1 向IPv6過(guò)渡的網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)狀

 

 

 

      向下一代互聯(lián)網(wǎng)的過(guò)渡涉及方方面面，其中網(wǎng)絡(luò)的情況最為復(fù)雜，也需要最長(zhǎng)的準(zhǔn)備時(shí)間和最平滑的演進(jìn)策略。因而網(wǎng)絡(luò)先行是向IPv6過(guò)渡的基本共識(shí)。那么究竟現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)支持IPv6的情況怎么樣？下面就來(lái)做一個(gè)大致的分析：

 

 

1.1  標(biāo)準(zhǔn)

 

      經(jīng)過(guò)了這么多年的工作，IPv6協(xié)議的核心技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)成熟，但是其中IPv4與IPv6翻譯、IPv6組播、物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)等尚未完成，但不會(huì)影響發(fā)展和過(guò)渡，可以隨著商用化進(jìn)程逐步完善。

 

1.2 產(chǎn)業(yè)鏈

 

      產(chǎn)業(yè)鏈的情況比較復(fù)雜，需要分門別類講述。初步調(diào)研結(jié)果，不盡人意。首先，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備最主要是路由器問(wèn)題較突出，骨干網(wǎng)情況好些，除個(gè)別廠家或個(gè)別板卡外，多數(shù)硬件沒(méi)有問(wèn)題，但是很多路由器軟件需要升級(jí)。城域網(wǎng)情況比較復(fù)雜，多數(shù)BRAS硬件問(wèn)題不大，但是大部分軟件不支持IPv6功能，特別是PPPoE撥號(hào)功能。少數(shù)SR硬件要升級(jí)，約50%需要軟件升級(jí)。CR硬件沒(méi)問(wèn)題，約50%需要軟件升級(jí)。移動(dòng)分組域的PDSN硬件沒(méi)有問(wèn)題，但是不少設(shè)備需要軟件升級(jí)。就接入網(wǎng)而言，盡管傳輸和交換系統(tǒng)基本都不支持IPv6的組播、流標(biāo)識(shí)、基于三層的ACL功能等，但不影響初期IPv6業(yè)務(wù)的開(kāi)展，可以將傳輸和交換系統(tǒng)作為純2層處理，將3層功能放在BRAS和網(wǎng)關(guān)處理；就網(wǎng)關(guān)而言，基本不支持IPv6，特別是路由型網(wǎng)關(guān)，其認(rèn)證和地址分配需IPv6地址前綴、流標(biāo)識(shí)、基于三層的ACL等，需要升級(jí)換代。
      其次，讓我們來(lái)看看核心網(wǎng)設(shè)備。目前，無(wú)論是現(xiàn)有核心層的軟交換，還是正在試驗(yàn)應(yīng)用的IMS，都不支持IPv6協(xié)議，相關(guān)的核心網(wǎng)元也都不支持IPv6協(xié)議，但是并不急迫，暫時(shí)可以繼續(xù)采用私有IPv4地址。此外，移動(dòng)分組域的PDSN硬件沒(méi)有問(wèn)題，但是不少設(shè)備需要軟件升級(jí)才行。
      再有，固網(wǎng)3A系統(tǒng)和DNS系統(tǒng)以及網(wǎng)管和IT系統(tǒng)硬件基本沒(méi)有問(wèn)題，但是不少設(shè)備需要軟件升級(jí)，特別是網(wǎng)管和IT系統(tǒng)是內(nèi)部自己使用，不影響業(yè)務(wù)提供，因此向IPv6的過(guò)渡需求并不急迫，可以適度滯后。

      還有，終端可能是過(guò)渡的很大瓶頸。對(duì)于固定終端而言，由于成本敏感，數(shù)量又大，硬件配置較低，因而基本都不支持IPv6，需要升級(jí)換代，但實(shí)施起來(lái)并不難，問(wèn)題主要出在投資和規(guī)模量產(chǎn)方面。對(duì)于移動(dòng)終端而言，差距較大。對(duì)于CDMA制式的終端，有兩種模式來(lái)支持IPv6，最簡(jiǎn)單的方法是可以暫時(shí)采用中繼模式，實(shí)現(xiàn)IPv6的透?jìng)?，此時(shí)不支持DoA版本下的QoS，是一大缺陷。長(zhǎng)遠(yuǎn)看，需要支持網(wǎng)絡(luò)模式，實(shí)現(xiàn)IP層中繼?，F(xiàn)在，采用高通6801系列后的芯片都能支持，6055芯片的數(shù)據(jù)卡代碼升級(jí)后也可以。
      最后，最基礎(chǔ)的軟硬件條件，就協(xié)議棧和應(yīng)用軟件而言，主流的通用協(xié)議棧都可以支持IPv6協(xié)議，而多數(shù)應(yīng)用軟件往往還不支持IPv6，需要升級(jí)或開(kāi)發(fā)。就集成電路而言，主流NP和ASIC都已經(jīng)能支持IPv6協(xié)議，沒(méi)有什么問(wèn)題。
      總體而言，由于向IPv6的過(guò)渡涉及的面太廣，任何一個(gè)部分的問(wèn)題都會(huì)影響到總體過(guò)渡進(jìn)程，需要十分細(xì)致周到的安排。據(jù)著名通信網(wǎng)站Light Reading的最新報(bào)導(dǎo)，通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)備以外的領(lǐng)域在向IPv6的過(guò)渡準(zhǔn)備方面做得很差，至少超過(guò)50%的IT設(shè)備廠家還沒(méi)有做好準(zhǔn)備。實(shí)際上影響面還要大，因?yàn)橄騃Pv6的過(guò)渡涉及到一切連接到網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備，而不僅僅是通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，例如打印機(jī)和傳真機(jī)之類的輔助設(shè)備也要求支持IPv6。這方面要走的路還很長(zhǎng)。

 

2 向IPv6過(guò)渡的基本策略

 

      向IPv6的過(guò)渡是龐大的系統(tǒng)工程，在時(shí)間跨度上、技術(shù)復(fù)雜性上以及資金投入上都不能掉以輕心，需要全面慎重謀劃，實(shí)施盡可能平滑的過(guò)渡?；静呗允鞘褂脩艉突ヂ?lián)網(wǎng)SP/CP能夠以合理的成本，使用IPv6 協(xié)議和規(guī)則接入IPv6互聯(lián)網(wǎng)，在更大的網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)上進(jìn)行安全、可靠、可管可控的通信，同時(shí)還始終與現(xiàn)有IPv4網(wǎng)實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通，能夠使用現(xiàn)有的IPv4業(yè)務(wù)和應(yīng)用。為此，向IPv6過(guò)渡的基本策略考慮是：

      ◆以盡可能小的成本，最大限度地保護(hù)既有網(wǎng)絡(luò)和業(yè)務(wù)的投資；
      ◆不明顯增加運(yùn)營(yíng)商的運(yùn)營(yíng)負(fù)擔(dān)；
      ◆不降低用戶對(duì)于網(wǎng)絡(luò)和業(yè)務(wù)的體驗(yàn)；
      ◆對(duì)于現(xiàn)有業(yè)務(wù)和應(yīng)用的影響盡量小，又可以逐步引入IPv6新業(yè)務(wù)。

3 向IPv6過(guò)渡的基本網(wǎng)絡(luò)技術(shù)手段

      向IPv6過(guò)渡的網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)策略不僅與企業(yè)的網(wǎng)絡(luò)和業(yè)務(wù)的歷史現(xiàn)狀、發(fā)展戰(zhàn)略和市場(chǎng)策略密切相關(guān)，而且網(wǎng)絡(luò)的不同部分會(huì)有不同的演進(jìn)策略，需進(jìn)行深入仔細(xì)的研究和摸索。
      雙棧方式、隧道方式和IPv4/IPv6協(xié)議轉(zhuǎn)換方式是目前向IPv6網(wǎng)絡(luò)過(guò)渡的三大基本技術(shù)實(shí)現(xiàn)手段。所謂雙棧方式，就是將路由器升級(jí)或更新為IPv4/IPv6雙棧路由器，從而可以同時(shí)支持IPv4/IPv6兩張網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)向IPv6的平滑過(guò)渡，其優(yōu)點(diǎn)是IPv4和IPv6間的互通性好，無(wú)需專門IPv6路由器和鏈路，現(xiàn)有設(shè)備按自然淘汰速度逐步更新為雙棧即可。其缺點(diǎn)是每個(gè)IPv6節(jié)點(diǎn)都需要一個(gè)內(nèi)嵌IPv4地址的IPv6地址，并不解決IPv4地址短缺問(wèn)題；其次IPv6和原有IPv4流量會(huì)爭(zhēng)搶帶寬和路由器資源，影響IPv4網(wǎng)絡(luò)性能；再有網(wǎng)絡(luò)升級(jí)和維護(hù)費(fèi)用較大。其主要適用于IPv4地址尚有一定余量的運(yùn)營(yíng)商，特別是骨干網(wǎng)和城域網(wǎng)，其次是接入網(wǎng)。
      第二種方案是隧道方式：即將IPv6包封裝到IPv4包，并通過(guò)IPv4網(wǎng)絡(luò)傳到對(duì)端實(shí)現(xiàn)IPv6通信的方式。其優(yōu)點(diǎn)主要是透明性、簡(jiǎn)單、投資省、只需出入口作配置即可?；贛PLS網(wǎng)絡(luò)的6PE方式可以被看作特例。其缺點(diǎn)是不能解決IPv4地址耗盡問(wèn)題，當(dāng)隧道數(shù)大時(shí)，有N平方擴(kuò)展性問(wèn)題，而且IPv6和IPv4流量間會(huì)爭(zhēng)搶帶寬和路由器資源，還有一個(gè)問(wèn)題是不能解決IPv4與IPv6節(jié)點(diǎn)的互通問(wèn)題。這種方案適于初期流量較小、隧道不太長(zhǎng)、同協(xié)議孤島間互聯(lián)的應(yīng)用場(chǎng)合。

      第三種方式是在IPv4網(wǎng)絡(luò)與IPv6網(wǎng)絡(luò)之間進(jìn)行協(xié)議轉(zhuǎn)換方式來(lái)實(shí)現(xiàn)兩張網(wǎng)之間的互聯(lián)互通。其優(yōu)點(diǎn)是可以實(shí)現(xiàn)IPv4節(jié)點(diǎn)與IPv6節(jié)點(diǎn)間的互通，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)有IPv4資源的共享，緩解IPv4地址短缺的壓力等。其缺點(diǎn)是破壞了網(wǎng)絡(luò)端到端的透明性，限制了端到端的通信，不支持應(yīng)用層協(xié)議中含IP地址、端口等信息的應(yīng)用程序，以及需要在應(yīng)用層進(jìn)行認(rèn)證、加密的應(yīng)用程序。為了支持各種應(yīng)用層進(jìn)行協(xié)議轉(zhuǎn)換，需要開(kāi)發(fā)和部署大量設(shè)備，增加了網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的復(fù)雜性，影響了網(wǎng)絡(luò)的擴(kuò)展性，同時(shí)增加了網(wǎng)絡(luò)的成本，破壞了互聯(lián)網(wǎng)的開(kāi)放性和上層服務(wù)的獨(dú)立性。
      考慮到中國(guó)電信復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)和業(yè)務(wù)現(xiàn)狀，需要根據(jù)實(shí)際情況，綜合運(yùn)用上述三種過(guò)渡方式?？傮w過(guò)渡策略是：IP網(wǎng)絡(luò)的核心層和匯聚層采用雙棧方式進(jìn)行過(guò)渡，但是在初期IPv6流量不大的情況下，可以在CN2上采用6PE過(guò)渡；接入層首選雙棧方式，以短距離隧道方式作為補(bǔ)充；IPv4/IPv6協(xié)議轉(zhuǎn)換方式僅限于局部應(yīng)用，不適合大規(guī)模普遍部署，其部署位置應(yīng)盡量靠近核心。
      可見(jiàn)，雙棧方式是過(guò)渡的主要方式，盡管不能解決IPv4地址的耗盡，但是卻能為運(yùn)營(yíng)商龐大的網(wǎng)絡(luò)提供向IPv6過(guò)渡的平滑手段。需要注意的是，目前不少路由器設(shè)備開(kāi)啟雙棧功能后，其轉(zhuǎn)發(fā)性能和控制面收斂性能將明顯劣化，因此必須優(yōu)化軟件，實(shí)施軟件升級(jí)，才能保障性能不受明顯影響，有些甚至需要更換硬件才能解決問(wèn)題。