IPv4/v6混合組網(wǎng)應(yīng)需而定 多種過(guò)渡技術(shù)實(shí)現(xiàn)演進(jìn)

  雖然IPv6技術(shù)優(yōu)勢(shì)明顯,但目前IPv6應(yīng)用面臨的一個(gè)重要問(wèn)題是如何部署IPv6網(wǎng)絡(luò),F(xiàn)有Internet網(wǎng)絡(luò)是IPv4主導(dǎo)的,一次性將所有網(wǎng)絡(luò)設(shè)備升級(jí)到IPv6顯然不大可能,因此IPv6部署的必然選擇是IPv4與IPv6的混合組網(wǎng)。為此,IETF的NGTRANS工作組提出了多種網(wǎng)絡(luò)過(guò)渡工具來(lái)實(shí)現(xiàn)IPv4和IPv6的混合組網(wǎng)。

  目前,IPv6提供了多種過(guò)渡技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)從IPv6到IPv6的演進(jìn)過(guò)程。這些過(guò)渡技術(shù)主要圍繞著兩類(lèi)問(wèn)題的解決:

  *IPv6孤島互通技術(shù):實(shí)現(xiàn)穿越

  IPv4網(wǎng)絡(luò)的IPv6網(wǎng)絡(luò)之間的互通。

  *IPv6和IPv4互通技術(shù):實(shí)現(xiàn)兩個(gè)不同網(wǎng)絡(luò)之間資源的互相訪問(wèn)。

  圍繞上述問(wèn)題,業(yè)界研究了十多種過(guò)渡技術(shù),相對(duì)成熟的過(guò)渡技術(shù)有四大類(lèi):雙棧技術(shù)、隧道技術(shù)、MPLS穿越技術(shù)以及地址翻譯技術(shù)。其中地址翻譯技術(shù)可以部分實(shí)現(xiàn)第二階段的功能,其它三類(lèi)技術(shù)主要用來(lái)實(shí)現(xiàn)第一階段IPv6網(wǎng)絡(luò)的部署。

  采用隧道技術(shù)無(wú)需大量IPv6專(zhuān)用路由器設(shè)備和鏈路,可以有效地控制投資。但在IPv4網(wǎng)絡(luò)上配置IPv6隧道是一個(gè)比較麻煩的過(guò)程,尤其是隧道數(shù)目會(huì)隨著IPv6孤島的建設(shè)而指數(shù)倍增加。因此,采用隧道方案特別是手工隧道時(shí),管理維護(hù)的難度可能大大增加。此外,使用隧道技術(shù)時(shí),IPv6的流量和原有的IPv4流量之間存在著對(duì)帶寬和路由器資源(CPU、緩沖和路由表)的搶占現(xiàn)象。

  在IPv6網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的初期,其網(wǎng)絡(luò)規(guī)模和業(yè)務(wù)量都較小,可以使用隧道技術(shù)實(shí)現(xiàn)IPv6孤島的互聯(lián)。我國(guó)IPv6實(shí)驗(yàn)網(wǎng)的建設(shè)中,也根據(jù)實(shí)際情況廣泛地采用了隧道方式。

  使用雙棧技術(shù)也無(wú)需購(gòu)置專(zhuān)門(mén)的IPv6路由器,可以節(jié)省硬件的投資;此外,IPv6核心網(wǎng)絡(luò)之間可以采用專(zhuān)用的鏈路,可克服隧道方式的部分缺點(diǎn)。但雙棧網(wǎng)絡(luò)的IPv6流量和原有的IPv4流量之間也存在著爭(zhēng)搶帶寬和路由器資源,從而影響到IPv4網(wǎng)絡(luò)的性能。另外,將IPv4設(shè)備升級(jí)到雙棧設(shè)備的升級(jí)和維護(hù)費(fèi)用大,并不符合從網(wǎng)絡(luò)邊緣演進(jìn)的策略。

  在IPv6網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的初期,由于IPv4地址相對(duì)充足,雙棧方案的實(shí)施具有可行性。但必須看到,當(dāng)IPv6網(wǎng)絡(luò)發(fā)展到一定階段,為每個(gè)節(jié)點(diǎn)分配兩個(gè)全局地址的方案將很難實(shí)現(xiàn)。

  目前,使用MPLS的骨干網(wǎng)越來(lái)越多,而MPLS技術(shù)的多協(xié)議支持能力,為IPv6的穿越帶來(lái)了得天獨(dú)厚的條件。在MPLS網(wǎng)絡(luò)中,轉(zhuǎn)發(fā)是根據(jù)標(biāo)記進(jìn)行的,這就不需要數(shù)據(jù)層面支持IPv6的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā),即無(wú)須核心網(wǎng)絡(luò)軟硬件的升級(jí),只需要邊緣路由器具有配置IPv6的能力即可,完全符合從網(wǎng)絡(luò)邊緣演進(jìn)的策略。此外,MPLS設(shè)計(jì)初衷可以較好地支持約束路由流量工程,因而把IPv4和IPv6的數(shù)據(jù)流當(dāng)作不同的流,從而在核心網(wǎng)絡(luò)減小IPv4/IPv6爭(zhēng)搶資源的難題。

  當(dāng)IPv6核心網(wǎng)絡(luò)達(dá)到一定的規(guī)模,且數(shù)據(jù)量較大時(shí),建議采用MPLS穿越方案。

  地址翻譯技術(shù)的使用應(yīng)考慮翻譯點(diǎn)的選擇以及翻譯策略對(duì)組網(wǎng)結(jié)構(gòu)的影響。對(duì)于前者,由于骨干網(wǎng)絡(luò)的處理邏輯要求盡量簡(jiǎn)化,從而提高處理效率,因此翻譯點(diǎn)不應(yīng)選在骨干網(wǎng)絡(luò)中,而應(yīng)在網(wǎng)絡(luò)的匯聚層面或主機(jī)終端處實(shí)施。對(duì)于后者,由于翻譯處理時(shí)需要保留一些狀態(tài)信息或相關(guān)的處理參數(shù),因此要求從某個(gè)翻譯點(diǎn)出去的數(shù)據(jù)還要從這個(gè)點(diǎn)返回,否則將不能完成翻譯功能。目前關(guān)于多個(gè)翻譯點(diǎn)之間如何組織、如何協(xié)同工作的研究還比較少,是一個(gè)值得關(guān)注的研究方向。

  另外,采用翻譯技術(shù)破壞了IPv4主機(jī)與IPv6主機(jī)之間端到端的通信,使得一些業(yè)務(wù)的正常運(yùn)行受到影響。針對(duì)這些問(wèn)題也提出了一些解決思路,但是這些思路的對(duì)應(yīng)方法實(shí)現(xiàn)復(fù)雜,且擴(kuò)展性較差。

  不同的網(wǎng)絡(luò)過(guò)渡方案各有優(yōu)劣,應(yīng)用環(huán)境也不同,網(wǎng)絡(luò)過(guò)渡的過(guò)程將是多種方案的綜合,運(yùn)營(yíng)商應(yīng)根據(jù)自己的實(shí)際情況選擇不同的過(guò)渡方案。

  從網(wǎng)絡(luò)性能的角度來(lái)看,建設(shè)網(wǎng)絡(luò)的成本越大,網(wǎng)絡(luò)的性能也越好;谒淼婪绞降某杀竞艿,但其性能最差,雙棧網(wǎng)絡(luò)次之,采用MPLS IPv6網(wǎng)絡(luò)相對(duì)較好,而未來(lái)純IPv6網(wǎng)絡(luò)應(yīng)該是最好的。翻譯技術(shù)的應(yīng)用是不得已而為之的下策,能不用最好不用,因?yàn)槠鋵?duì)性能有較大影響,也制約了網(wǎng)絡(luò)的擴(kuò)展性。

  對(duì)運(yùn)營(yíng)商的網(wǎng)絡(luò)部署來(lái)說(shuō),很難有明確的標(biāo)志說(shuō)明網(wǎng)絡(luò)過(guò)渡處于何種階段,這是由于根據(jù)實(shí)際情況,在不同的地區(qū)完全可以采用不同的過(guò)渡方案,如在一個(gè)地區(qū)采用隧道方式,而在其他業(yè)務(wù)量大的地區(qū)采用雙棧方案,從而出現(xiàn)了不同過(guò)渡方案并存的局面。但是,不管采用何種技術(shù)或方案,從IPv6層面來(lái)看,都是一個(gè)統(tǒng)一的IPv6網(wǎng)絡(luò)。

----《通信產(chǎn)業(yè)報(bào)》

作者:信息產(chǎn)業(yè)部電信傳輸研究所 田輝


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