GB/T 44866.1-2024 面向单栈IPv6网络的4over6技术要求 第1部分：基于IPv6骨干网的IPv4网络互联

ICS33.040.40
CCS L78
中华人民共和国国家标准
GB/T44866.1—2024
面向单栈IPv6网络的4over6技术要求
第1部分:基于IPv6骨干网的IPv4网络互联
Technicalrequirementsof4over6technologyinIPv6-onlynetwork—
Part1:InterconnectionofIPv4networksbasedonIPv6backbonenetworks
2024-10-26发布2025-02-01实施
国家市场监督管理总局
国家标准化管理委员会发布

目 次
前言………………………………………………………………………………………………………… Ⅲ
引言………………………………………………………………………………………………………… Ⅳ
1 范围……………………………………………………………………………………………………… 1
2 规范性引用文件………………………………………………………………………………………… 1
3 术语和定义……………………………………………………………………………………………… 1
4 缩略语…………………………………………………………………………………………………… 1
5 概述……………………………………………………………………………………………………… 2
5.1 4over6网络结构…………………………………………………………………………………… 2
5.2 4over6网络主要功能……………………………………………………………………………… 2
6 4over6数据平面………………………………………………………………………………………… 2
6.1 4over6数据平面处理流程………………………………………………………………………… 2
6.2 4over6数据平面分组报文封装方法……………………………………………………………… 3
7 4over6控制平面………………………………………………………………………………………… 3
附录A (资料性) 4over6机制典型实例………………………………………………………………… 5
参考文献……………………………………………………………………………………………………… 6

前 言
本文件按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则 第1部分:标准化文件的结构和起草规则》的规定
起草。
GB/T44866《面向单栈IPv6 网络的4over6 技术要求》与GB/T44887《IPv6 演进技术要求》、
GB/T44598《多域IPv6单栈网络总体技术要求》共同构成IPv6演进技术的国家标准体系。
本文件是GB/T44866《面向单栈IPv6网络的4over6技术要求》的第1部分。GB/T44866已经发
布了以下部分:
———第1部分:基于IPv6骨干网的IPv4网络互联;
———第3部分:基于IPv6网络的IPv4地址动态分配。
请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。
本文件由中华人民共和国工业和信息化部提出。
本文件由全国通信标准化技术委员会(SAC/TC485)归口。
本文件起草单位:清华大学、北京中关村实验室、中国信息通信研究院、国家计算机网络应急技术处
理协调中心、中国电信集团有限公司、中国移动通信集团有限公司、中国联合网络通信集团有限公司、华
为技术有限公司、上海诺基亚贝尔股份有限公司。
本文件主要起草人:崔勇、吴建平、董江、张蕾、徐璐、许志勇、赵慧玲、曹蓟光、田辉、赵锋、高巍、
王文磊、解冲锋、孙琼、陆璐、刘鹏、段晓东、王海军、李振斌、范大卫、郭大勇、陈端。

引 言
根据《关于加快推进互联网协议第六版(IPv6)规模部署和应用工作的通知》,为推动IPv6技术融
合、构建IPv6技术体系,推动IPv6规模部署和应用成果标准化,我国制定了一系列IPv6技术标准。其
中,GB/T44866《面向单栈IPv6网络的4over6技术要求》是在我国开展IPv6规模部署的关键时期,为
规范4over6过渡技术要求而制定的标准,由三个部分构成。
———第1部分:基于IPv6骨干网的IPv4网络互联。目的在于规范IPv6骨干网的IPv4网络互联。
———第2部分:基于IPv6接入网的IPv4网络互联。目的在于规范IPv6接入网采用IPv4公有地
址及地址复用的方式实现用户与IPv4网络的双向互联。
———第3部分:基于IPv6网络的IPv4地址动态分配。目的在于规范IPv6网络用户支持IPv4地
址动态分配的机制。

1 范围
本文件规定了在单栈IPv6骨干网上实现IPv4网络互联的4over6机制的技术要求。
本文件适用于IPv4网络向IPv6网络过渡阶段,IPv4接入网用户之间通过单栈IPv6骨干网采用
4over6技术进行互联互通的场景。
2 规范性引用文件
下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中,注日期的引用文
件,仅该日期对应的版本适用于本文件;不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于
本文件。
IETFRFC2473(1998) IPv6规范的通用分组隧道(GenericPacketTunnelinginIPv6Specification)
3 术语和定义
下列术语和定义适用于本文件。
3.1
4over6机制 IPv4overIPv6mechanism
向IPv6网络演进的过渡技术,通过对网络协议的扩展,在IPv6网络上实现IPv4网络的互联互通。
3.2
4over6路由器 IPv4overIPv6router
支持4over6功能的路由器。
4 缩略语
下列缩略语适用于本文件。
AFBR:地址簇边界路由器(AddressFamilyBorderRouter)
AFI:地址簇标识符(AddressFamilyIdentifier)
BGP:边界网关协议(BorderGatewayProtocol)
CE:用户边缘设备(CustomerEdge)
GRE:通用路由封装(GenericRoutingEncapsulation)
ICMP:互联网控制消息协议(InternetControlMessageProtocol)
IPSec:互联网协议安全(InternetProtocolSecurity)
IPv4:互联网协议第4版(InternetProtocolVersion4)
IPv6:互联网协议第6版(InternetProtocolVersion6)
MP-BGP:边界网关协议多协议扩展(MultiprotocolextensiontoBGP)
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MPLS:多协议标签交换(MultiprotocolLabelSwitching)
NLRI:网络层可达性信息(NetworkLayerReachabilityInformation)
PE:运营商边缘设备(ProviderEdge)
PPVPN:运营商配置的虚拟私人网络(ProviderProvisionedVirtualPrivateNetworks)
RR:路由反射器(RouteReflector)
SAFI:后续地址簇标识符(SubsequentAddressFamilyIdentifier)
VIF:虚拟接口(Virtualinterface)
5 概述
5.1 4over6网络结构
在单栈IPv6骨干网络边缘,存在大量IPv4接入网络需要通过单栈IPv6 骨干网来实现互联,
4over6机制传输的网络拓扑如图1所示。PE路由器作为AFBR,同时运行IPv6和IPv4双协议栈。在
骨干网侧,PE路由器使用IPv6协议连接单栈IPv6骨干网;在接入网络侧,PE路由器使用IPv4协议栈
与CE路由器连接,为IPv4接入网络提供互联服务。
图1 4over6机制传输的网络拓扑
5.2 4over6网络主要功能
4over6网络应具备以下功能:
a) 4over6机制具备对网络和端系统的透明性,能自适应地动态选路,并适应于大规模复杂网络
拓扑,而无需手工配置端到端隧道;
b) 控制平面通过隧道端点发现机制来建立4over6隧道,PE路由器与CE之间可以通过域内或
域间IPv4路由协议来交互IPv4路由,也可由CE路由器配置缺省路由到PE路由器;
c) 数据平面实现4over6隧道封装和解封装以及分组报文转发处理。
6 4over6数据平面
6.1 4over6数据平面处理流程
4over6数据平面主要包括下面三个部分:
a) 入口PE路由器将接收到的IPv4分组报文用IPv6头部进行封装;
b) 封装后的分组报文在IPv6骨干网中传输;
c) 出口PE路由器把分组报文解封装为原来的IPv4格式。
单栈IPv6骨干网中的PE路由器实现AFBR的分组封装和解封装的功能。每个4over6PE路由
器维护一个4over6VIF,该VIF需要维护4over6封装表。封装表的每个表项中包含目的IPv4网络的
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地址和掩码,以及需要转发到的出口PE路由器的4over6虚接口IPv6地址。
如图2所示,IPv4分组报文到达4over6入口PE 路由器(图中PE1),PE1在查找IPv4转发表
后,确定应进入本地的4over6虚接口处理;在4over6虚接口处理中,通过查找4over6封装表对该分组
报文进行封装,封装的目的IPv6地址是4over6出口PE 路由器的虚接口IPv6地址,源IPv6地址是
4over6入口PE路由器的虚接口IPv6地址。封装后的IPv6分组报文通过IPv6骨干网发送到出口PE
路由器;出口路由器对分组报文进行解封装后,再通过查找IPv4转发表将原始IPv4分组报文转发到相
应的目的IPv4网络。4over6封装表的维护由4over6控制平面完成。
图2 4over6数据平面处理
6.2 4over6数据平面分组报文封装方法
数据分组报文的封装和解封装采用IPv4-in-IPv6的方法,如图3所示,具体封装、解封装以及分组
报文分片和ICMP分组报文的相应处理应符合IETFRFC2473(1998)中的第3章和第8章。其他封装
方法如GRE隧道方法、IPSec、MPLS隧道以及PPVPN 隧道等,4over6机制后续可通过扩展进行支
持,本文件不对具体扩展技术进行规定。
图3 IPv4-in-IPv6的封装和解封装方法
7 4over6控制平面
4over6控制平面通过扩展MP-BGP协议来实现隧道端点的发现。作为AFBR,PE路由器在IPv6
骨干网上建立BGP邻居关系,并通过MP-BGP扩展来携带不同种类的路由信息。
根据MP-BGP协议的规定,建立BGP邻居关系时,使用OPEN 消息中的两个参数组合标识BGP
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实体的能力:AFI和SAFI。MP-BGP实体通过{AFI,SAFI}组合来传输4over6隧道端点和目的地址。
对于4over6所需传输的目的地址为IPv4网络地址,故AFI使用AFI_IP4=1。基于SAFI的先到先服
务原则,本文件采用SAFI_4over6=67。BGP 实体在MP-BGP 协议的OPEN 消息中使用{AFI,
SAFI}=(AFI_IP4=1,SAFI_4over6=67)来支持4over6的能力。
在BGP建立邻居关系的基础上,BGPUPDATE消息的路径属性包含下一跳的AFI、SAFI、下一跳
地址和网络层可达性信息。在利用MP-BGP的UPDATE消息传输隧道端点和网络可达性信息时,继
续使用AFI和SAFI。此外,路径属性中的下一跳网络地址应是4over6VIF的IPv6地址,NLRI应包
含目的IPv4网络地址和掩码。该Update分组报文如图4所示。
图4 BGP协议的4over6扩展报文格式
当4over6路由器的IPv4路由信息发生变化时,路由管理模块将通知BGP协议,并启动4over6功
能的BGP协议向其他对端路由器发送Update分组报文。对端4over6路由器在接收到Update分组报
文后,将更新本地维护的封装表和IPv4路由表,更新完成后,将相应目的IPv4地址的出接口设置为本
地4over6虚接口。
实现4over6机制的PE路由器应支持配置有路由RR的场景。在配置有RR的情况下,PE路由器
分为RR和非RR两种类型。每个RR连接多个非RR,这些非RR称为该RR的客户端路由器。所有
RR之间建立全连接结构。
在RR结构中,每个RR的IBGPPeer分为两种角色:RR和客户端路由器。客户端路由器将其所
连接的IPv4网络中的IPv4路由变化通过IBGP报文通告给对应的RR。当一个RR收到其他RR通过
IBGP发来的4over6路由时,将其转发给所有的客户端路由器。而当一个RR收到客户端路由器通过
IBGP发来的4over6路由时,则将其转发给所有的IBGPPeer。
这种传播机制确保任何一个远端IPv4网络中的路由变化最多经过三步就能传到整个网络,即远端
出口客户端PE路由器、RR以及网络中任意入口客户端PE路由器。
4over6机制典型实例见附录A。
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附 录 A
(资料性)
4over6机制典型实例
基于上文对4over6数据平面和控制平面的定义,下面以图A.1为例详细说明4over6机制的实际
工作过程。PE2从CE2学习到到达目的IPv4网络B和网络C的路由信息,并更新本地的PE2IPv4路
由表。接着生成PE2封装表,并将其发送给MP-BGP模块。PE2的MP-BGP模块通过BGPUpdate
消息把目的IPv4网络B和网络C的可达性信息以及隧道端点信息(PE2的4over6VIF)发送到PE1。
PE1接收到BGP更新消息后,将网络B和网络C的网络地址以及隧道端点(PE2的4over6VIF)
存储到PE1封装表,并在本地IPv4路由表中增加相关信息,将目的地址为网络B和网络C的转发接口
设置为本地4over6VIF,即PE1VIF。完成这些路由信息的交互后,PE1和PE2分别维护了如图A.1
所示的封装表和路由表。
图A.1 4over6机制示例
当来自源端网络A 的目的地址在网络B内部的IPv4分组报文到达PE1后,PE1在IPv4转发表中
进行路由查找。根据查找结果,确定对应转发接口为本地VIF接口,将该分组报文转发至本地VIF接
口。在VIF接口处理中,PE1查找封装表,找到对应的IPv6地址(即PE2的4over6虚接口的IPv6地
址),并将该地址作为目的IPv6地址,同时将本地4over6虚接口的IPv6地址作为源地址进行封装。然
后,PE1将封装后的分组报文发送到IPv6网络。
PE2收到封装后的分组报文后,进行解封装,并根据原始IPv4分组报文的目的地址在IPv4转发表
查找,最终,PE2将该分组报文转发到目的网络B。
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参 考 文 献
[1] YD/T1656—2007 采用边界网关协议多协议扩展(BGP-MP)的基于IPv6骨干网的IPv4
网络互联(4over6)技术要求
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