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，但不會影響發展和過渡，可以隨著商用化進程逐步完善。

 

1.2 產業鏈

 

      產業鏈的情況比較復雜，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業務的開展，可以將傳輸和交換系統作為純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協議，相關的核心網元也都不支持IPv6協議，但是并不急迫，暫時可以繼續采用私有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系統和DNS系統以及網管和IT系統硬件基本沒有問題，但是不少設備需要軟件升級，特別是網管和IT系統是內部自己使用，不影響業務提供，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。現在，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，就協議棧和應用軟件而言，主流的通用協議棧都可以支持IPv6協議，而多數應用軟件往往還不支持IPv6，需要升級或開發。就集成電路而言，主流NP和ASIC都已經能支持IPv6協議，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 協議和規則接入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務的體驗；
      ◆對于現有業務和應用的影響盡量小，又可以逐步引入IPv6新業務。

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的網絡和業務的歷史現狀、發展戰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，需進行深入仔細的研究和摸索。
      雙棧方式、隧道方式和IPv4/IPv6協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。其優點主要是透明性、簡單、投資省、只需出入口作配置即可。基于MPLS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網絡之間進行協議轉換方式來實現兩張網之間的互聯互通。其優點是可以實現IPv4節點與IPv6節點間的互通，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議轉換，需要開發和部署大量設備，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務現狀，需要根據實際情況，綜合運用上述三種過渡方式。總體過渡策略是：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協議轉換方式僅限于局部應用，不適合大規模普遍部署，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，其轉發性能和控制面收斂性能將明顯劣化，因此必須優化軟件，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。