運營商互聯(lián)網(wǎng)IPv6網(wǎng)絡(luò)技術(shù)演進探討

3.1 引入期

引入期內(nèi)主要完成骨干網(wǎng)雙棧升級改造，為城域網(wǎng)向IPv6演進奠定基礎(chǔ)。在城域開展隧道、雙棧、NAT等關(guān)鍵技術(shù)的商用實驗。引入期主要解決地址不足帶來的壓力，在部分區(qū)域內(nèi)部署IPv6或雙棧終端，開展IPv6實驗，對IPv6的技術(shù)成熟度和部署模式進行探索。

引入期寬帶互聯(lián)網(wǎng)訪問的模型如圖3所示。引入期主要部署內(nèi)容包括：在骨干網(wǎng)引入雙棧；在城域網(wǎng)部分區(qū)域內(nèi)設(shè)置雙棧BRAS、CGN，并對該區(qū)域內(nèi)接入網(wǎng)進行改造使之支持IPv6；在城域網(wǎng)內(nèi)部署雙棧BRAS的多個區(qū)域之間開啟隧道，實現(xiàn)城域內(nèi)IPv6分組的透傳；逐步在自由平臺中引入雙棧。

圖3 寬帶互聯(lián)網(wǎng)引入期訪問模型

引入期中大部分平臺、終端仍然采用IPv4協(xié)議棧，城域網(wǎng)僅采用IPv4協(xié)議棧、骨干網(wǎng)采用雙棧。僅在部分區(qū)域內(nèi)部署雙棧BRAS和CGN設(shè)備，并在該區(qū)域內(nèi)部署IPv6或雙棧終端。

IPv4系統(tǒng)或終端互訪時，過程仍然與純IPv4網(wǎng)絡(luò)沒有差別。

IPv6終端或系統(tǒng)的互訪可以采用兩種方式實現(xiàn)：方式一，在雙棧BRAS處建立從源端到目的端的隧道，可以采用6to4、GRE、手工隧道、ISATAP等方式將IPv6分組封裝在隧道中傳送；方式二，在雙棧BRAS處建立從城域網(wǎng)至骨干網(wǎng)的隧道，在骨干網(wǎng)邊緣將IPv6分組解出，在骨干網(wǎng)中采用IPv6路由方式傳送分組，在進入目的地城域網(wǎng)時再次建立1條從骨干網(wǎng)邊緣至目的地雙棧BRAS之間隧道。

IPv4與IPv6系統(tǒng)或終端互訪時，首先在IPv6終端/系統(tǒng)所在區(qū)域的BRAS處通過CNG設(shè)備進行地址轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換之后再以IPv4方式互訪。

3.2 過渡期

過渡期在引入期基礎(chǔ)上進一步擴大IPv6部署范圍。過渡期著重推進城域網(wǎng)內(nèi)IPv6的演進，在前期自有業(yè)務(wù)平臺部署IPv6基礎(chǔ)上推進其他業(yè)務(wù)平臺的雙棧部署，同時進一步推動終端上IPv6和雙棧的部署。

過渡期寬帶互聯(lián)網(wǎng)訪問的模型如圖4所示。過渡期的主要部署內(nèi)容包括：對城域網(wǎng)進行雙棧升級；在前期少量BRAS升級基礎(chǔ)上，對所有BRAS進行雙棧升級，并建立BRAS與CNG之間的隧道；部分終端開始部署雙棧或純IPv6協(xié)議；自有平臺進一步推進雙棧升級，并在其他業(yè)務(wù)平臺上引入雙棧。

圖4 寬帶互聯(lián)網(wǎng)過渡期訪問模型

過渡期進一步推進IPv6在城域網(wǎng)和終端、平臺的部署。過渡期完成在城域網(wǎng)的IPv6部署，并進一步向終端和平臺深化IPv6部署。

IPv4系統(tǒng)或終端互訪時，過程仍然與純IPv4網(wǎng)絡(luò)沒有差別。

IPv6終端或系統(tǒng)的互訪時，由于已經(jīng)完成了骨干網(wǎng)、城域網(wǎng)、接入網(wǎng)的升級改造，因此也可以直接互訪與IPv4互訪沒有差別。

IPv4與IPv6系統(tǒng)或終端互訪時，首先IPv6終端/系統(tǒng)通過所在區(qū)域BRAS與CNG之間的隧道實現(xiàn)地址轉(zhuǎn)換，然后再采用IPv4或IPv6直接互通。

3.3 成熟期

成熟期基本上完成網(wǎng)絡(luò)、系統(tǒng)的雙棧升級改造，重點在于IPv6在終端上的部署，當大部分終端采用雙棧或者純IPv6的方式進行通信時，逐步完成終端向純IPv6的遷移。

成熟期寬帶互聯(lián)網(wǎng)訪問的模型如圖5所示。成熟期的主要部署內(nèi)容包括：自由業(yè)務(wù)平臺和其他業(yè)務(wù)平臺均完成雙棧升級，終端完成雙?；蚣僆Pv6部署，并逐步擴大純IPv6的比例。

圖5 寬帶互聯(lián)網(wǎng)成熟期訪問模型

成熟期將完成所有業(yè)務(wù)平臺的雙棧升級，完成所有終端的雙?；蚣僆Pv6部署，并積極擴大純IPv6終端的比例。

由于網(wǎng)絡(luò)、系統(tǒng)、終端均可以采用IPv6協(xié)議，因此成熟期終端、系統(tǒng)直接采用IPv6互通。

4 運營商互聯(lián)網(wǎng)IPv6支持情況及演進思路

中國運營商寬帶互聯(lián)網(wǎng)骨干網(wǎng)主要覆蓋至省會或大城市節(jié)點；互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)用戶通過接入網(wǎng)、城域網(wǎng)到達骨干網(wǎng)。目前運營商的互聯(lián)網(wǎng)骨干網(wǎng)絡(luò)設(shè)備對IPv6的支持程度也不相同，目前基本上都支持ISISv6、OSPFv3和BGP4+等域內(nèi)和域間路由協(xié)議。互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)中的設(shè)備基本上均通過IPv6 Ready第一階段認證(Phase-1)，能夠支持基本IPv6功能。但仍有運營商的部分路由器尚不能支持NAT-PT功能，必須單獨部署地址轉(zhuǎn)換設(shè)備。

目前互聯(lián)網(wǎng)中的城域網(wǎng)、接入網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備在路由協(xié)議上，都能夠支持ISISv6、OSPFv3和BGP4+等域內(nèi)和域間路由協(xié)議，部分設(shè)備還支持RIPng協(xié)議；在IPv6 Ready方面部分完成第一階段認證(Phase-1)，還有部分完成了第二階段認證(Phase-2)；在IPv6其他功能方面，都能支持雙棧和隧道功能，部分支持NAT-PT功能。寬帶接入網(wǎng)層面又由于主要采用物理專線或2層技術(shù)，涉及的IPv6問題較少，在此，不予深入討論。

目前中國電信已分三階段啟動了IPv6網(wǎng)絡(luò)建設(shè)：第一階段，從2009年到2011年進行IPv6的試商用，將主要以IPv4業(yè)務(wù)為主，啟動網(wǎng)絡(luò)和平臺改造；第二階段從2012年到2015年進行IPv6規(guī)模商用，將出現(xiàn)IPv4與IPv6網(wǎng)絡(luò)和業(yè)務(wù)共存狀態(tài)，進行網(wǎng)絡(luò)和平臺的規(guī)模改造，業(yè)務(wù)逐步遷移，新型應(yīng)用和用戶規(guī)模持續(xù)擴大；第三階段在2015年之后進行IPv6全面商用， IPv6應(yīng)用占主導，IPv4網(wǎng)絡(luò)和業(yè)務(wù)平臺逐步退出，將解決Ipv4網(wǎng)絡(luò)孤島問題。中國移動已在承載網(wǎng)設(shè)備實驗室完成了規(guī)模測試，在開展了一系列分組域IPv6測試，提出了一種新的IPv6過渡技術(shù)——PNAT，并在CCSA立項推動移動終端支持IPv6的技術(shù)要求，還通過CNGI項目，中國移動開發(fā)了大量基于IPv6的新型業(yè)務(wù)，彩信、WAP等業(yè)務(wù)均已實現(xiàn)IPv6-Ready狀態(tài)；在2009年，還開展了超高清IPv6視頻通信業(yè)務(wù)，碼速達到了30M以上；此外，還設(shè)計了一套適合家庭的高清業(yè)務(wù)。中國聯(lián)通是CNGI的主要承建之一，2006年成立了通信行業(yè)唯一的下一代互聯(lián)網(wǎng)寬帶業(yè)務(wù)工程實驗室，在IPv6業(yè)務(wù)的創(chuàng)新方面有所突破，開展了所有互聯(lián)網(wǎng)話音、數(shù)據(jù)、視頻IPv6化實驗，表明實施IPv6過渡的技術(shù)已具備，中國聯(lián)通將穩(wěn)妥適時的進行網(wǎng)絡(luò)的升級改造完成互聯(lián)網(wǎng)IPv6化。

5 結(jié)語

目前，IPv6的實際部署處于存在著若干IPv6孤島的狀況，僅有少量類似中國的CNGI、日本的e-Japan這樣的純IPv6試驗性骨干網(wǎng)，同時Internet的主體仍然使用IPv4的初期階段。因此，運營商和方案設(shè)備提供商們最為關(guān)注的是從IPv4到IPv6的過渡技術(shù)，以及現(xiàn)有電信設(shè)備對IPv6的支持和升級能力。國際內(nèi)外相關(guān)的互聯(lián)網(wǎng)組織已經(jīng)成立了專門的標準工作組，制定了相應(yīng)的國際標準，同時，已建立了大量的實驗網(wǎng)，對IPv6技術(shù)和相關(guān)應(yīng)用進行了大量的研究以及測試工作，這些項目包括但不限于：6BONE、6REN、CERNET2、CNGI。除了這些實驗性的項目，很多的外國公司已經(jīng)開始提供基于IPv6的業(yè)務(wù)和應(yīng)用，比如：日本NTT的全IPv6網(wǎng)絡(luò)和美國Comcast的IPv6 寬帶接入業(yè)務(wù)。這些工作已為IPv6的采用及向IPv4/IPv6的演進做出了有力的支撐。總結(jié)這些實驗成果并結(jié)合運營商支撐的互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)的現(xiàn)狀，將有助于高效、低成本地實現(xiàn)全互聯(lián)網(wǎng)IPv6化，邁出向下一代互聯(lián)網(wǎng)堅實的一步。