下一代互聯(lián)網(wǎng)是業(yè)界為了解決目前互聯(lián)網(wǎng)的地址瓶頸、質(zhì)量和安全等問題而提出的未來發(fā)展總體設(shè)想,盡管IPv6并不能概括下一代互聯(lián)網(wǎng)的全部,但已經(jīng)形成了一個完整成熟的標(biāo)準(zhǔn)體系,目前業(yè)界一般泛指的下一代互聯(lián)網(wǎng)核心內(nèi)容往往就是指IPv6。因而,目前我們下一代互聯(lián)網(wǎng)的工作重心就是平穩(wěn)有效地向IPv6的過渡,同時盡可能地提升網(wǎng)絡(luò)的可控、可管、可擴(kuò)、可信能力。
2007年底,經(jīng)國務(wù)院同意,國家發(fā)改委批準(zhǔn)武漢城市圈和長株潭城市群圍繞“兩型社會(資源節(jié)約型和環(huán)境友好型社會)”為主題構(gòu)建綜合配套改革試驗區(qū)。湖南作為傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)和水利大省,在產(chǎn)業(yè)升級的同時也提出了對基礎(chǔ)通信網(wǎng)絡(luò)和信息服務(wù)進(jìn)行升級改造。其中,基于IPv6技術(shù)的下一代互聯(lián)網(wǎng)的探索和實踐成為了基礎(chǔ)通信網(wǎng)絡(luò)和信息服務(wù)升級改造的信息化戰(zhàn)略制高點。
中國電信湖南省公司聯(lián)合中國電信北京研究院,在國內(nèi)首次實現(xiàn)了基于現(xiàn)有寬帶網(wǎng)的端到端業(yè)務(wù)開通和運(yùn)行,把基于IPv6的下一代互聯(lián)網(wǎng)構(gòu)成要素融入到網(wǎng)絡(luò)升級、流程改造、技術(shù)試驗和應(yīng)用部署四個關(guān)鍵環(huán)節(jié),為湖南兩型社會的信息化改造給出了一個成功的樣板。整個試驗是技術(shù)先進(jìn)性、網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)實性和應(yīng)用需求導(dǎo)向的有機(jī)結(jié)合體。
網(wǎng)絡(luò)升級:驗證端到端IPv6連通性
目前的IP承載網(wǎng)都是基于IPv4的,向下一代互聯(lián)網(wǎng)演進(jìn)首先需要完成承載網(wǎng)對IPv6的支持。有效完成IPv4向IPv6的過渡是解決地址匱乏的關(guān)鍵。
在IP承載網(wǎng)上的升級,最關(guān)鍵的一點是在保證業(yè)務(wù)連續(xù)性且降低風(fēng)險的前提下盡量減少對現(xiàn)網(wǎng)的影響和相關(guān)的投資。圖1以典型的承載網(wǎng)架構(gòu)分層面來分析網(wǎng)絡(luò)升級的要點。在湖南承載網(wǎng)升級中重點完成了城域核心層和業(yè)務(wù)接入層進(jìn)行了配套的升改改造。試驗結(jié)論:通過最小量的升級改造,可以初步驗證網(wǎng)絡(luò)端到端IPv6連通性的能力。
骨干網(wǎng):骨干網(wǎng)絡(luò)負(fù)責(zé)承載全網(wǎng)的流量,在升級過程中需要更加突出降低風(fēng)險的要求。在新建一張IPv6骨干網(wǎng)投資過大的情況下,可以采取網(wǎng)絡(luò)邊緣節(jié)點升級雙棧,通過6PE等隧道技術(shù)透過IPv4的骨干核心節(jié)點傳遞IPv6報文;也可以全網(wǎng)開啟雙棧,從核心節(jié)點到邊緣節(jié)點全部支持IPv6。在湖南的實踐中,由于存在CNGI這一全面支持IPv6的骨干網(wǎng),目前采用的是后一種方案,今后將考慮利用中國電信原有的CN2試驗6PE方式的骨干網(wǎng)方案。
城域網(wǎng)核心層:主要指承擔(dān)城域網(wǎng)高速數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)的出口路由器和匯聚路由器。由于為城域網(wǎng)內(nèi)路由聚合及路由策略調(diào)度區(qū)域,且承擔(dān)城域網(wǎng)主要出、入流量的轉(zhuǎn)發(fā)職責(zé),無法進(jìn)行流量繞轉(zhuǎn)或者透傳,該部分設(shè)備必須升級以支持IPv6,為此在長沙城域網(wǎng)上對現(xiàn)有的核心路由器均進(jìn)行了升級。
業(yè)務(wù)接入控制層:由寬帶接入服務(wù)器(BRAS)與業(yè)務(wù)路由器(SR)兩種設(shè)備組成,主要負(fù)責(zé)業(yè)務(wù)接入與控制。
BRAS用于提供撥號和專線接入互聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)關(guān)、組播網(wǎng)關(guān)等功能,也可以充當(dāng)MPLS PE,特別是在IPv6的應(yīng)用環(huán)境下,BRAS給用戶分配地址的機(jī)制更為復(fù)雜,要支持無狀態(tài)ND方式,有狀態(tài)DHCPv6方式,有狀態(tài)DHCPv6+PD前綴下發(fā)等多種方式,現(xiàn)網(wǎng)大部分BRAS都要軟硬件升級改造。對確實無法通過升級支持IPv6的BRAS,可以采用L2TP方式,將用戶PPPoE撥號通過L2TP隧道終結(jié)到支持IPv6的BRAS上,實現(xiàn)用戶的IPv6或者雙棧接入。目前長沙城域網(wǎng)對兩種方式均進(jìn)行了實踐。
SR為了提供基于IPv6的大客戶專線接入互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)、MPLS PE和組播網(wǎng)關(guān)等功能,需要升級支持IPv6,長沙城域網(wǎng)正逐步開展對SR的升級。
寬帶接入層:包括LAN交換機(jī)、DSLAM、AG、EPON、AP等設(shè)備,原則上可以不做升級改造,二層透傳傳遞IPv6報文,這也是長沙城域網(wǎng)現(xiàn)行的做法。但隨著三網(wǎng)融合工作的推進(jìn),IPTV業(yè)務(wù)規(guī)模部署對組播復(fù)制點下移的要求,今后部署的EPON、GPON等設(shè)備也將逐步要求在OLT層次支持IPv6。
流程改造:添加IPv6屬性技術(shù)可行
要實現(xiàn)下一代互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)(如寬帶接入)的商用,必須對現(xiàn)有的IT支撐系統(tǒng)和AAA/DNS進(jìn)行改造,以實現(xiàn)端到端的IPv6屬性。在用戶體驗上是首次生成IPv6用戶業(yè)務(wù)生成單并改造成相應(yīng)的客戶管理和計費系統(tǒng)。這將是IPv6能規(guī)模商用部署的前提,也是改造工作量和復(fù)雜度高的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。試驗結(jié)論:針對添加IPv6屬性的流程改造是技術(shù)可行的。圖2是目前城域網(wǎng)中寬帶接入業(yè)務(wù)開通所涉及的各個典型系統(tǒng)。
IT支撐系統(tǒng):為兼容現(xiàn)有IPv4用戶使用習(xí)慣,考慮通過增加IPv6域名等方式來實現(xiàn)新增的業(yè)務(wù)屬性。
其中,CRM(客戶關(guān)系系統(tǒng))用于受理寬帶業(yè)務(wù),其支持IPv6的關(guān)鍵技術(shù)點包括:增加可選IP類型,標(biāo)識為雙棧用戶或者IPv4單棧用戶;給用戶的帳號密碼回執(zhí)單中的帳號中帶有域名@IPv6,通過用戶上網(wǎng)輸入帳號時攜帶不同的域,在BRAS和AAA系統(tǒng)中區(qū)別普通用戶與雙棧用戶。
SPS(服務(wù)開通系統(tǒng))用于實現(xiàn)IPv6用戶寬帶資源配置,其支持IPv6的關(guān)鍵技術(shù)點是獲取CRM傳送雙棧標(biāo)志,傳送到TSAP系統(tǒng);
TSAP(自動激活系統(tǒng))用于將工單分解為各個環(huán)節(jié)施工子單,其支持IPv6的關(guān)鍵技術(shù)點包括:將CRM受理的用戶信息,送到AAA系統(tǒng)激活處理;將受理用戶的速率、端口信息,送到網(wǎng)元設(shè)備,進(jìn)行激活處理。
認(rèn)證計費授權(quán)系統(tǒng):AAA(認(rèn)證計費授權(quán)系統(tǒng))與BRAS設(shè)備之間通過Radius協(xié)議進(jìn)行交互,使用UDP協(xié)議完成用戶的認(rèn)證、授權(quán)與計費操作,其支持IPv6的關(guān)鍵技術(shù)點包括:建立用戶認(rèn)證帳號(用戶標(biāo)志位第18位標(biāo)識雙棧屬性,0為普通IPv4用戶,1為雙棧用戶);與BRAS交互支持IPv6的擴(kuò)展屬性,實現(xiàn)IPv6地址的下發(fā);根據(jù)用戶獲得的IPv4和IPv6的地址,區(qū)分IPv4和IPv6的流量,分別進(jìn)行技術(shù)處理。
DNS負(fù)責(zé)完成域名與IP地址之間的相互解析:其支持IPv6的關(guān)鍵技術(shù)點包括:能支持AAAA格式的查詢報文和響應(yīng)報文,通過遞歸查詢的方式對用戶的AAAA查詢予以響應(yīng);能支持AAAA格式的域名記錄,對用戶IPv6網(wǎng)站實現(xiàn)IPv6域名的本地授權(quán)解析;為在將來IPv6單棧環(huán)境下響應(yīng)用戶發(fā)起的純IPv6的DNS查詢,DNS服務(wù)器本身以及承載網(wǎng)絡(luò)需要升級改造。
作者:趙慧玲 陳運(yùn)清 馮明 史凡 解沖鋒 來源:通信世界周刊