国家政策推动 IPv6 规模部署，许多机构开始 IPv6 改造。IPv6 改造是一个过程，需要一定的过渡方案和过渡技术，各机构也应根据本机构的实际情况制定相匹配的改造方案。本篇主要讲解 IPv6 过渡技术和改造方案。
政策背景
加快 IPv6 规模部署是落实网络强国战略的重要举措
· 国际竞争：IPv4 存在地址消耗殆尽、服务质量难以保证等制约性问题，IPv6 能够提供充足的网络地址和广阔的创新空间，是全球公认的下一代互联网商业应用解决方案，全球 IPv6 部署已进入快车道，加快基于 IPv6 的下一代互联网发展，是提升网络实力，应对国际竞争的紧迫需求。
· 技术创新：有助于提升我国网络信息技术自主创新能力和产业高端发展水平，打造先进开放的下一代互联网技术生态。
· 促进发展：有助于提升我国互联网的承载能力和服务水平，促进下一代互联网与经济社会各领域的融合创新，赢得未来发展主动权。
· 安全需求：为提高网络安全管理效率和创新网络安全机制提供了新思路，进一步增强互联网的安全可信和综合治理能力。
过渡技术
IPv6 与 IPv4 互不兼容， 短期内无法将所有 IPv4设备替换为 IPv6 设备。另外，网络的升级换代也不能中断现有的业务。因此，从 IPv4 过渡到 IPv6 是一个渐进的过程，而且会持续相当长的时间。根据网络发展的现实情况，在不同时期采用不同的部署策略，在不中断现有的业务的基础上实现平滑过渡。
双栈技术（Dual Stack）：是指在网络节点上同时运行IPv4 和IPv6 两种协议，从而在IP 网络中形成逻辑上相互独立的 IPv4 和 IPv6 两张网络，分别实现与 IPv4 和 IPv6 终端的通信。
· 双栈技术是一切过渡技术的基础，隧道机制和翻译机制都需要利用双栈节点。
· 源节点根据目的节点的不同选用不同的协议栈，网络设备根据报文的协议类型选择不同的协议栈进行处理和转发。
隧道技术（Tunnel）：通过将一种 IP 协议数据包嵌套在另一种 IP 协议数据包中进行网络传递的技术，当数据报文到达另一端时，再对数据包进行解封装操作，完成数据传输。
· 边缘节点设备实现双栈和隧道功能，除边缘节点外，其它节点不需要支持双协议栈；
· 手动型隧道（Configured tunneling），源和目的地址手工指定，如 v6 over v4 手工隧道、GRE 隧道等。
· 自动型隧道（Automatic tunneling），边界设备可自动获取隧道终点 IPv4 地址，无需手工配制，如 6to4、6RD、ISATAP、TEREDO 等。
翻译技术（Translation）：利用转换网关转换 IPv4 和 IPv6 报头地址，同时根据协议的不同对数据报做相应的语义翻译。
· 该技术需由边界路由器或网关实现 IPv4／IPv6 数据包的转换。
· 无状态翻译（Stateless Translation），不记录流的状态，只根据单个报文将一个 IPv6 报文头转换为 IPv4 报文头，或将 IPv4 报文头转换为 IPv6 报文头，主要协议有 SIIT、IVI 等。
· 有状态翻译（Stateful Translation），是指需要在翻译设备中动态产生地址之间的映射关系，主要有 NAT-PT（不推荐）、NAT64+DNS64 等技术。
其他方式：许多应用业务托管在各类云中，有的应用启用了 CDN 功能，可以通过向 IDC、云服务商等购买相应的 IPv6 过渡产品技术，快速实现业务 IPv6 访问支持。
天窗问题：涉及外链和应用层载荷中的 IP、端口等情况
· 当网页包含其它网站内容的链接（外链），即使采取双栈技术路线，全面升级网络和修改程序，但被引用的其它网站未升级，IPv6 用户访问该网站时，会出现响应缓慢，部分内容无法显示，部分功能无法使用等情况。大型网站往往互相引用，或者存在多个栏目，单方面的升级改造不可避免地存在“天窗”问题。
· 另外，如 FTP、DNS 等应用，在应用层载荷中包含 IP 地址、端口等信息，需要结合使用ALG（Application Layer Gateway）应用层网关协同改造。
· 应用改造时应充分评估与测试，协同 ALG 改造，或者使用 6aaS（IPv6 as a Service）第三方的 IPv4-IPv6 应用互通平台解决天窗问题。
IPv6 过渡技术多样，各机构部门在 IPv6 改造时，应结合本机构网络应用等特点，综合运用各种过渡技术进行改造。
改造方法
双栈改造和新建网络是两种比较常见和成熟的改造方法，双栈改造有时候还会结合翻译技术。金融行业的朋友可能比较熟悉，下图是一个典型互联网边界网络区域简化拓扑图，下文将以此图为例进行改造方法说明，图例包含互联网接入区、前置区、后台区。
1. 双栈改造
方案一：前置负载 LB 翻译
改造说明：
· 业务对外地址落在 LB 上，互联网接入区双栈改造，前置负载做翻译技术；
· 前置负载到前置 Web，前置 Web 到后台仍使用 IPv4 通信。
方案二：前置 Web 双栈
改造说明：
· 业务对外地址落在 LB 上，互联网接入区和前置接入区双栈改造；
· 互联网用户访问到前置 Web 路径都支持双栈访问；
· 前置 Web 到后台仍使用 IPv4 通信。
方案三：内防火墙翻译
改造说明：
· 业务对外地址落在 LB 上，互联网接入区和前置接入区双栈改造；
· 互联网用户访问到前置 Web 路径，再到内防火墙，都支持双栈访问；
· 内防火墙做翻译技术，内防火墙到后台仍使用 IPv4 通信。
2. 新建改造
方案一：新建互联网接入区
改造说明：
· 新建 IPv6 互联网接入区专门处理IPv6流量，前置区开启双栈；
· 前置区性能压力较大；
· 数据流参考双栈改造数据流思路。
方案二：新建互联网接入区+前置区
改造说明：
· 新建 IPv6 互联网接入区和前置区，专门用于处理IPv6访问流量；
· 缺点是成本高，优点是对原有 IPv4 业务影响最小；
· 数据流参考双栈改造数据流思路。
方案三：新建互联网接入区+前置服务器
改造说明：
· 新建互联网接入区和 Web 前置服务器，前置区部分设备开启双栈；
· 优点是对原有 IPv4 业务影响较小；
· 缺点是成本较高，前置接入区双栈设备性能损耗增加；
数据流参考双栈改造数据流思路。
3. 方案对比
如上只是几种常见改造方法建议，简单做下对比：
双栈改造
· 最大好处是设备利旧，成本低，过渡平滑；
· 网络架构没有改变，应用无需迁移，但性能损耗增加；
· 需对网络、系统、应用、安全等充分评估测试，不达标的还需逐步升级改造，周期较长；
· 新旧业务在同一链路，对旧业务有潜在影响，操作风险和运维难度都会增加；
· 适用于有一定改造经验，并且当前链路对 IPv6 支持情况较好。
新建方案
· 好处是不影响原 IPv4 业务，风险可控，但是应用需要重新部署迁移；
· 可搭建尝试新的架构，需综合考虑终端访问路径和流量比例问题；
· 新购软硬件，增加了改造成本；
· 网络设备、系统、应用数量都翻倍，增加运维工作量；
· 适用于经验较少、初期试点或原 IPv4 链路改造量大的情况。
改造方法并非千篇一律，不同机构网络应用情况不同，需综合考虑自身成本、工作量、时效、风险、安全性、扩展性等，以灵活的组合方案落地实施。
地址申请
运营商分配
许多企业互联网接入区都会和运营商租赁互联网专线，运营商也会提供 IPv6 接入服务。机构在向运营商租赁开通 IPv6 业务时，有的专线会附带赠送/48 的 IPv6 地址段。
· 该地址段可对外发布使用，需要与运营商间配置静态路由启用；
· 该地址段只可与所属运营商专线对接使用，不能更换运营商和专线，不够灵活。
CNNIC 申请
如果企业想申请本企业专属 IPv6 地址段，可与本国的国家互联网注册机构（中国是 CNNIC）申请或购买专属地址段。
· 该地址段属于企业自身资产，大型企业可以根据自身全球或全国机构构成进行 IPv6 地址的全局统一规划使用；
· 可通过与运营商配置 BGP 动态路由的形式对外发布使用该地址段；
· 可对外提供业务访问也可内网规划使用，使用灵活。
DNS 改造
DNS 域名解析改造是 IPv6 改造过程中必不可少的环节。有些中小企业的业务系统托管部署在第三方云平台或第三方机房，这类情况只需向云平台或 IDC 购买租赁 IPv6 域名解析服务即可完成改造。许多大型机构一般都会有自建的权威域名解析服务器，这里说一下这种情况的 IPv6 支持改造方法。
无 NS 记录情况
有些机构在做 DNS 改造中流程较长，短期内无法完成NS记录审批流程，作为一种临时方案，可采用无 IPv6 NS 记录下发布 AAAA 记录，基本思路如下：
· A 记录、AAAA 记录属于应用层信息，网络层和应用层分层处理，IPv4 数据包中也可以有 AAAA 记录的应用层载荷；
· 在与多家运营商交流后发现，Local DNS 一般是双栈部署；
· IPv6 客户端可通过 Local DNS 获取位于 IPv4 网络中的域名服务器中发布的 AAAA 记录。
有 NS 记录情况
域名服务器完成 IPv6 的 NS 记录注册，具备 IPv6 访问地址，发布 AAAA 解析。对于金融机构，这也满足一行两会《实施意见》文件要求。文件实施步骤第二阶段（截至 2020 年底）第二条：“金融服务机构互联网相关全部域名解析设备能支持 IPv4/IPv6 双栈技术，同时具有 IPv4 和 IPv6 访问地址”。
