韋樂平 中國電信集團公司
【摘 要】文章從現有網絡現狀出發(fā),提出了向IPv6過渡的基本策略,然后重點分析了向IPv6過渡的網絡演進策略,最后文章提出了有關互聯網發(fā)展的若干戰(zhàn)略性思考。
【關鍵詞】下一代互聯網 IPv6 IPv4
1 向IPv6過渡的網絡現狀
向下一代互聯網的過渡涉及方方面面,其中網絡的情況最為復雜,也需要最長的準備時間和最平滑的演進策略。因而網絡先行是向IPv6過渡的基本共識。那么究竟現有網絡支持IPv6的情況怎么樣?下面就來做一個大致的分析:
1.1 標準
經過了這么多年的工作,IPv6協(xié)議的核心技術標準已經成熟,但是其中IPv4與IPv6翻譯、IPv6組播、物聯網標準等尚未完成,但不會影響發(fā)展和過渡,可以隨著商用化進程逐步完善。
1.2 產業(yè)鏈
產業(yè)鏈的情況比較復雜,需要分門別類講述。初步調研結果,不盡人意。首先,網絡設備最主要是路由器問題較突出,骨干網情況好些,除個別廠家或個別板卡外,多數硬件沒有問題,但是很多路由器軟件需要升級。城域網情況比較復雜,多數BRAS硬件問題不大,但是大部分軟件不支持IPv6功能,特別是PPPoE撥號功能。少數SR硬件要升級,約50%需要軟件升級。CR硬件沒問題,約50%需要軟件升級。移動分組域的PDSN硬件沒有問題,但是不少設備需要軟件升級。就接入網而言,盡管傳輸和交換系統(tǒng)基本都不支持IPv6的組播、流標識、基于三層的ACL功能等,但不影響初期IPv6業(yè)務的開展,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和網關處理;就網關而言,基本不支持IPv6,特別是路由型網關,其認證和地址分配需IPv6地址前綴、流標識、基于三層的ACL等,需要升級換代。
其次,讓我們來看看核心網設備。目前,無論是現有核心層的軟交換,還是正在試驗應用的IMS,都不支持IPv6協(xié)議,相關的核心網元也都不支持IPv6協(xié)議,但是并不急迫,暫時可以繼續(xù)采用私有IPv4地址。此外,移動分組域的PDSN硬件沒有問題,但是不少設備需要軟件升級才行。
再有,固網3A系統(tǒng)和DNS系統(tǒng)以及網管和IT系統(tǒng)硬件基本沒有問題,但是不少設備需要軟件升級,特別是網管和IT系統(tǒng)是內部自己使用,不影響業(yè)務提供,因此向IPv6的過渡需求并不急迫,可以適度滯后。
還有,終端可能是過渡的很大瓶頸。對于固定終端而言,由于成本敏感,數量又大,硬件配置較低,因而基本都不支持IPv6,需要升級換代,但實施起來并不難,問題主要出在投資和規(guī)模量產方面。對于移動終端而言,差距較大。對于CDMA制式的終端,有兩種模式來支持IPv6,最簡單的方法是可以暫時采用中繼模式,實現IPv6的透傳,此時不支持DoA版本下的QoS,是一大缺陷。長遠看,需要支持網絡模式,實現IP層中繼,F在,采用高通6801系列后的芯片都能支持,6055芯片的數據卡代碼升級后也可以。
最后,最基礎的軟硬件條件,就協(xié)議棧和應用軟件而言,主流的通用協(xié)議棧都可以支持IPv6協(xié)議,而多數應用軟件往往還不支持IPv6,需要升級或開發(fā)。就集成電路而言,主流NP和ASIC都已經能支持IPv6協(xié)議,沒有什么問題。
總體而言,由于向IPv6的過渡涉及的面太廣,任何一個部分的問題都會影響到總體過渡進程,需要十分細致周到的安排。據著名通信網站Light Reading的最新報導,通信網絡設備以外的領域在向IPv6的過渡準備方面做得很差,至少超過50%的IT設備廠家還沒有做好準備。實際上影響面還要大,因為向IPv6的過渡涉及到一切連接到網絡的設備,而不僅僅是通信網絡設備,例如打印機和傳真機之類的輔助設備也要求支持IPv6。這方面要走的路還很長。
2 向IPv6過渡的基本策略
向IPv6的過渡是龐大的系統(tǒng)工程,在時間跨度上、技術復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,實施盡可能平滑的過渡。基本策略是使用戶和互聯網SP/CP能夠以合理的成本,使用IPv6 協(xié)議和規(guī)則接入IPv6互聯網,在更大的網絡平臺上進行安全、可靠、可管可控的通信,同時還始終與現有IPv4網實現互聯互通,能夠使用現有的IPv4業(yè)務和應用。為此,向IPv6過渡的基本策略考慮是:
◆以盡可能小的成本,最大限度地保護既有網絡和業(yè)務的投資;
◆不明顯增加運營商的運營負擔;
◆不降低用戶對于網絡和業(yè)務的體驗;
◆對于現有業(yè)務和應用的影響盡量小,又可以逐步引入IPv6新業(yè)務。
3 向IPv6過渡的基本網絡技術手段
向IPv6過渡的網絡演進策略不僅與企業(yè)的網絡和業(yè)務的歷史現狀、發(fā)展戰(zhàn)略和市場策略密切相關,而且網絡的不同部分會有不同的演進策略,需要進行深入仔細的研究和摸索。
雙棧方式、隧道方式和IPv4/IPv6協(xié)議轉換方式是目前向IPv6網絡過渡的三大基本技術實現手段。所謂雙棧方式,就是將路由器升級或更新為IPv4/IPv6雙棧路由器,從而可以同時支持IPv4/IPv6兩張網絡,實現向IPv6的平滑過渡,其優(yōu)點是IPv4和IPv6間的互通性好,無需專門IPv6路由器和鏈路,現有設備按自然淘汰速度逐步更新為雙棧即可。其缺點是每個IPv6節(jié)點都需要一個內嵌IPv4地址的IPv6地址,并不解決IPv4地址短缺問題;其次IPv6和原有IPv4流量會爭搶帶寬和路由器資源,影響IPv4網絡性能;再有網絡升級和維護費用較大。其主要適用于IPv4地址尚有一定余量的運營商,特別是骨干網和城域網,其次是接入網。
第二種方案是隧道方式:即將IPv6包封裝到IPv4包,并通過IPv4網絡傳到對端實現IPv6通信的方式。其優(yōu)點主要是透明性、簡單、投資省、只需出入口作配置即可;贛PLS網絡的6PE方式可以被看作特例。其缺點是不能解決IPv4地址耗盡問題,當隧道數大時,有N平方擴展性問題,而且IPv6和IPv4流量間會爭搶帶寬和路由器資源,還有一個問題是不能解決IPv4與IPv6節(jié)點的互通問題。這種方案適于初期流量較小、隧道不太長、同協(xié)議孤島間互聯的應用場合。
第三種方式是在IPv4網絡與IPv6網絡之間進行協(xié)議轉換方式來實現兩張網之間的互聯互通。其優(yōu)點是可以實現IPv4節(jié)點與IPv6節(jié)點間的互通,實現現有IPv4資源的共享,緩解IPv4地址短缺的壓力等。其缺點是破壞了網絡端到端的透明性,限制了端到端的通信,不支持應用層協(xié)議中含IP地址、端口等信息的應用程序,以及需要在應用層進行認證、加密的應用程序。為了支持各種應用層進行協(xié)議轉換,需要開發(fā)和部署大量設備,增加了網絡架構的復雜性,影響了網絡的擴展性,同時增加了網絡的成本,破壞了互聯網的開放性和上層服務的獨立性。
考慮到中國電信復雜的網絡和業(yè)務現狀,需要根據實際情況,綜合運用上述三種過渡方式?傮w過渡策略是:IP網絡的核心層和匯聚層采用雙棧方式進行過渡,但是在初期IPv6流量不大的情況下,可以在CN2上采用6PE過渡;接入層首選雙棧方式,以短距離隧道方式作為補充;IPv4/IPv6協(xié)議轉換方式僅限于局部應用,不適合大規(guī)模普遍部署,其部署位置應盡量靠近核心。
可見,雙棧方式是過渡的主要方式,盡管不能解決IPv4地址的耗盡,但是卻能為運營商龐大的網絡提供向IPv6過渡的平滑手段。需要注意的是,目前不少路由器設備開啟雙棧功能后,其轉發(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,實施軟件升級,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題。
4 向IPv6過渡的網絡演進策略
下面就網絡幾個主要部分的過渡策略進行討論。
4.1 骨干網的過渡策略
初期IPv6流量不大時,可以首先在CN2網絡的邊緣開啟6PE。
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