1. IPv6 over IPv4隧道原理
IPv6 over IPv4隧道机制是将IPv6数据报文前封装上IPv4的报文头，通过隧道（Tunnel）使IPv6报文穿越IPv4网络，实现隔离的IPv6网络的互通，如图1-1所示。
注意：IPv6 over IPv4隧道两端的设备必须支持IPv4/IPv6双协议栈。
IPv6 over IPv4隧道对报文的处理过程如下：
l IPv6网络中的设备发送IPv6报文，到达隧道的源端设备。
l 隧道的源端设备根据路由表判定该报文要通过隧道进行转发，将会在IPv6报文前封装上IPv4的报文头，通过隧道的实际物理接口将报文转发出去。
l 封装报文通过隧道到达隧道目的端设备，目的端设备判断该封装报文的目的地是本设备后，将对报文进行解封装。
l 目的端设备根据解封装后的IPv6报文的目的地址将报文进行转发；如果目的地就是本设备，则将IPv6报文转给上层协议处理。
2. 配置隧道和自动隧道
IPv6 over IPv4隧道可以建立在主机-主机、主机-设备、设备-主机、设备-设备之间。隧道的终点可能是IPv6报文的最终目的地，也可能需要进一步转发。
根据隧道终点的IPv4地址的获取方式不同，隧道分为“配置隧道”及“自动隧道”。
l 如果隧道的终点不是IPv6报文的最终目的地，当IPv6报文通过隧道到达隧道终点后，隧道终点设备（通常为路由器）会对封装的IPv6报文进行解封装，并转发IPv6报文到最终目的地。在这种情况下，不能从IPv6报文的目的地址中自动获取到隧道终点的IPv4地址，需要进行手工配置。这样的隧道即为“配置隧道”。
l 如果隧道的终点就是IPv6报文的最终目的地，则可以采用内嵌IPv4地址的特殊IPv6地址形式，实现从IPv6报文的目的地址中自动获取隧道终点的IPv4地址。这样的隧道即为“自动隧道”。
3. IPv6 over IPv4隧道模式
根据对IPv6报文的封装方式的不同，IPv6 over IPv4隧道分为以下几种模式：
l IPv6手动隧道
l IPv4兼容IPv6自动隧道
l 6to4隧道
l ISATAP（Intra-Site Automatic Tunnel Addressing Protocol，站点内自动隧道寻址协议）隧道
l IPv6-over-IPv4 GRE（Generic Routing Encapsulation，通用路由封装）隧道（简称GRE隧道）
在上面列出的隧道模式中，IPv6手动隧道及GRE隧道为配置隧道；IPv4兼容IPv6自动隧道、6to4隧道及ISATAP隧道为自动隧道。
(1) IPv6手动隧道
手动隧道是点到点之间的链路，一条链路就是一个单独的隧道。主要用于边缘路由器-边缘路由器或主机-边缘路由器之间定期安全通信的稳定连接，可实现与远端IPv6网络的连接。
(2) IPv4兼容IPv6自动隧道
IPv4兼容IPv6自动隧道是点到多点的链路。隧道两端采用特殊的IPv6地址：IPv4兼容IPv6地址，其格式为：0:0:0:0:0:0:a.b.c.d/96，其中a.b.c.d是IPv4地址。通过这个嵌入的IPv4地址可以自动确定隧道的终点，使IPv6隧道的建立非常方便。但由于它必须使用IPv4兼容IPv6地址，仍依赖于IPv4地址，在使用时有一定的局限性。
(3) 6to4隧道
l 普通6to4隧道
6to4隧道是点到多点的自动隧道，主要用于将多个IPv6孤岛通过IPv4网络连接到IPv6网络。6to4隧道通过IPv6报文的目的地址中嵌入的IPv4地址，可以自动获取隧道的终点。6to4隧道采用特殊的地址：6to4地址，其格式为：2002:abcd:efgh:子网号::接口ID/64，其中2002表示固定的IPv6地址前缀，abcd:efgh表示该6to4隧道对应的32位IPv4源地址，用16进制表示（如1.1.1.1可以表示为0101:0101）。通过这个嵌入的IPv4地址可以自动确定隧道的终点，使隧道的建立非常方便。
由于6to4地址的64位地址前缀中的16位子网号可以由用户自定义，前缀中的前48位已由固定数值、隧道起点或终点设备的IPv4地址确定，使IPv6报文通过隧道进行转发成为可能。6to4隧道可以实现IPv6网络的互连，克服了IPv4兼容IPv6自动隧道使用的局限性。
l 6to4中继
6to4隧道只能将前缀为2002::/16的网络连接起来，但在IPv6网络中也会使用像2001::/16这样的IPv6网络地址。为了使这些地址可达，必须有一台6to4路由器作为网关转发到IPv6网络的报文，这台路由器就叫做6to4中继（6to4 relay）路由器。如下图所示，6to4网络的边缘路由器Router A需配置一条静态路由，下一跳地址指向6to4中继路由器Router C的6to4地址，这样，所有去往IPv6网络的报文都会被转发到6to4中继路由器，之后再由6to4中继路由器转发到IPv6网络中，从而实现6to4网络（地址前缀以2002开始）与IPv6网络的互通。
(4) ISATAP隧道
随着IPv6技术的推广，现有的IPv4网络中将会出现越来越多的IPv6主机，ISATAP隧道技术为这种应用提供了一个较好的解决方案。ISATAP隧道是点到点的自动隧道技术，通过在IPv6报文的目的地址中嵌入的IPv4地址，可以自动获取隧道的终点。使用ISATAP隧道时，IPv6报文的目的地址和隧道接口的IPv6地址都要采用特殊的地址：ISATAP地址。ISATAP地址格式为：Prefix(64bit):0:5EFE:ip-address。ip-address形式为a.b.c.d 或者abcd:efgh，其中abcd:efgh表示32位IPv4源地址。通过这个嵌入的IPv4地址就可以自动建立隧道，完成IPv6报文的传送。ISATAP隧道主要用于在IPv4网络中IPv6路由器－IPv6路由器、IPv6主机－IPv6路由器的连接。
(5) GRE隧道
使用标准的GRE协议可对IPv6报文进行封装，使IPv6报文能通过隧道穿越IPv4网络。与IPv6手动隧道相同，GRE隧道也是点到点之间的链路，每条链路都是一条单独的隧道。GRE隧道主要用于边缘路由器－边缘路由器、主机－边缘路由器定期安全通信的稳定连接。相关配置请参见“×××分册”中的“GRE配置”。
4. 快速终结
对于到达本机的隧道报文，如果报文的源IP地址与快速终结子网地址匹配，则将此隧道报文送到IPv6引擎进行转发或者上送CPU的处理。
如果是需要转发的报文，则由IPv6引擎去掉隧道报文的IP封装，取得原始入隧道IPv6报文后直接进行转发。
快速终结功能支持的隧道类型为IPv6 over IPv4隧道，分为以下两种情况：
l 对于配置隧道（如GRE over IPv4隧道、IPv6手动隧道），当使能快速终结后，系统自动将隧道目的地址作为快速终结子网地址，掩码为255.255.255.255，因此没有用于指定快速终结子网和掩码的命令expediting subnet。
l 对于自动隧道（如IPv4兼容IPv6自动隧道、6to4隧道、ISATAP隧道），在配置了expediting enable命令后，需要配置expediting subnet命令指定快速终结子网和掩码。