全球IPv4地址即将耗尽,应对其地址短缺的思路主要有两种:一种是引入IPv6从根本上解决地址问题,另一种是仍然从IPv4层面考虑解决。IPv4地址空间不足是迁移的原动力,但两种协议互不兼容是不能快速切换的最大原因,因此烽火通信认为,IPv4在向IPv6的演进过程中,网络中所有设备的支持应该循序渐进,逐渐过渡到全IPv6的情况中来。
IPv6引入的主要过渡技术
IPv6的引入涉及到网络和业务系统的方方面面,业界主要的演进路线包括双栈、隧道和协议翻译三种方式。
双栈
这是一种端到端设备同时支持IPv4/IPv6较为理想的部署配置,通过IPv4和IPv6双协议栈同时部署,在不取消IPv4的同时新增IPv6业务,是一种直接的解决方案。
优势:部署简单,在不改变现网网络架构的前提下,通过升级现网设备支持IPv6即可。
缺点:IPv6平面的引入极大地消耗了现网设备的资源,在大多数关键资源上需要和IPv4共享。在当前大多数网络上,IPv4业务对设备资源的占用普遍超过50%使用率,若引入IPv6需要对网络进行大规模改造,对成本和投资保护来说都是难以承受的。
隧道
隧道即通过报文封装,实现对异种协议报文的传递,无需网络全面支持双栈。隧道方案思路有两种,6in4方式和4in6方式。
6in4隧道方案,保持目前IPv4网络架构不变,通过IPv6承载在IPv4之上实现对IPv6的支持,这种方案在IPv6引入早期较为常见。属于IPv6引入早期的小规模部署方案,一般IPv6网关需部署在网络核心位置,通过隧道集中接入IPv6以减少网络升级改造的要求。
4in6隧道方案,是通过网络设备全面支持IPv6来构建以IPv6为主的网络基础架构,从而规模化地引入IPv6的发展思路。对于现存的IPv4业务,通过IPv4承载在IPv6之上的方式实现对IPv4业务的继承和使用,即将IPv4看作IPv6的一种业务。
协议翻译
协议翻译用于解决IPv4和IPv6协议间的互访问题,如NAT64技术。考虑到协议间翻译的复杂性和业务适配、兼容性问题,协议翻译技术目前还不具备商用部署的条件。终端或业务系统从IPv4演进到IPv6,通常会增加IPv6协议的支持,而不是简单替换成IPv6单栈,所以较少出现IPv4和IPv6之间的交叉访问要求。另外,当IPv6规模部署后,业务提供商一般会自行解决协议之间的访问问题,但相对来说在网络层面解决的方式发展空间有限,因此运营商一般较少考虑大规模提供6-4间的交叉访问能力。
IPv6业务部署对运营商网络的挑战
IPv6商用化部署不是对目前网络的简单IPv6的升级,在网络及业务的发展上,还存在全新挑战,具体体现在以下几个方面:
其一,网络前缀分配及IPv4私网地址的引入,造成用户识别和管理方式变化。IPv6引入了全新的网络前缀分配机制,允许给终端网络分配一段地址,再由终端网络内部完成更多的终端接入。现有网络在用户管理上,仅需要针对单个用户PC进行管理,而终端网络是针对终端网络云的接入,是对云内大量终端的接入管理,这对目前网络用户的识别是一个革命性的变化,要求对用户运营管理方式进行较大的变革。
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