当今社会，网络发展迅速，在为人类带来诸多的便利时，也带来了许多网络问题，而随着社会的发展，ipv4地址的枯竭（ipv4只有约42.9亿个地址），需要连接互联网的设备已经远远超过这个数字。
由于IPV4地址的枯竭和IPV6的先进性，IPv4过渡为ipv6势在必行。因为ipv6与ipv4的不兼容性，所以需要对原有ipv4的设备进行替换。但是如果贸然将ipv4设备进行大量替换所需要的成本也会非常巨大，且原有的网络运行的业务也会中断，显然这样并不可行。所以，ipv4向ipv6过渡是一个渐进的过程。在过渡初期，IPv4网络已经大量部署，而ipv6网络只是散落在各地的“孤岛”，IPv6 over ipv4 隧道就是通过隧道技术，使ipv6报文在ipv4网络中传输，实现ipv6网络之间的孤岛互连。
目前IPv6仍处于发展阶段，虽然运营商、互联网公司及高校都在逐步建设，但是互联网基础设施和应用大部分还在使用IPv4。由于IPv4和IPv6本身的不兼容性，为了适应这种情况，把各自的网络孤岛进行连接，出现了几种过渡解决方法，分别是：双栈技术、隧道技术、转换技术。
1、双栈技术：在网络节点中同时启用IPv4和IPv6两种协议，使得网络可以同时支持两种协议(IPv4/IPv6双栈部署技术)，双栈技术相对比较好理解，节点主要根据应用的通讯的地址，选择相应的网络进行传输即可。而关于IPv6隧道技术，本质上是数据包的二次封装，借助IPv4网络，来实现IPv6节点的互联。
双栈技术是IPv4向IPv6过渡的一种有效的技术。
网络中的设备同时支持IPv4和IPv6协议栈，源节点根据目的节点的不同选用不同的协议栈，而网络设备根据报文的协议类型选择不同的协议栈进行处理和转发。双栈可以在一个单一的设备上实现，也可以是一个双栈骨干网。对于双栈骨干网，其中的所有设备必须同时支持IPv4/IPv6协议栈，连接双栈网络的接口必须同时配置IPv4地址和IPv6地址。所谓的双栈就是主机或者网络设备同时支持IPv4及IPv6双协议栈，如果节点支持双栈，那么它能够同时使用V4和V6的协议栈、同时处理IPv4及IPv6的数据。在双栈设备上，上层应用会优先选择IPv6协议栈，而不是IPv4。
比如，一个同时支持v4和v6的应用请求通过DNS请求地址，会先请求AAAA记录（用来将域名解析到ipv6地址的DNS记录），如果没有，则再请求A（用来将域名解析到ipv4地址的DNS记录）记录。双栈是V4、V6并存及IPv6过渡技术的基础。就拿上图来说，路由器就是一个双栈设备，默认情况下路由器本身就已经支持IPv4，接口上也配置了IPv4的地址，已经能够正常转发IPv4的报文，此刻在激活路由器的IPv6数据转发能力，再为接口分配IPv6的单播地址，那么这个接口又有了IPv6数据转发能力。当然，此时对于路由器而言，IPv4及IPv6协议栈互不干扰，独立工作。
ISP所有的新业务全部部署在ipv6骨干网中，老业务在ipv4骨干网中，ipv6骨干网的数据无法在ipv4骨干网上传递，反之也是一样。
（1）多种链路协议支持双协议栈多种链路协议（如以太网）支持双协议栈。图中的链路层是以太网，在以太网帧上，如果协议ID字段的值为0x0800，表示网络层收到的是IPv4报文，如果为0x86DD，表示网络层是IPv6报文。
（2）多种应用支持双协议栈多种应用（如DNS/FTP/Telnet等）支持双协议栈。上层应用（如DNS）可以选用TCP或UDP作为传输层的协议，但优先选择IPv6协议栈，而不是IPv4协议栈作为网络层协议。
协议栈及双协议栈结构实例如下：
双栈实验
2、 隧道技术：采用数据包封装技术，将IPv6数据封装到IPv4数据包中，利用IPv4的网络中进行通信(6-to-4隧道技术)，隧道技术有多种实现， 手动隧道分为ipv6 over ipv4和ipv6 over ipv4 GRE隧道两种，自动隧道分为6to4、ISATAP、ipv4兼容ipv6自动隧道三种。
IPv4 over IPv4隧道是手动隧道的一种，隧道底层源地址和目的地址需要手动指定；用于边界路由器和边界路由器或者主机与边界路由器之间。
IPv6 over IPv4 手动隧道手动隧道直接把IPv6报文封装到IPv4报文中去，IPv6报文作为IPv4报文的净载荷。手动隧道的源地址和目的地址也是手工指定的，它提供了一个点到点的连接。手动隧道可以建立在两个边界路由器之间为被IPv4网络分离的IPv6网络提供稳定的连接，或建立在终端系统与边界路由器之间为终端系统访问IPv6网络提供连接。隧道的边界设备必须支持IPv6/IPv4双协议栈。其它设备只需实现单协议栈即可。因为手动隧道要求在设备上手工配置隧道的源地址和目的地址，如果一个边界设备要与多个设备建立手动隧道，就需要在设备上配置多个隧道，配置比较麻烦。所以手动隧道通常用于两个边界路由器之间，为两个IPv6网络提供连接。
（1）过渡初期使用，用于IPv6网络穿越IPv4网络
（2）通过隧道技术，使用IPv6报文在IPv4网络中传输
（3）手动隧道包括IPv6 over IPv4手动隧道和IPv6 over IPv4 GRE隧道
（4）自动隧道包括IPv4兼容IPv6隧道，6to4隧道和ISATAP隧道
2.1.1 IPV6 over IPv4 GRE 隧道
IPv6 over IPv4 GRE隧道使用标准的GRE隧道技术提供了点到点连接服务，需要手工指定隧道的端点地址。GRE隧道本身并不限制被封装的协议和传输协议，一个GRE隧道中被封装的协议可以是协议中允许的任意协议（可以是IPv4、IPv6、OSI、MPLS等）。
RFC 3068中为中继路由器定义了一个任意播前缀，这样6to4站点路由器就能找到离自己最近的中继。另外，IANA为中继分配了一个任意播前缀192.88.99.0/24，转换为IPv6前缀就是： 2002:c058:6301::/48，6to4边界路由器配置一个默认路由到这个地址就可以。
注：单独的双栈主机也可以与其他6to4路由器建立隧道。
2.2.2 6to4中继 ：为了帮助那些6to4站点与非6to4的IPv6网络进行通信，6to4隧道技术定义了6to4中继路由器，这些中继路由器一方面能和6to4路由器建立隧道，同时也接入了IPv6骨干网，通过这些中继路由器，6to4站点就能访问IPv6互联网了。如下图：
站内自动隧道寻址协议(ISATAP: IntraSite Automatic Tunnel Addressing Protocol) 采用了双栈和隧道技术，能实现主机与主机、主机与路由器之间的通信。ISATAP隧道不仅能实现隧道功能，还可以通过IPv4网络承载IPv6网络的ND协议，从而使跨IPv4网络的设备仍然可以进行IPv6设备的自动配置。
在内部网络中，一个简单的ISATAP隧道示例如下：
双栈主机自动使用特殊的地址格式配置本地链路地址， FE80::0:5efe:a.b.c.d ，其中后64比特中5efe为固定，a.b.c.d为接口的IPv4地址。
当两个主机通信时，自动抽取出IPv4地址建立隧道，只要彼此间IPv4网络保持通畅即可实现。
一般情况下，使用私有IPv4地址的主机只能在本地网络中与其他双栈主机建隧道，如果想访问其他外部的IPv6网络，则需要借助ISATAP路由器，通过ISATAP路由器，获取公网IPv6前缀，实现外部路由。
ISATAP路由器通过发送RA，为内网的双栈主机分配IPv6前缀，内网的双栈主机根据RA，自动配置IPv6地址，并将ISATAP路由器作为默认网关借助ISATAP路由器，与外部的IPv6节点建立隧道，转发数据。
3、转换技术：采用类似NAT的方式进行的转换 (NAT-64地址转换技术)
