IPv6不可能立刻替代IPv4，因此在相当一段时间内IPv4和IPv6会共存在一个环境中。要提供平稳的转换过程，使得对现有的使用者影响最小，就需要有良好的转换机制。
IPv6作为新的联网协议的标准，有很多IPv4不具备的优点，如超大地址空间、简化的数据包头等。但IPv4的发展已有20多年的历史，几乎现有的每个网络及其连接设备都支持IPv4，因此要想一夜之间就完成从IPv4到IPv6的转换是不切实际的。
IPv6必须能够支持和处理IPv4体系的遗留问题，保护用户在IPv4上的大量投资。IPv4向IPv6的演进应该是平滑渐进的。
IPv4向IPv6的过渡需要相当长的时间才能完成。因此，两种协议不可避免地有个共存期，彼此间必须具有互操作性。
IPv6演进机制的主要目标为：
◆ 逐步演进：已有的IPv4网络节点可以随时演进，而不受限于所运行IP协议的版本；
◆ 逐步部署：新的IPv6网络节点可以随时增加到网络中；
◆ 地址兼容：当IPv4网络节点演进到IPv6时，IPv4的IP地址还可以继续使用；
◆ 降低费用：在演进过程中，只需要很低的费用和很少的准备工作。
为了实现以上这些目标，思科公司作为互联网工程组（IETF）IPv6工作小组的共同主席和IPv6论坛的发起者，提出进行实施的主要几种演进机制。
部署双栈骨干
双栈骨干机制就是允许IPv4和IPv6应用在双IP层路由骨干网中共存。网络中的所有路由器，如接入CPE、集合及核心路由器等，都需要同时采用IPv4协议栈支持IPv4通信，IPv6协议栈支持IPv6通信。
双栈网络是IPv4和IPv6应用的基本战略，基于IPv4的应用可以与相同终端系统上的已升级应用共存。现在已经定义了一种新的应用编程界面(API)，同时支持IPv4和IPv6地址及DNS请求。应用根据名字检查选择采用IPv4或IPv6协议，IPv4和IPv6地址都可以从DNS返回，应用根据IP业务的类型选择正确的地址。
在IPv4隧道上部署IPv6
在IPv4隧道上部署IPv6主要是实现隔离IPv6站点之间的通信，或通过IPv4骨干与IPv6网络连接。
隧道封装IPv4数据包中的IPv6业务，使它们能够在IPv4骨干网上发送，使IPv6终端系统和路由器进行通信，而不必升级它们之间存在的IPv4基础架构。在IPv4和IPv6隧道共存时期，隧道是服务提供商和企业的一个主要部署战略，多年来这已经在6Bone上得到验证。
部署IPv6有各种隧道机制，这些机制包括人工配置的隧道、通用的路由封装(GRE)隧道、IPv4 GRE隧道上的IPv6隧道、半自动化的隧道机制，如隧道断路业务，以及全自动的隧道机制，如支持园区网环境中广域网和站点内部自动隧道寻址协议(ISATAP)的6to4。
所有隧道机制都要求隧道的端点同时运行IPv4和IPv6协议栈，也就是说，端点必须以双栈模式运行，因此可以直接与IPv4和IPv6终端系统和路由器同时互操作。
即使没有人工配置，我们也可以通过采用以上隧道机制在IPv4网络上运行IPv6终端站和园区网。为了保护IPv4上的IPv6隧道配置，网络主管可以在隧道端点的路由器上为IPv4或IPv6配置IPsec。
在专用数据链路上部署IPv6
采用现有互联网中IPv4相同的基础设备实现IPv6域通信，但是在设备上通过单独的链路实施IPv6。
许多广域网和城域网是通过第二层技术，如帧中继、ATM或光纤来部署的，现在一些网络开始使用DWDM技术。连到ISP广域网或城域网的路由器，可以配置使用与现有互联网IPv4相同的第二层基础设施，但运行的是IPv6。这种配置使服务提供商通过集成IPv6优化第二层基础设施，而不必承担损失IPv4收入和业务量的风险。
在MPLS骨干网中部署IPv6
在MPLS骨干网中部署IPv6，这种技术允许IPv6域彼此进行通信，但须通过IPv4 MPLS骨干网，不需要修改核心基础架构。
许多网络设计师关注的主要目标，是让主机上的IPv6应用进行通信。他们建议首先在边缘，即应用和主机所在的地方部署IPv6，然后向网络核心转移，以降低集成成本和对业务的影响。在网络边缘部署时采用的一个主要战略，涉及到在IPv4网络基础设施上的承载流量，在全面转到纯粹的IPv6骨干网之前允许隔离IPv6域，使之彼此进行通信。如果计划全面升级，则可以在整个网络上，从边缘到网络核心同时运行IPv4和IPv6。另外，需要一种机制实现纯IPv4设备向纯IPv6设备之间的转换，使主机只支持一个协议，与运行其它协议的主机透明进行通信。所有技术都允许逐步升级网络，并逐步部署IPv6，基本不中断IPv4业务。
MPLS骨干网上的IPv6使IPv6域通过IPv4 MPLS核心网络彼此进行通信。这种实施方案只要求少量骨干网基础设施升级，不需要重新配置核心路由器，因为转发是基于标签的，而不是IP报头，它提供部署IPv6的一个经济高效的方案。除此以外，MPLS环境中本身的虚拟专网(VPN)和流量工程业务，使IPv6网络可以通过支持IPv4 VPN和MPLS-TE的基础架构结合到VPN或外联网中。
在MPLS骨干网中部署IPV6的战略包括以下几种。
1.客户边缘路由器上的IPv6隧道
采用客户边缘（CE）路由器上的隧道是部署MPLS网络上IPv6所用的一种最简单的方法，它对运行或基础设施均没有影响，而且也不需要更改核心网中的服务商（P）路由器或与客户连接的服务商边缘（PE）路由器。IPv6域之间采用运行标准的隧道机制进行通信，在IPv4隧道上运行IPv6，如前所述。CE路由器需要升级到双栈模式，并配置其中一个IPv6 over IPv4隧道机制，与PE路由器的通信是IPv4的，业务对MPLS域来说也仍然是IPv4的。CE双栈路由器可以采用任何IPv6地址格式，但缺点是，ISP无法从其地址空间中指定IPv6前缀，因为它根本看不到IPv6的流量，从其业务组合中取消了IPv6业务的附加值。隧道的数量将根据一个站点要匹配的CE路由器的数量而增加。
2.MPLS上的第二层电路传输
采用第二层电路传输在MPLS上部署IPv6，对MPLS的运行或基础设施没有影响，它也不要求更改核心中的P路由器，或连接客户的PE路由器，但支持采用MPLS上的第二层电路传输部署IPv6。远端IPv6域间的通信在专用链路上运行纯IPv6协议，底层的机制对IPv6完全透明。IPv6业务采用MPLS上的任一传输或MPLS上的以太网，通过隧道传输流量。ISP可以很轻松地从其地址空间指配IPv6前缀，因为客户从其ISP处只看到第二层业务。
3.服务商边缘路由器上的IPv6
另外一种部署策略是，在MPLS的PE路由器配置IPv6，即6PE技术。对于服务提供商而言，这种策略的主要优势在于无需升级核心网络的硬件或软件，从而消除了它对运营和通过IPv4创收的影响。这种策略保留了当前的IPv4 MPLS功能的优点，如MPLS-TE或VPN，同时能够为企业客户提供本地IPv6服务，如使用ISP提供的IPv6前缀。6PE体系结构允许支持IPv6 VPN。
IPv6转发通过标签交换完成，而无需使用IPv4隧道上的IPv6，也不需要使用其它第二层封装，从而通过网络提供本地IPv6业务，并随着IPv6用户的增长而进行扩展，因为路由反射器等技术可在以后配置。
每台必须支持IPv6连接的PE路由器需要进行升级，以实现双堆栈，成为6PE路由器，并进行配置，让它在连接到核心P路由器的接口上运行MPLS。根据现场需求对每台路由器进行配置，让它将接口上的IPv6，或IPv6和IPv4流量转发到CE路由器，使它能够只提供本地IPv6，或同时提供IPv6和本地IPv4业务。
6PE路由器通过任何支持的路由协议交换IPv4或IPv6路由信息，它还在没有MPLS的IPv4和IPv6接口上交换IPv4和IPv6流量。6PE路由器使用多协议BGP，与MPLS域中的其它6PE路由器交换可达性信息，并与域中的其它P和PE设备共享通用的IPv4路由协议，如开放最短路径优先等。
6PE路由器使用两个级别的MPLS标签，以封装IPv6流量。顶层标签通过核心中的设备使用的标签分配协议(LDP)或标记分配协议(TDP)进行分配，使用IPv4路由信息将数据包传送到目的地6PE。第二层或底层标签通过多协议BGP-4与目的地IPv6地址前缀关联，实现负载均衡。
通过分析对比，在现有互联网设备上采用MPLS骨干方式部署IPv6较为适用于现在的IPv6网络建设的方案。而在IPv4隧道上的方式，应当作为对IPv4网络上的IPv6“孤岛”实现接入的补充手段。(思科系统(中国)网络技术有限公司技术总监刘永春博士、顾问工程师汪澍 )
相关链接
6Bone ：是互联网工程任务组(IETF)IPng项目的成果，它是一个全球性的、非正式的协作式项目，可以测试和开发未来的IPv6传输网络。1996年，IETF建立了全球范围的IPv6实验床6Bone，它的设计目标是实现IPv6与网络中现行的IPv4协议兼容。
6to4：是一种自动构造隧道的方式，它只需要一个全球惟一的IPv4地址便可使整个站点获得IPv6的连接。
DWDM (Dense Wavelength Division Multiplexing)：即密集波分复用技术。波分复用是指在一根光纤上采用频分复用技术，承载若干不同频率点的光信号。当光波的频率间隔不大于100GHz时，则称密集波分复用。
MPLS (Multi-Protocol Label Switching)：即多协议标记交换。MPLS属于第三代网络架构，是新一代IP高速骨干网络交换标准。它由IETF提出，思科、ASCEND、3Com等网络设备大厂主导。MPLS数据包通过虚拟电路来传送，只须在OSI第二层(数据连接层)执行硬件式交换。它取代第三层(网络层)软件式路由，整合IP路径与第二层标记交换为单一的系统，因此可以解决互联网络路由的问题，使数据包传送的延迟时间减短，增加网络传输的速度，更适合多媒体信息的传送。因此，MPLS最大技术特色为可以指定数据传送的先后顺序。
推动IPv6的实用化
IPv6的终极目的是走向实用化，为信息化建设服务。而技术的成熟是IPv6走向实用化的必要条件，解决以下几个技术问题将会大大加速IPv6走向实用化的进程。
与IPv4互通的技术：IPv4向IPv6过渡将是一个漫长的过程。在过渡的初期，IPv6的小岛将被IPv4的海洋包围，IPv6网络所能够提供的服务和信息量不够丰富，IPv6用户有访问IPv4用户的需求。因此，IPv4与IPv6的互通和转换技术，对保证用户愿意尝试IPv6起着至关重要的作用。由于IPv4地址不足而使网络中存在大量的地址转换器(NAT)，在IPv6网络环境下，如何穿透NAT也是我们必须要解决的问题。
IPv6设备的测试：IPv6设备之间能够互操作是网络能够可靠运行的前提。目前应用的IPv6设备是否与协议标准一致，以及不同厂家实现的IPv6设备之间能否互操作，这些都是必须要解决的问题。研究IPv6协议的测试技术，提供相应的测试能力是非常必要的。
可行的IPv6网络监管技术和系统：仅仅是建立了IPv6网络还不行，必须提供对大范围的IPv6网络进行监测和管理的手段，这对于网络的故障定位和性能分析，以及保障网络的高效运行是十分必要的。
信息过滤技术：保证网络的健康运行对于信息化建设是十分必要的。IPv6网络无疑也会受到不法分子的攻击，网络上也会充斥不健康的内容。对于网络主管部门来说，只有具备了对IPv6数据进行过滤的手段，才可能对采用IPv6有政策上的支持。
典型应用：应用是推动IPv6实用化的重要因素。在电信运营商和用户之间一直存在一个怪圈。电信运营商说：“没有用户，所以我不会提供IPv6网络。”而用户则说：“没有人能够提供IPv6网络，所以我不会采用IPv6。”这种观念限制了IPv6的发展，而典型应用正是打破这个怪圈的关键。只有开发出现有IPv4网络上不能够实现的应用，才能够促使电信运营商和用户积极主动地采用IPv6，从而推动IPv6的实用化。（中国科学院计算技术研究所 张玉军博士）
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