1. Warum Übergangsmechanismen existieren
Die IPv4-Adressenerschöpfung erreichte im Februar 2011 den IANA-Level; die RIR-Freibaderschöpfung folgte (APNIC 2011, RIPE NCC 2012, ARIN 2015, LACNIC 2014, AFRINIC 2021). ISPs verlassen sich nun auf Carrier-grade NAT (CGN), um eine einzelne IPv4-Adresse über viele Kunden zu teilen — zu den Kosten der operativen Komplexität, Port-Allocation-Overhead und Verlust der End-to-End-Verfügbarkeit.
Die langfristige Lösung ist native oder IPv6-nur Vernetzung. Übergangsmechanismen sind Brücken, die IPv6-Netzwerke IPv4-Inhalte erreichen lassen oder IPv6-Dienste über die IPv4-Infrastruktur bereitstellen lassen, während Migrationserlöse fortschreiten.
2. IPv6-over-IPv4 Tunnelmechanik
6rd — IPv6 Rapid Deployment ()
Staatliche BeihilfenBereitstellung
Der ISP ordnet ein /32 oder kürzeres IPv6-Präfix zu und verkörpert die IPv4-Adresse jedes Kunden in den unteren Bits, um ein /56 oder /60 Kunden-Präfix abzuleiten. Die CPE (6. CE) kapselt IPv6-Pakete in IPv4 (Proto 41), die an die 6. BR des ISP (Border Relay) gerichtet sind. Der Rückflugverkehr wird bei der BR entkapselt.
- Anwendungsfall:
- Schlüsselbegrenzung:
6in4 Manueller Tunnel ()
Staatliche Beihilfen
Ein manuell konfigurierter Punkt-zu-Punkt IPv6-in-IPv4-Tunnel (Protokollnummer 41) zwischen zwei festen Endpunkten. Noch verwendet für die Unternehmenslabor-Konnektivität und den TunnelBroker-Service von Hurricane Electric.
3. NAT64 + DNS64
staatlichWeit verbreitet
NAT64RFC 6146
DNS64RFC 6147
4. 464XLAT
Staatlich (PLAT)Staatlos (CLAT)Standard für mobile/zellular
464XLAT () löst das DNS64/DNSSEC Problem und behandelt auch Apps, die IPv4-Literals einbetten. Es hat zwei Komponenten:
- CLAT
- PLAT
Das Netzergebnis: Apps, die auf dem Gerät laufen, sehen eine echte IPv4-Schnittstelle. IPv4-literale Verbindungen funktionieren. DNSSEC funktioniert. Dies ist das Standardmodell für IPv6-nur LTE/5G Mobilfunknetze (T-Mobile US, viele EU-Operatoren).
Das CLAT entdeckt das NAT64 Präfix über DNS (: abfragen ipv4only.arpa oder über RA-Optionen ( PREF64 Option).
5. DS-Lite — Dual-Stack Lite
Staatlich (AFTR)Gemeinsames Breitband
DS-Lite () ist für ISPs mit einem IPv6-Zugangsnetz konzipiert, das IPv4 immer noch Kunden bedienen muss. Der CPE erhält eine native IPv6-Adresse, aber keine öffentliche IPv4. Der IPv4-Verkehr aus dem LAN des Kunden wird im IPv6 (B4-Element im CPE) eingekapselt und an den Adress Family Transition Router (AFTR) des ISP gesendet.
Die AFTR entkapselt und führt CGN (Trägerklasse NAT) aus einem gemeinsamen IPv4-Pool aus. IPv4-Sitzungen werden auf der AFTR verfolgt. Da es keine IPv4 auf der Zugangsschleife gibt, speichern ISPs IPv4-Adressen; da das Zugriffsnetzwerk native IPv6 ist, nimmt IPv6-Verkehr den schnellen Pfad ohne Übersetzung.
- Anwendungsfall:
- Schlüsselbegrenzung:
6. MAP-E und MAP- T
Staatliche BeihilfenAusbau
Mapping von Address and Port (MAP) ist ein staatliches Übersetzungs-/Verkapselungs-Framework, das die CGN-Sitzungstabelle durch mathematische Ableitung der IPv4-Adresse und des Port-Bereichs jedes Kunden von seinem IPv6-Präfix entfernt. Kein Persession-Zustand am Border Relay – es kann ein einfacher Router oder sogar eine Line-Card-Funktion sein.
MAP ist in DOCSIS 3.1 und PON-Einsätzen immer beliebter, bei denen Null-State BRs für Skalierung attraktiv sind. Erfordert eine sorgfältige Port-Range-Planung: jeder CE erhält eine eingeschränkte Port-Range (z.B. 1024–2047 von 65536 Gesamtports) aus seinem IPv6 /56 Präfix abgeleitet.
7. Deprecated Mechanisms — Nicht verwenden
8. Vergleich Tabelle
| Mechanik | Zugriffsnetzwerk | IPv4 für Kunden? | Stateful? | Kopf | Das Beste für |
|---|---|---|---|---|---|
| Dual-Stack | IPv4 + IPv6 | Ja (nativ) | Nein | Keine | Überall |
| 6. | IPv4 | Nein (IPv6 über Tunnel) | No | 20B/pkt | ISP Bereitstellung von IPv6 über IPv4 Zugriff |
| DS-Lite | IPv6 | Ja (AFTR CGN) | Ja (AFTR) | 40B/Pkt | Breitband; ISP will IPv6 Zugriff + IPv4 Service |
| NAT64 + DNS64 | Nur IPv6 | Über uns | Ja (NAT64) | None | IPv6-nur Netzwerk erreichen IPv4 Internet |
| 464XLAT | IPv6 only | Ja (CLAT auf Gerät) | Ja (PLAT/NAT64) | None | Mobile/zelluläre IPv6-nur; Apps benötigen IPv4 Steckdose |
| MAP-E | IPv6 | Ja (staatenlos) | No | 40B/pkt | Skalierung von CPE-Einsätzen; Null-Zustand BR |
| MAP... T | IPv6 | Yes (stateless) | No | Keine (übersetzen) | Gleich wie MAP-E, aber ohne Verkapselung über Kopf |
| Insgesamt | IPv4 | No | No | 20B/pkt | Abgeschrieben — nicht verwendet |
| Tere | IPv4 (hinter NAT) | No | No | 8B/pkt UDP | Deprecated — do not use |