新版思科CCIE認證考點網絡工程師技術總結隧道Tunnel技術工作原理 -ie-lab網絡實驗室隨着Internet的日益膨脹，現有的IPv4地址已經十分緊缺，雖然使用分配臨時IPv4地址或NAT（Network Address Translator，網絡地址轉換）等技術，在一定程度上緩解了IPv4地址不足的狀況，但也增加了地址解析和處理方面的開銷，同時導致某些高層應用失效，而且仍然無法迴避IPv4地址即將被分配殆盡這個問題。採用128位地址長度的IPv6協議，徹底解決了IPv4地址不足的難題，並且在地址容量、安全性、網絡管理、移動性以及服務質量等方面有明顯的改進，是下一代互聯網絡協議採用的核心標準之一。IPv6與IPv4不兼容，但它同所有的TCP／IP協議族中的其他協議兼容，即IPv6完全可以取代IPv4。
在IPv6成爲主流協議之前，首先使用IPv6協議棧的網絡希望能與當前仍被IPv4支撐着的Internet進行正常通信，因此必須開發出IPv4和IPv6互通技術以保證IPv4能夠平穩過渡到IPv6。此外，互通技術應該對信息傳遞做到高效無縫。國際上IETF組建了專門的NGTRANS工作組，開展對IPv4和IPv6過渡問題和高效無縫互通問題的研究。目前已經出現了多種過渡技術和互通方案，這些技術各有特點，用於解決不同過渡時期、不同環境的通信問題。
目前解決過渡問題的基本技術主要有3種：雙協議棧（RFC2893），隧道技術（RFC2893）和NAT-PT(RFC2766)。
隧道是一種封裝技術，它利用一種網絡協議來傳輸另一種網絡協議，即利用一種網絡傳輸協議，將其他協議產生的數據報文封裝在它自己的報文中，然後在網絡中傳輸。隧道（Tunnel）是一個虛擬的點對點的連接。在實際應用中僅支持點對點連接的虛擬接口爲Tunnel接口。一個Tunnel提供了一條使封裝的數據報文能夠傳輸的通路，並且在一個Tunnel的兩端可以分別對數據報文進行封裝及解封裝。隧道技術就是指包括數據封裝、傳輸和解封裝在內的全過程。
IPv6 over IPv4隧道：是將IPv6數據報文前封裝上IPv4的報文頭，通過隧道（Tunnel）使IPv6報文穿越IPv4網絡，實現隔離的IPv6網絡的互通。
對報文的處理過程如下：
- IPv6網絡中的設備發送IPv6報文，到達隧道的源端設備。
- 隧道的源端設備根據路由表判定該報文要通過隧道進行轉發，將會在IPv6報文前封裝上IPv4的報文頭，通過隧道的實際物理接口將報文轉發出去。
- 封裝報文通過隧道到達隧道目的端設備，目的端設備判斷該封裝報文的目的地是本設備後，將對報文進行解封裝。
- 的端設備根據解封裝後的IPv6報文的目的地址將報文進行轉發；如果目的地就是本設備，則將IPv6報文轉給上層協議處理。
根據對IPv6報文的封裝方式的不同，IPv6 over IPv4隧道分爲以下幾種模式：
(1)IPv6手動隧道
手動隧道是點到點之間的鏈路，一條鏈路就是一個單獨的隧道。主要用於邊緣路由器-邊緣路由器或主機-邊緣路由器之間定期安全通信的穩定連接，可實現與遠端IPv6網絡的連接。
(2)GRE隧道
使用標準的GRE協議可對IPv6報文進行封裝，使IPv6報文能通過隧道穿越IPv4網絡。與IPv6手動隧道相同，GRE隧道也是點到點之間的鏈路，每條鏈路都是一條單獨的隧道。GRE隧道主要用於邊緣路由器-邊緣路由器、主機-邊緣路由器定期安全通信的穩定連接。
(3)IPv4兼容IPv6自動隧道
IPv4兼容IPv6自動隧道是點到多點的鏈路。隧道兩端採用特殊的IPv6地址：IPv4兼容IPv6地址，其格式爲：0:0:0:0:0:0:a.b.c.d/96，其中a.b.c.d是IPv4地址。通過這個嵌入的IPv4地址可以自動確定隧道的終點，使IPv6隧道的建立非常方便。但由於它必須使用IPv4兼容IPv6地址，仍依賴於IPv4地址，在使用時有一定的侷限性。新版思科CCIE認證考點網絡工程師技術總結隧道Tunnel技術工作原理 -ie-lab網絡實驗室
(4)6to4隧道
普通6to4隧道
6to4隧道是點到多點的自動隧道，主要用於將多個IPv6孤島通過IPv4網絡連接到IPv6網絡。6to4隧道通過在IPv6報文的目的地址中嵌入IPv4地址，來實現自動獲取隧道終點的IPv4地址。
6to4中繼
6to4隧道只能用於前綴爲2002::/16的6to4網絡之間的通信，但在IPv6網絡中也會使用像2001::/16這樣的IPv6網絡地址。爲了實現6to4網絡和其它IPv6網絡的通信，必須有一臺6to4路由器作爲網關轉發到IPv6網絡的報文，這臺路由器就叫做6to4中繼（6to4 relay）路由器。
(5)ISATAP隧道
隨着IPv6技術的推廣，現有的IPv4網絡中將會出現越來越多的IPv6主機，ISATAP隧道技術爲這種應用提供了一個較好的解決方案。ISATAP隧道是點到點的自動隧道技術，通過在IPv6報文的目的地址中嵌入的IPv4地址，可以自動獲取隧道的終點。
IPv4或IPv6 over IPv6隧道：IPv4或IPv6 over IPv6隧道（RFC2473）協議是對IPv4或者IPv6的數據報進行封裝，使這些被封裝的數據報能夠在另一個IPv6網絡中傳輸，封裝後的數據報文即IPv6隧道報文。新版思科CCIE認證考點網絡工程師技術總結隧道Tunnel技術工作原理 -ie-lab網絡實驗室