6 由 Internet 工程任務組 (IETF) 于 1998 年開發。

- IPv6 是(128 位)地址,可以支持大量的唯一 IP 地址,大約等于 2的128次方個唯一地址。

- 因此,在 IPv4 地址空間耗盡后,為了能夠支持連接到 Internet 的主機的大量增加,對 IPv6 的需求成為一個至關重要的問題。

- 從 IPv4 到 IPv6 的遷移成為必要的事情,但不幸的是,要完成這種完全遷移需要幾十年的時間。

- IPv6 已經發展了 19 年,但直到現在還沒有完全遷移,這將導致互聯網分為兩個部分,因為 IPv4 仍然主導著互聯網流量(谷歌在 2017 年 4 月測量的 85%)。新的 Internet 主機將被分配純 IPv6 地址,并且只能與 15% 的 Internet 服務和應用程序進行通信。

- 所以,對于IPv4和IPv6共存的解決方案的需求成為遷移過程中的一個重要問題,因為我們無法早上醒來發現所有IPv4主機都遷移到IPv6主機,尤其是大多數企業還沒有這樣做遷移以創建完整的 IPv6 實施。

- 此外,在所有企業網絡中除了現有的 IPv4 地址(IPv4/IPv6雙棧)之外,還要求使用 IPv6 地址并沒有實現能夠使 IPv6 成為互聯網中最主要的 IP 的大規模實施,因為許多人認為他們不會因為擁有更大的 IP 地址位和 IPv4 滿足他們的需求而受益,此外,并非所有企業設備都支持 IPv6,而且許多人擔心由于這種遷移可能導致服務中斷。

- 最近針對 IPv4 和 IPv6 共存的解決方案是:

本機雙棧(IPv4 和 IPv6)

雙棧精簡版

NAT64

464xlat

映射

(也存在其他技術,例如 lw6over4;它們可能有更具體的用例)

- IPv4/IPv6 雙棧,通過同時為所有主機使用 IPv4 和 IPv6 地址,允許 IPv4 和 IPv6 共存,但該解決方案不允許 IPv4 主機與 IPv6 主機通信,反之亦然。此外,在 IPv4 地址空間耗盡后,新的 Internet 主機將無法使用 IPv4/IPv6 雙棧。

- 隧道,允許 IPv6 主機通過 IPv4 網絡相互通信,但仍然不允許 IPv4 主機與 IPv6 主機通信,反之亦然。

- NAT- PT,允許 IPv6 主機與 IPv4 主機通信,只使用主機名并讓 DNS 參與通信過程,但該解決方案效率低下,因為它不允許使用直接 IP 地址進行通信,還需要對源 IP 地址和目標 IP 地址使解決方案變得復雜且不適用,這就是為什么將其移至 RFC 2766 中的歷史狀態。此外,NAT64 需要如此多的協議轉換和靜態配置綁定,并且還需要在通信過程中使用 DNS64 .

2、 Internet 協議版本 10(IPv10)

IPv10 是此 Internet 草案中提出的解決方案。

它以一種簡單且高效的方式解決了僅允許 IPv6 主機與僅 IPv4 主機進行通信的問題,反之亦然,尤其是在使用直接 IP 地址和在 IPv10 主機之間使用主機名完成通信時,因為沒有 需要協議轉換或讓 DNS 參與通信過程,而不是其正常的地址解析功能。

IPv10 允許來自兩個 IP 版本(IPv4 和 IPv6)的主機能夠進行通信,這可以通過在同一 IP 報文頭中包含 IPv4 和 IPv6 地址混合的 IPv10 報文來實現。

從這里出現了 IPv10 的名稱,因為 IP 報文可以在同一個第 3 層報文標頭中包含 (IPv6 + IPv4 /IPv4 + IPv6) 地址。

3、 四種通信方式

3.1、IPv6 主機到 IPv4 主機

IPv10 報文:

IPv4 + IPv6 = IPv10?是的,IPv10就是IPV4 + IPv6!

發送 IPv10 主機 TCP/IP 配置:

IP 地址:IPv6 地址

前綴長度:/length

默認網關:IPv6 地址(可選)

DNS 地址:IPv6/IPv4 地址

IPv10 操作示例:

IPv4 + IPv6 = IPv10?是的,IPv10就是IPV4 + IPv6!

IPv10:IPv6 主機到 IPv4 主機

3.2、 IPv4 主機到 IPv6 主機

IPv10 報文:

IPv4 + IPv6 = IPv10?是的,IPv10就是IPV4 + IPv6!

發送 IPv10 主機 TCP/IP 配置:

IP 地址:IPv4 地址

子網掩碼:/mask

默認網關:IPv4 地址

DNS 地址:IPv4/IPv6 地址

IPv10 操作示例:

IPv4 + IPv6 = IPv10?是的,IPv10就是IPV4 + IPv6!

IPv10:IPv4 主機到 IPv6 主機

3.3、 IPv6 主機到 IPv6 主機

IPv10 報文:

IPv4 + IPv6 = IPv10?是的,IPv10就是IPV4 + IPv6!

發送 IPv10 主機 TCP/IP 配置:

IP 地址:IPv6 地址

前綴長度:/Length

默認網關:IPv6 地址(可選)

DNS 地址:IPv6/IPv4 地址

IPv10 操作示例:

IPv4 + IPv6 = IPv10?是的,IPv10就是IPV4 + IPv6!

IPv10:IPv6 主機到 IPv6 主機

3.4、 IPv4 主機到 IPv4 主機

IPv10 報文:

IPv4 + IPv6 = IPv10?是的,IPv10就是IPV4 + IPv6!

發送 IPv10 主機 TCP/IP 配置:

IP 地址:IPv4 地址

子網掩碼:/Mask

默認網關:IPv4 地址

DNS 地址:IPv6/IPv4 地址

IPv10 操作示例:

IPv4 + IPv6 = IPv10?是的,IPv10就是IPV4 + IPv6!

IPv10:IPv4 主機到 IPv4 主機

重要說明:

所有路由器都必須啟用 IPv4 和 IPv6 路由,因此當路由器收到 IPv10 報文時,應根據 IPv10 報文中的目標地址使用適當的路由表。

也就是說,如果接收到的 IPv10 報文的目的地址字段中包含 IPv4 地址,則路由器應該使用 IPv4 路由表來做出路由決策,如果接收到的 IPv10 報文的目的地址字段中包含 IPv6 地址,則路由器應該使用 IPv6 路由表來做出路由決定。

所有連接互聯網的主機都必須是 IPv10 主機才能進行通信,無論使用的 IP 版本如何,并且 IPv10 部署過程可以由所有為主機網絡和安全設備開發操作系統的技術公司完成。

4、 IPv10 報文頭格式

下圖顯示了與 IPv6 報文頭幾乎相同的 IPv10 報文頭:

IPv4 + IPv6 = IPv10?是的,IPv10就是IPV4 + IPv6!

Version:版本, 4 位 Internet 協議版本號。

- 0100 : IPv4 報文(Src. 和 dest. 是 IPv4)。

- 0110 : IPv6 報文(Src. 和 dest. 是 IPv6)。

- 1010 : IPv10 報文(Src. 和 dest. 是 IPv4/IPv6)。

Traffic Class:流量類別, 8 位流量類別字段。

Flow Label:流標簽, 20 位流標簽。

Payload Length:有效載荷,16 位長度無符號整數。有效載荷的長度,即此 IP 標頭后面的報文的其余部分,以八位字節為單位。(請注意,存在的任何擴展標頭 [第 4 節] 都被視為有效載荷的一部分,即包含在長度計數中。)

Next Header:下一個頭部, 8 位選擇器。標識緊跟在 IP 標頭之后的標頭類型。

Hop Limit:跳數限制, 8 位無符號整數。每個轉發報文的節點減 1。如果 Hop Limit 減少到零,則丟棄該報文。

Source Address:源地址,報文始發者的 128 位地址。

IPv4 + IPv6 = IPv10?是的,IPv10就是IPV4 + IPv6!

Destination Address:目標地址,報文預期接收者的 128 位地址(如果存在路由報文頭,則可能不是最終接收者)。

IPv4 + IPv6 = IPv10?是的,IPv10就是IPV4 + IPv6!

5、 IPv10 的優勢

1) 介紹了一種 IPv6 主機和 IPv4 主機之間有效的通信方式。

2) 即使在 IPv4 地址空間耗盡后,也允許僅 IPv4 的主機存在并與僅 IPv6 的主機通信。

3) 在向 DNS 發送查詢以進行主機名解析時增加了靈活性,因為 IPv4 和 IPv6 主機可以與 IPv4 或 IPv6 DNS 服務器通信,并且 DNS 可以使用它擁有的任何記錄(IPv6主機 AAAA 記錄或 IPv4主機A記錄)進行記錄回復。

4) 無需考慮遷移,因為 IPv4 和 IPv6 主機可以共存并相互通信,這將允許使用 IPv4 和 IPv6 的地址空間,從而使可用的連接主機數量更大。

5)IPv10對“所有”互聯網連接主機的支持可以由開發操作系統的技術公司在很短的時間內部署(用于主機和網絡設備,并且不會對企業用戶產生依賴,它只是一個軟件開發過程)所有主機的 NIC 卡允許將 IPv4 和 IPv6 封裝在同一個 IP 報文頭中。

6) 提供四種主機間通訊方式:

- IPv6 主機到 IPv4 主機(6 to 4)

- IPv4 主機到 IPv6 主機(4 to 6)

- IPv6 主機到 IPv6 主機(6 to 6)

- IPv4 主機到 IPv4 主機(4 to 4)

安全注意事項

IPv10 的安全特性在 Internet 協議的安全架構 [RFC- 2401] (IPsec:RFC2401-互聯網協議的安全架構)中進行了描述。

致謝

作者要感謝 S. Krishnan、W. Haddad、C. Huitema、T. Manderson、JC。Zuniga、A. Sullivan、K. Thomann、M. Abrahamsson、S. Bortzmeyer、J. Linkova、T. Herbert 和 Lee H. 提供了有關 IPv10 的有用輸入和討論。

參考

[RFC- 2401] Stephen E. Deering and Robert M. Hinden, "IPv6 Specification", RFC 2460, December 1998.

IANA 考慮事項

IANA 必須為 IPv10 報文的第 3 層報文頭中的 4 位版本字段保留版本號 10。

以上就是IPv4 + IPv6 = IPv10?是的,IPv10就是IPV4 + IPv6!的介紹,Vecloud為客戶提供豐富的IPV6網絡專線解決方案,主要國家包含日本、韓國、倫敦、法蘭克福、洛杉磯、圣何塞、華盛頓、印度、迪拜、南非等均可隨時提供網絡專線和IP傳輸服務。

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