3.3.3 IPv4/IPv6 協定轉換技術
IPv4/IPv6協定轉換技術為 IPv4網絡與 IPv6網絡之間的互訪提供了可能。在過渡期間，IPv4和 IPv6共存的過程中，面臨的一個主要問題是IPv6與 IPv4之間如何互通。由于兩者的不相容性，是以無法實作兩種不相容網絡之間的互訪，是以 IPv6/IPv4協定轉換技術孕育而生。協定轉換技術流程如圖 3-16所示。
圖3-16 協定轉換技術流程示意
1. NAT-PT技術
IETF在早期設計了 NAT-PT的解決方案：RFC2766、NAT-PT通過 IPv6與IPv4的網絡位址與協定轉換，實作了 IPv6網絡與 IPv4網絡的雙向互訪。
網絡位址轉換—協定轉換（NetworkAddressTranslation-ProtocolTranslation，NAT-PT）：由無狀态協定轉換技術（StatelessIP/ICMPTranslation，SIIT）和動态位址協定轉換技術結合與演進而來，SIIT提供一對一的 IPv4位址和 IPv6位址的映射轉換，NAT-PT支援在 SIIT的基礎上實作多對一或多對多的位址轉換。NAT-PT分為靜态和動态兩種形式。
（1） 靜态 NAT-PT
靜态 NAT-PT提供一對一的 IPv6位址和 IPv4位址的映射轉換。IPv6單協定網絡域内的節點要通路 IPv4單協定網絡域内的每一個 IPv4位址，都必須在 NAT-PT網關中配置。每一個目的 IPv4在 NAT-PT網關中被映射成一個具有預定義 NAT-PT字首的IPv6位址。在這種模式下，每一個IPv6映射到IPv4位址需要一個源IPv4位址。靜态配置适合經常線上，或者需要提供穩定連接配接的主機。
（2） 動态 NAT-PT
在動态 NAT-PT中，NAT-PT網關向 IPv6網絡通告一個 96位的位址字首，并結合主機 32位的 IPv4位址作為對 IPv4網絡中的主機的辨別。從 IPv6網絡中的主機向 IPv4網絡發送的封包，其目的位址字首與 NAT-PT釋出的位址字首相同，這些封包都被路由到NAT-PT網關，由 NAT-PT網關對封包頭進行修改，取出其中的IPv4位址資訊，替換目的位址。同時，NAT-PT網關定義了 IPv4位址池，它從位址池中取出一個位址來替換IPv6封包的源位址，進而完成從 IPv6位址到 IPv4位址的轉換。動态 NAT-PT支援多個 IPv6位址映射為一個 IPv4位址，節省了 IPv4位址的空間。
NAT-PT支援 IPv4和 IPv6兩種協定的互相翻譯和轉換，但是存在如下問題。屬于同一會話的請求和響應都必須通過同一 NAT-PT裝置才能進行轉換，比較适合單一出口裝置的環境；不能轉換 IPv4封包頭的可選項部分；缺少端到端的安全性。是以，NAT-PT逐漸被廢棄，不推薦使用。為了解決 NAT-PT中的各種缺陷，同時實作 IPv6與 IPv4之間的 NAT-PT技術，IETF重新設計了新的解決方案：NAT64與 DNS64技術。
2. NAT64與DNS64技術
NAT64是一種有狀态的網絡位址與協定轉換技術，一般隻支援通過 IPv6網絡側使用者發起連接配接通路 IPv4網絡側的資源。但 NAT64也支援通過手動配置靜态映射關系，實作 IPv4網絡主動發起連接配接通路 IPv6網絡。NAT64可實作 TCP、UDP、ICMP下的IPv6與IPv4網絡位址與協定轉換。DNS64則主要是配合 NAT64工作，是将 DNS查詢資訊中的 A記錄（IPv4位址）合成到 AAAA記錄（IPv6位址）中，傳回合成的 AAAA記錄給 IPv6側使用者。DNS64也解決了 NAT-PT中的 DNS-ALG存在的缺陷。NAT64是 IPv6網絡發展初期的一種過渡解決方案，在 IPv6發展前期會被廣泛部署應用，而後期則會随着 IPv6網絡的發展壯大逐漸退出曆史舞台。
NAT64與DNS64技術的流程如圖 3-17所示。
圖3-17 NAT64與DNS64技術的流程
NAT64與DNS64技術的流程如下。
（1） IPv6主機發起到 DNS64伺服器的 IPv6域名解析請求（IPv6主機配置的DNS位址是DNS64），IPv6域名解析為
www.abc.com。
（2） DNS64伺服器觸發到 DNS伺服器中查詢 IPv6位址。
（3） 若能查詢到，則傳回域名對應的IPv6位址；若查詢不到，則傳回 IPv6空。
（4） DNS64伺服器再次觸發到 DNS伺服器中查詢 IPv4位址。
（5） DNS伺服器傳回IPv4記錄（192.168.1.1）。
（6） DNS64伺服器合成IPv6位址（64::FF9B::192.168.1.1），并傳回給IPv6主機。
（7） IPv6主機發起目的位址為 64::FF9B::192.168.1.1的 IPv6資料包；由于NAT64在 IPv6域内通告配置的 IPv6位址字首，是以這個資料包轉發到 NAT64路由器上。
（8） NAT64執行位址轉換與協定轉換，目的位址轉換為 192.168.1.1，源位址根據位址狀态轉換（3ffe:100:200:1::1）→（172.16.1.1），在IPv4域内路由到IPv4伺服器。
（9） IPv4資料包傳回，目的位址為172.16.1.1。
（10） NAT64根據已有記錄進行轉換，目的位址轉換為 3ffe:100:200:1::1，源位址為 64::FF9B::192.168.1.1，發送到 IPv6主機，流程結束。
協定轉換技術對現有IPv4環境做少量改造（通常是更換出口網關），即可實作對外支援 IPv6通路，部署簡單便捷。
3. IVI
除 NAT-PT、NAT64與 DNS64技術之外，IVI也是一種基于營運商路由字首的無狀态IPv4/IPv6協定轉換技術。IVI方案是由 CERNET2的研究人員清華大學李星教授提出的，對應 RFC6052。IVI的主要思路是，從全球 IPv4位址空間（IPG4）中，取出一部分位址映射到全球 IPv6位址空間（IPG6）中。在 IPG4中，每個營運商取出一部分IPv4位址，以在IVI過渡中使用，被取出的這部分位址稱為IVI4（i）位址，且不能配置設定給實際的主機使用。IVI的位址映射規則是在 IPv6位址中插入IPv4位址。位址的 0~31位為 ISP的 /32位的 IPv6字首，32~39位設定為 FF，表示這是一個IVI映射位址。40~71位表示插入的全局IPv4空間（IVIG4）的位址格式，如 IPv4/24映射為 IPv6/64，而 IPv4/32映射為 IPv6/72。目前，國内有很多位址協定轉換裝置都是基于 IVI技術研發的，重點解決企業 Web的 IPv6改造問題。