运营商互联网IPv6网络技术演进探讨(1)(2)

3 互联网IPv6技术演进步骤探讨

中国宽带互联网主要由骨干网、省网/城域网、接入网构成。用户直接通过接入网、城域网经骨干网访问各种资源并进行互访。目前宽带互联网中以纯IPv4方式承载各种应用。宽带互联网向IPv6演进主要涉及骨干网、城域网、业务平台及公众用户的终端。

由于宽带互联网非常庞大，涉及内容庞杂，影响范围大，需要分步骤、分阶段向IPv6演进。本文将整个演进初步划分为“引入期”、“过渡期”、“成熟期”三个阶段。

3.1 引入期

引入期内主要完成骨干网双栈升级改造，为城域网向IPv6演进奠定基础。在城域开展隧道、双栈、NAT等关键技术的商用实验。引入期主要解决地址不足带来的压力，在部分区域内部署IPv6或双栈终端，开展IPv6实验，对IPv6的技术成熟度和部署模式进行探索。

引入期宽带互联网访问的模型。引入期主要部署内容包括：在骨干网引入双栈；在城域网部分区域内设置双栈BRAS、CGN，并对该区域内接入网进行改造使之支持IPv6；在城域网内部署双栈BRAS的多个区域之间开启隧道，实现城域内IPv6分组的透传；逐步在自由平台中引入双栈。

引入期中大部分平台、终端仍然采用IPv4协议栈，城域网仅采用IPv4协议栈、骨干网采用双栈。仅在部分区域内部署双栈BRAS和CGN设备，并在该区域内部署IPv6或双栈终端。

IPv4系统或终端互访时，过程仍然与纯IPv4网络没有差别。

IPv6终端或系统的互访可以采用两种方式实现：方式一，在双栈BRAS处建立从源端到目的端的隧道，可以采用6to4、GRE、手工隧道、ISATAP等方式将IPv6分组封装在隧道中传送；方式二，在双栈BRAS处建立从城域网至骨干网的隧道，在骨干网边缘将IPv6分组解出，在骨干网中采用IPv6路由方式传送分组，在进入目的地城域网时再次建立1条从骨干网边缘至目的地双栈BRAS之间隧道。

IPv4与IPv6系统或终端互访时，首先在IPv6终端/系统所在区域的BRAS处通过CNG设备进行地址转换，转换之后再以IPv4方式互访。

3.2 过渡期

过渡期在引入期基础上进一步扩大IPv6部署范围。过渡期着重推进城域网内IPv6的演进，在前期自有业务平台部署IPv6基础上推进其他业务平台的双栈部署，同时进一步推动终端上IPv6和双栈的部署。

过渡期宽带互联网访问的模型。过渡期的主要部署内容包括：对城域网进行双栈升级；在前期少量BRAS升级基础上，对所有BRAS进行双栈升级，并建立BRAS与CNG之间的隧道；部分终端开始部署双栈或纯IPv6协议；自有平台进一步推进双栈升级，并在其他业务平台上引入双栈。

过渡期进一步推进IPv6在城域网和终端、平台的部署。过渡期完成在城域网的IPv6部署，并进一步向终端和平台深化IPv6部署。

IPv4系统或终端互访时，过程仍然与纯IPv4网络没有差别。

IPv6终端或系统的互访时，由于已经完成了骨干网、城域网、接入网的升级改造，因此也可以直接互访与IPv4互访没有差别。

IPv4与IPv6系统或终端互访时，首先IPv6终端/系统通过所在区域BRAS与CNG之间的隧道实现地址转换，然后再采用IPv4或IPv6直接互通。

3.3 成熟期

成熟期基本上完成网络、系统的双栈升级改造，重点在于IPv6在终端上的部署，当大部分终端采用双栈或者纯IPv6的方式进行通信时，逐步完成终端向纯IPv6的迁移。

成熟期宽带互联网访问的模型。成熟期的主要部署内容包括：自由业务平台和其他业务平台均完成双栈升级，终端完成双栈或纯IPv6部署，并逐步扩大纯IPv6的比例。

成熟期将完成所有业务平台的双栈升级，完成所有终端的双栈或纯IPv6部署，并积极扩大纯IPv6终端的比例。

由于网络、系统、终端均可以采用IPv6协议，因此成熟期终端、系统直接采用IPv6互通。

4 运营商互联网IPv6支持情况及演进思路

中国运营商宽带互联网骨干网主要覆盖至省会或大城市节点；互联网业务用户通过接入网、城域网到达骨干网。目前运营商的互联网骨干网络设备对IPv6的支持程度也不相同，目前基本上都支持ISISv6、OSPFv3和BGP4+等域内和域间路由协议。互联网网络中的设备基本上均通过IPv6 Ready第一阶段认证(Phase-1)，能够支持基本IPv6功能。但仍有运营商的部分路由器尚不能支持NAT-PT功能，必须单独部署地址转换设备。

目前互联网中的城域网、接入网网络设备在路由协议上，都能够支持ISISv6、OSPFv3和BGP4+等域内和域间路由协议，部分设备还支持RIPng协议；在IPv6 Ready方面部分完成第一阶段认证(Phase-1)，还有部分完成了第二阶段认证(Phase-2)；在IPv6其他功能方面，都能支持双栈和隧道功能，部分支持NAT-PT功能。宽带接入网层面又由于主要采用物理专线或2层技术，涉及的IPv6问题较少，在此，不予深入讨论。

目前中国电信已分三阶段启动了IPv6网络建设：第一阶段，从2009年到2011年进行IPv6的试商用，将主要以IPv4业务为主，启动网络和平台改造；第二阶段从2012年到2015年进行IPv6规模商用，将出现IPv4与IPv6网络和业务共存状态，进行网络和平台的规模改造，业务逐步迁移，新型应用和用户规模持续扩大；第三阶段在2015年之后进行IPv6全面商用， IPv6应用占主导，IPv4网络和业务平台逐步退出，将解决Ipv4网络孤岛问题。中国移动已在承载网设备实验室完成了规模测试，在开展了一系列分组域IPv6测试，提出了一种新的IPv6过渡技术——PNAT，并在CCSA立项推动移动终端支持IPv6的技术要求，还通过CNGI项目，中国移动开发了大量基于IPv6的新型业务，彩信、WAP等业务均已实现IPv6-Ready状态；在2009年，还开展了超高清IPv6视频通信业务，码速达到了30M以上；此外，还设计了一套适合家庭的高清业务。中国联通是CNGI的主要承建之一，2006年成立了通信行业唯一的下一代互联网宽带业务工程实验室，在IPv6业务的创新方面有所突破，开展了所有互联网话音、数据、视频IPv6化实验，表明实施IPv6过渡的技术已具备，中国联通将稳妥适时的进行网络的升级改造完成互联网IPv6化。

5 结语

目前，IPv6的实际部署处于存在着若干IPv6孤岛的状况，仅有少量类似中国的CNGI、日本的e-Japan这样的纯IPv6试验性骨干网，同时Internet的主体仍然使用IPv4的初期阶段。因此，运营商和方案设备提供商们最为关注的是从IPv4到IPv6的过渡技术，以及现有电信设备对IPv6的支持和升级能力。国际内外相关的互联网组织已经成立了专门的标准工作组，制定了相应的国际标准，同时，已建立了大量的实验网，对IPv6技术和相关应用进行了大量的研究以及测试工作，这些项目包括但不限于：6BONE、6REN、CERNET2、CNGI。除了这些实验性的项目，很多的外国公司已经开始提供基于IPv6的业务和应用，比如：日本NTT的全IPv6网络和美国Comcast的IPv6 宽带接入业务。这些工作已为IPv6的采用及向IPv4/IPv6的演进做出了有力的支撑。总结这些实验成果并结合运营商支撑的互联网网络的现状，将有助于高效、低成本地实现全互联网IPv6化，迈出向下一代互联网坚实的一步。