1. NAT64前缀

NAT64前缀是长度为32、40、48、56、64或96位的IPv6地址前缀，用于在NAT46/NAT64转换过程中构造IPv4节点在IPv6网络中的地址，实现IPv4网络与IPv6网络之间的通信。IPv4侧发起访问时，设备可利用NAT64前缀将报文的源IPv4地址转换为IPv6地址；IPv6侧发起访问时，设备可根据NAT64前缀从报文的目的IPv6地址中提取出转换后的IPv4地址。

图1-1 不同NAT64前缀长度对应的IPv6地址格式

说明

PL（Prefix Length）表示前缀长度。

以IPv4地址为192.168.1.10，NAT前缀为3001::/64为例，该IPv4地址对应的IPv6地址为3001:0000:0000:0000:00C0:A801:0A00:0000，即3001::C0:A801:A00:0。

2. NAT64

NAT-PT通过IPv6与IPv4的网络地址与协议转换，实现了IPv6网络与IPv4网络的互联互通。但NAT-PT在实际的网络应用中存在较大局限性，如不能转换IPv4报文头的可选项部分、缺少端到端的安全性等。为了解决NAT-PT中的各种缺陷，同时实现IPv6与IPv4之间的网络地址与协议转换技术，IETF设计了新的解决方案：NAT64与DNS64技术。

NAT64分为动态和静态两种方式：

l 动态NAT64

动态NAT64只适用于IPv6网络主动发起连接访问IPv4网络（如IPv6用户访问IPv4服务器）的场景。

图1-2 动态NAT64转换工作过程举例

以IPv6用户访问IPv4服务器为例，动态NAT64转换的业务流程如下：

(1) IPv6用户向DNS64服务器发起AAAA请求（www.examplev4.com），希望获取IPv4服务器域名对应的IPv6地址。

(2) DNS64收到请求报文后，对AAAA请求进行解析。通过解析发现此服务地址为IPv4地址，根据配置的NAT64前缀（64:ff9b::/96），合成NAT64地址（64:ff9b::0101:0101），然后发给IPv6用户，完成地址解析。

(3) IPv6用户收到DNS64的回复报文后，以解析的地址作为目的地址向IPv4服务器发起访问。

(4) NAT64设备收到用户发出的IPv6报文后，根据NAT64前缀提取出IPv6报文中的IPv4地址（1.1.1.1），作为IPv4报文的目的地址；然后根据NAT64策略配置的映射关系，从NAT地址池中取出一个地址（2.1.1.2）作为IPv4报文的源地址，将IPv6报文转换为IPv4报文。

(5) 完成IPv6报文到IPv4报文的转换后，NAT64设备按照正常的转发流程将报文发送给IPv4网络中的服务器；同时，生成会话表，将IPv6地址与IPv4地址的映射关系保存在设备中。

(6) IPv4服务器收到报文后，将回复响应报文。NAT64设备接收到IPv4服务器的响应报文后，根据会话表所记录的映射关系将IPv4报文转换为IPv6报文，发送给IPv6用户。

l 静态NAT64

静态NAT64转换通过静态配置IPv6和IPv4地址之间的映射关系，使IPv6到IPv4、IPv4到IPv6的流量都能够触发创建会话表，所以除IPv6网络主动访问IPv4网络的场景外，静态NAT64转换方式也常被用于实现IPv4网络主动访问IPv6网络场景下的NAT46转换。

图1-3 静态NAT64转换工作过程举例

以IPv4用户访问IPv6服务器为例，静态NAT64转换的业务流程如下：

(1) IPv4用户向DNS服务器发起A请求（www.examplev6.com），获取IPv6服务器域名对应的IPv4地址2.1.1.2（域名与地址关系通常已提前在DNS服务器上设定好）；然后以该地址为目的地址，向IPv6服务器发起访问。

(2) NAT64设备收到用户发出的IPv4报文后，根据地址转换策略中事先设置好的静态映射关系，把报文的目的IPv4地址转换成对应的IPv6地址，以此IPv6地址作为IPv6报文的目的地址；并将源IPv4地址与设置好的NAT64前缀合成IPv6报文中的源地址（3003:0000:0000:0000:0001:0101:0100:0000），完成IPv4报文到IPv6报文的转换。

(3) 完成IPv4报文到IPv6报文的转换后，NAT64设备按照正常的转发流程将报文发送给IPv6网络中的服务器；同时，生成会话表，将IPv4地址与IPv6地址的映射关系保存在设备中。

(4) IPv6服务器收到报文后，将回复响应报文。NAT64设备接收到IPv6服务器的响应报文后，根据会话表所记录的映射关系将IPv6报文转换为IPv4报文，然后发送给IPv4用户。