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(作者:中国电信股份有限公司广州研究院 徐建锋 刘广义) 目前,IPv6发展的瓶颈已跨越了设备和组网这两个阶段,如何在基于IPv6的互联网上开发出更多的杀手应用成为当务之急。
目前全球约有40个A类地址可供分配,而每年约有15个A类地址的申请量,按照这个发展速度,IPv4地址将在3年后,也就是2011年枯竭。届时新增宽带用户,新建IP网络将面临没有公共IP地址分配的困境。那么IPv6,作为IPv4的技术升级,将是大势所趋的解决方案。
在国内,CERNET2是最早建成的IPv6网络,并率先提供了IPv6的搜狐奥运网站。CNGI也顺利通过评审,成为国内最大、技术水平最高的IPv6骨干网络。CNGI示范网络由核心网、用户接入网/驻地网、网络交换中心(含国内/国际)三个部分构成,其中核心网由CERNET、中国电信、中国联通、中国网通/科学院、中国移动和中国铁通6个试验内容和业务定位各具特点并相互独立的主干网互联组成。CNGI具有北京、上海、广州3个核心节点和北京、上海、广州、西安、长沙、南京、杭州7个汇接节点,并建有上海网络交换中心。
两类过渡技术
从IPv4向IPv6过渡是一个庞大的工程,涉及的过渡技术选择繁多,包括服务器操作系统、业务平台、网络、域名解析、终端操作系统以及基于此的各种应用。从网络体系架构上来说有两种选择,一个是Native的IPv6网络(单栈纯IPv6),另一个同时支持IPv4/IPv6的双栈(DualStack)网络,设备同时具有IPv4和IPv6的能力。从过渡技术上总体上可以分为两类,网络层的过渡技术和应用层的技术。网络层过渡主要解决IPv6孤岛在IPv4网络中的连接,包括ISATAP、Teredo、6to4、6over4、6PE、6VPE等;应用层过渡主要解决IPv4和IPv6之间数据包的互相转换,包括BIS、BIA、NAT-PT、SIIT、ALG、SOCKS64、TRT等等。
各种网络层过渡技术具有不同应用场景。ISATAP适合于具有公网IPv4地址的主机以隧道方式快速接入IPv6网络,目前WindowsXP以上平台已经支持;Teredo是ISATAP的加强版,使得防火墙后面的主机也可以用隧道方式接入IPv6网络;6to4是自动隧道技术,要求隧道两端配有特殊IPv6地址,从中可以抽取目的端IPv4地址,从而建立隧道,适合IPv6小型孤岛之间的互联;6over4利用IPv4的组播机制发现IPv6邻居,然后建立自动隧道;6PE是在MPLSVPN技术上承载IPv6,把IPv6的孤岛做为特殊的VPN网络进行互联,这比较适合大量IPv6孤岛的互联,解决隧道机制的N平方扩展性问题;6VPE是在6PE基础上更进一步,支持IPv6网络中VPN应用,适合于VPN业务在IPv6网络中的开展。
各种应用层过渡技术也具有不同应用场景。BIS(Bump-In-Stack)、BIA(Bump-In-API)技术是中间件技术的规范,两个原理很类似,都提供了一种IPv4部分应用无需改动即可在IPv6环境下使用的机制;NAT-PT(ProtocolTranslation)、SIIT、ALG(ApplicationLayerGateway)几种技术通常集成在一个硬件设备中实现,提供IPv4网络和IPv6网络业务互访的能力。这在IPv6网络部署初期是有必要的,但难以适应大规模运营IPv6的需求。SOCKS64、TRT(TransportRelayTranslator)都是类似代理的技术,以此来提供IPv4和IPv6网络之间的业务互访。由于应用层业务种类繁多,复杂性很大,没有一种过渡技术能够普遍适用于各种应用,必须针对具体场景、具体需求、具体应用选择具体技术。
运营商引入策略
运营商引入IPv6的策略:从简单到复杂,从局部到整体,以专业并相对封闭的应用为切入点,IPv4网络和IPv6网络并存并相对独立且长期存在,形成基于IPv4的业务网络和基于IPv6的业务网络,IPv4业务和客户逐步向IPv6网络迁移,最终实现基于IPv6网络的多业务网络融合承载和互通。前面分析,IPv4网络与IPv6网络的互通技术是难点,容量和性能是瓶颈,同时,互联网缺少基于IPv6的应用严重影响IPv6建设的积极性。为此,起步阶段要尽量回避IPv4和IPv6网络大容量互通的要求,同时寻找相对封闭的且规模较大的应用。从封闭的业务网络这个简单点开始,然后到复杂的开放的互联网。运营商目前主要有以下几种应用符合这个条件:基于软交换的VoIP业务及其承载网络,基于IMS的3G语音和数据业务及其承载网络,IPTV业务及其承载网络,全球眼业务及其承载网络等,这些业务和网络内部相对封闭,与外部信息交换量不大,并且终端规模大,地址消耗大,是很好的IPv6引入的切入点。比如中国电信3年后,3G终端将超过5000万户,IPTV的setbox将超过500万户,可管理的家庭网关和IAD将超过2000万户,这些都是地址消耗大户。这些业务及其网络的特点就是相对封闭,与外部的联系少且流量小,有自己独立的业务平台和终端,并且基本全部由运营商建设和管理,所以能够同时解决业务平台、网络和终端的一整套问题,是很好的切入点。虽然目前这些业务和网络相对封闭,但从长期来看,它们之间业务互通是不可避免的,目前各自采用私有地址来解决地址不足的问题是短视的,尽快引入IPv6是长久之计,是业务融合的基础。