下一代互联网4over6软线隧道过渡技术(1)

下一代互联网4over6软线隧道过渡技术(1)

基于IPv4协议的互联网经过20 多年的飞速发展，在全球范围内已经取得了巨大的成功。但是，随着互联网规模的持续增长和新需求、新业务的发展，基于IPv4协议的网络环境已经难以应对，网络规模的急剧扩张突显了IPv4的一系列严重问题，包括地址资源紧张、路由可扩展性不足、网络地址转换(NAT)技术[1]带来的端到端特性破坏等。

IPv6协议[2]是下一代互联网中替代IPv4 的网络基础协议。由于IPv6与IPv4并不兼容，互联网在从IPv4 向IPv6过渡过程中面临着异构路由、可扩展性、状态维护等问题。此外，由于大多数网络资源、服务和应用仍基于IPv4实现，终端用户对IPv4仍然存在依赖性，因特网业务提供商(ISP)对于IPv6升级存在一定惰性，以及网络设备尤其是接入网设备对IPv6的支持不足等因素，可以预见IPv4与IPv6将在较长一段时期中共存。而在二者共存期间，如何较快较好地实现全网向IPv6过渡、尤其是接入网的过渡，已经成为制约下一代互联网发展的关键。

针对IPv6过渡问题，目前国际上已提出了许多过渡技术方案[3]，这些方案按技术思想分类，大体上可分为隧道技术和翻译技术[4-5]。本文从隧道过渡思想出发，提出了面向全网的IPv6隧道过渡框架体系，以及主干网和接入网过渡各自适用的4over6软线隧道技术。目前4over6软线隧道过渡方案及相关技术已在国际互联网标准化组织IETF形成了RFC4925、RFC5565 及RFC5747等3项国际标准，并在中国通信标准化协会形成了2项中国通信行业标准。

1 全网IPv6隧道过渡框架与策略

面向全网的IPv6过渡技术方案需要满足以下需求[6]：

(1)保持端到端特性，这是实现终端节点与互联网间无障碍双向互联互通需要满足的基本要求。

(2)保持异构网络可扩展性，即IPv4、IPv6网络各自路由的独立性和可扩展性，这是在过渡时期在对既有IPv4网络进行最小化改动的情况下平滑实现IPv6过渡的重要保证。

(3)对上层移动应用呈现透明性，这是在IPv6过渡时期维护既有的IPv4应用，保证用户良好网络体验的关键保障。

全网IPv6隧道过渡问题[7]按照网络层次不同可划分为主干网IPv6过渡及接入网IPv6 过渡，其隧道过渡框架如图1所示。主干网向上连接ISP网络，同级连接其他的主干网，向下连接接入网。接入网向上连接主干网，向下为各种不同类型的用户提供接入。在接入网与主干网相邻一侧有若干边界路由器(BR)与边缘路由器(PE)相连接。主干网隧道过渡要求PE升级为双栈，PE之间使用隧道为与主干网地址簇异构的分组提供透明传输。接入网隧道过渡要求BR以及用户侧边缘设备(CE)维护双栈，CE为与接入网不同地址簇的分组建立隧道发往BR，这样CE与BR间使用隧道为与接入网地址簇异构的分组提供透明传输[8]。

图1全网IPv6隧道过渡框架示意图