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IPv6 过渡技术的推进策略

  • 2022 年 8 月 23 日
    北京
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IPv6过渡技术的推进策略

由于 IPv6 地址数量庞大,因此 IPv6 是替代 IPv4 地址数量有限的最终解决方案。其中,IPv6 的过渡,按照双栈引入、DS-Lite 逐步切换、6RD 局部补充的步骤依次进行。

1、双栈方案是 IPv6 试点初期的必然方案

双栈技术是指从用户侧到接入网同时支持 IPv4 和 IPv6 协议栈。当和 IPv4 节点通信时需要采用 IPv4 协议栈,当和 IPv6 节点通信时需要采用 IPv6 协议栈。


由于过渡技术的必然性,处于双栈阶段,运营商的重要工作不仅是对网络设备的升级,而且必须包括对 ICP 业务的牵引工作,因此,建议在考虑用户侧的同时,逐步迁移 ICP 到 IPv6,或者为 ICP 准备部分 IPv4、IPv6 双栈接入地址以满足不同网络客户的访问需求,这样在早期往往可以更容易地吸引客户使用 IPv6 访问网络,为 IPv6 业务铺路。


双栈技术虽然暂时可以解决 IPv4 与 IPv6 的互通问题,但是并不能减少 IPv4 地址的损耗,而只是相对较少地损耗 IPv4 公网 IP 地址,随着应用增加,运营商侧的 IPv4 地址不够实用的问题仍然凸显,如果长期发展下去,那么 IPv4 和 IPv6 共存的时间将会无限期延长。


如果终端运行双栈技术,那么 IPv4 和 IPv6 将在上游接入网运行在不同 VLAN 中,终端可按照端口不同,区别 IPv4/IPv6 数据流;终端也可以使用桥接技术简化 IPv6 实现难度。接入网在 IPv4/IPv6 下提供一致转发,相比之下,IPv6 VLAN 下的管理能力更为重要。

2、DS-Lite 方案具有较强的生命力

双栈方案并不能解决 IPv4 即将耗尽的问题,解决地址耗尽只能靠复用 IP 地址。传统的 NAT44 方式只能是业务长期固守 IPv4 上,时间一长还是会碰到地址耗尽和迁移到 IPv6 的问题。


DS-Lite 是 4over6 隧道+NAT44 的组合技术。双栈主机采用 IPv6/IPv4 地址和 IPv6/IPv4 节点进行通信。其中,终端对 IPv6 流简单路由转发,对于 IPv4 流以与 CGN 之间的 4over6 隧道方式承载。CGN 设备将 IPv4 报文剥离,通过 NAT44 技术转换成公网地址访问 IPv4 节点。


DS-Lite 方案比较巧妙地结合了 NAT44 和 IPv6 双栈这两种思路。考虑到 IPv4 与 IPv6 会在相当长的时间共存,主机以 IPv4 单栈和 IPv4/IPv6 双栈为主的实际情况,DS-Lite 采用 NAT44 方式进行了 IPv4 传统业务的访问。而同时网络逐步进行 IPv6 化改造,这样网络升级与传统业务的支持就完全独立开,运营商可以直接升级其业务网络。对于一个产业链,各个节点都需要升级的演进过程,这一点非常重要。在 DS-Lite 的建设过程中,运营商升级网络(包括城域网、接入网)到支持 IPv6(或者 IPv4/IPv6 双栈),发放支持 DS-Lite 的 RG。虽然先期投入较大,但整个网络平滑演进。另外,DS-Lite 的 RG 发放,可以与运营商现有家庭网关的发放工作结合起来。


ICP 的建设需要保持双栈的思路。这不仅是业务迁移的需要,同时也是 DS-Lite 实现业务所必需的。DS-Lite 并不提供 IPv4 单栈主机对 IPv6 服务器访问的支持,所以对开展在 IPv6 网络中的新业务,还必须提供 IPv4 的访问机制。也就是说,业务系统及其所在网络必须支持双栈,分别对来自 IPv4 和 IPv6 的主机服务。但这点对目前的运营商网络并不是太大问题,只是会增加业务系统的复杂度。


在该阶段,运营商网络将一步切换到 IPv6,将 IPv4 的流量逐步吸收。支持 IPv4 单栈的计算机访问 IPv4 网络,DS-Lite 终端与 DS-Lite 网关配合实现单播业务 IPv4 over IPv6。接入网感知 IPv6 流量,提供 IPv6 单播。IPv6 地址由 BNG 分配,IPv4 地址由 RG 分配私网地址。多播业务可切换到 IPv6,或者保留在原来的 IPv4 VLAN 中。终端支持 IPv6 DS-Lite、IPv6 路由功能。

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