随着物聯網的出現，現有的IPv4技術已經越來越無法滿足日益發展的網絡所提出的需求了，是以誕生了IPv6技術。但是IPv4到IPv6不可能一下子就完成，為了适應計算機網絡中既有IPv4的裝置，也有IPv6的裝置，提出了5種IPv4到IPv6過渡技術、。今天給大家詳細講解一下。
要看懂本文，您需要對IPv6的基本知識有較深入的了解，如果您對此還存在困惑，可以檢視本部落格下其他文章，相信你一定會有收獲。
相關連結如下：IPv6封包格式講解及其科學性探究、IPv6位址簡介、IPv6各位址計算方式彙總、IPv6位址解析詳解、IPv6鄰居狀态與鄰居檢測機制。IPv6中NDP協定簡介
一、IPv4到IPv6過渡技術簡介
為了解決計算機網絡中既有IPv6的裝置，也有IPv4裝置的網絡通信問題，目前提出了多種IPv4到IPv6的過渡技術和解決方案。一般而言，考慮到整個Internet層面，終端裝置（PC機、伺服器等）技術的更新換代比較快，而網絡通信裝置如幹線網絡上的路由器等更新換代比較慢。是以，IPv4到IPv6過渡技術大多設計的是使得IPv6的資料流量穿越IPv4網絡的解決方案。
要想實作IPv4到IPv6的過渡技術，計算機網絡中一些裝置就必須是雙棧裝置，所謂雙棧裝置，就是該裝置既有IPv4協定棧也有IPv6協定棧，是以該裝置支援IPv4和IPv6兩種協定和通信手段。目前，大多數PC機已經實作雙棧的支援，而華為裝置大部分路由器、交換機等裝置也已經具有了雙棧的功能。
總得來看，目前一共有5中IPv6到IPv4過渡技術，它們是：手動隧道技術、6 to 4技術、GRE隧道技術、ISATAP技術和NAT64技術。下面，我講對他們一一介紹，并給出實作的執行個體
二、手動隧道技術
手動隧道技術可以實作在IPv6的資料流量在IPv4的網絡區域傳輸，手工隧道使用場景如下所示：
在上圖中，紅色區域内是IPv4區域，而R1和R5是運作了IPv6的裝置，現在想要實作R1和R5之間互相通信，就可以在R2和R4之間打一條手動隧道，如下所示：
在配置完成後，R2和R4之間就像是有一條虛拟的連線，可以配置IPv6位址，甚至運作OSPFv3等動态路由協定，R1和R5就可以互通了。
當配置手工隧道後，IPv6的資料包被封裝一個IPv4的報頭，然後由此通過IPv4域。手工隧道資料標頭格式如下：
有關手工隧道的配置執行個體、抓包示範，請參考文章：IPv6 to IPv4過渡技術——手工隧道和GRE隧道配置執行個體
三、GRE隧道技術
GRE隧道技術是與上述手工隧道技術非常相近的技術。以上圖為例，GRE隧道實作原理也是在R2和R4之間打一條隧道，但是該隧道是GRE隧道。
GRE隧道和手工隧道的配置非常相似，在實作上GRE隧道是先把IPv6的資料包打上GRE頭部，然後再打上IPv4的頭部，以實作在IPv4的隧道中傳輸。GRE隧道中資料包封裝格式如下：
相比于手工隧道配置方式，GRE隧道配置的優點是可以利用GRE頭部來配置認證等功能，而手工隧道的優點是沒有GRE頭部，是以資料包負載相比GRE隧道較小。
有關GRE隧道的配置執行個體、抓包示範，請參考文章：IPv6 to IPv4過渡技術——手工隧道和GRE隧道配置執行個體
四、6 to 4技術
不論是上面的手工隧道技術還是GRE隧道技術，在配置隧道時都必須指名對端的IPv4位址，這樣才能夠形成一個虛拟的隧道。如果有很多個IPv6的區域需要互相通信，則上述配置就非常麻煩，因為這需要手工的去添加每一個IPv6區域所連雙棧路由器的IPv4位址。
6to4技術可以實作IPv6的資料包在IPv4區域内的自動尋址。是以在配置上比較友善，但是6to4技術的缺點是各IPv6站點在配置IPv6位址的時候收到限制，必須配置6to4位址。
如果使用6to4技術，則IPv6裝置的IPv6位址配置必須符合如下圖的形式：
其中，FP（Format Prefix）表示格式字首，為固定值001，TLA（Top Level Aggregator）為站點頂級聚合辨別符，固定為0x0002，是以，6to4技術中IPv6位址必須以2002打頭。SLASite Level Aggregator）為站點級聚合辨別符，主要用于在公網上的路由聚合。除去上述字段之外，剩下的還有64位，這64位就是站點可以自主規劃使用的IPv6位址。
使用6to4技術，站點的IPv6位址必須嚴格按照上述規定配置，因為6to4技術之是以能夠實作IPv6的資料包流量互通，就是因為邊界雙棧路由器會取出該IPv6位址中的IPv4位址，這樣就可以将資料包正确送達對方的雙棧路由器了。
此外，如果确實需要配置不屬于上述形式的裝置，可以使用6to4中繼技術，也可以實作互通。
有關6to4隧道的配置執行個體、抓包示範，請參考文章：IPv6 to IPv4過渡技術——6to4隧道配置執行個體
五、ISATAP技術
ISATAP，是Intra-Site Automic Tunnel Addressing Protoccol的縮寫，即站内自動隧道尋址協定。ISATAP同樣适用了内嵌IPv4位址的特殊IPv6位址形式，隻是和6 to 4不同的是，6 to 4 是使用IPv4位址作為網絡字首，而TISATAP用IPv4作為接口辨別。
ISATAP技術主要用在以下場景：
假設圖中雲朵是一台主機，該主機要通路的PC2是一個IPv6裝置，但是與該主機直接相連的網絡隻能夠運作IPv4協定。為了實作該場景下的Cloud到PC2之間的通信，可以找一台雙棧路由器R2，Cloud與PC2之間的通信可以借助R2來實作。
當CLoud要與PC2通信時，Cloud先與R2打一條ISATAP隧道，借助這個隧道，Cloud生成一個IPv6位址，之後Cloud和R2之間的通信就是借助這條ISATAP隧道實作，而R2和PC2之間的通信就是正常的IPv6裝置之間的通信。
有關ISATAP隧道的配置執行個體、抓包示範，請參考文章：IPv6 to IPv4過渡技術——ISATAP配置執行個體
六、NAT64技術
NAT64技術就如同NAT技術一樣，是專門為實作IPv6和IPv4之間的NAT轉換而設計的技術，該協定與傳統的NAT技術相同，都是利用路由器實作了NAT代理功能，NAT64技術應用場景如下所示：
有關ISATAP隧道的配置執行個體、抓包示範，請參考文章：IPv6 to IPv4過渡技術——NAT64配置執行個體
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