下一代互联网IPv6的标准化发展

孙 琼，解冲锋，陈运清，赵慧玲

（中国电信股份有限公司北京研究院 北京100035）

1 下一代互联网的发展背景与标准体系

互联网是现代社会最重要的信息基础设施之一，对世界政治、经济、文化、科技、军事、社会生活和国家安全等方面产生着重大影响。互联网发展水平已成为衡量一个国家综合实力的重要标志。

为了解决互联网面临的技术挑战，国际互联网标准化组织IETF于1995年正式发布新的数据分组传送格式，即IPv6协议，并由此提出了下一代互联网的基本概念。

IETF是国际上IPv6的标准化主体，自1994年以来，IETF已经制定了1 000多项有关IPv6的标准，内容涵盖命名、寻址、路由、演进机制、安全、管理等领域。IPv6的核心标准已经完成，目前的主要工作集中在IPv4向IPv6过渡、基础网络对业务网络的支撑和适应、基础网络自身的管理、完善和演进上。除IETF外，其他的国际标准化组织，如ITU-T、BBF、3GPP等也在制定一些IPv6应用的标准。ITU-T研 究偏重于IPv6应用于NGN的场景和需求标准；3GPP标准主要研究3G业务的IPv6承载以及IPv6业务发展的方向；BBF主要研究宽带用户接入方面。

IETF的标准工作分为8个重要的研究领域，分别是应用领域、通用领域、互联网领域、操作与管理领域、实时应用和基础设施领域、路由领域、安全领域和传送领域。IETF已经完成了涉及IPv6的基本协议、地址结构、邻居发现机制、地址分配机制等技术的标准化工作，发布了115个相关RFC。IETF已经基本完成了对DNS扩展支持的IPv6的标准化工作，发布了11个相关RFC，该类标准化工作目前集中在对原有协议的维护及补充完善上。与IPv4路由协议对应，IETF已完成了应用于IPv6网络中的路由MPLS协议标准的制定工作，发布了包括RIP、OSPF、ISIS、BGP、MPLS、LDP、VPN等路由MPLS协议，该类标准已经完善，现有的IPv4基本上已有对应的IPv6版本。

2 下一代互联网标准的最新进展

在IPv6过渡领域，目前的研究主要集中在IPv6的过渡技术隧道技术（Softwire工作组）、翻译技术（Behave工作组）和运营部署考虑（v6ops）等，包括针对协议转换、地址翻译、隧道封装等技术方案。其中，IETF已制定的主流过渡技术包括RFC6334的DS-Lite技术、RFC6146的有状态NAT64技术、RFC6219的IVI技术以及RFC6147的DNS64技术等。

IPv6过渡技术设计是近年来IPv6发展的焦点问题，是实现IPv6平滑过渡的基础，旨在解决IPv4地址不足问题并实现IPv4向IPv6过渡，在IPv6接入网络中同时实现对现有IPv4和IPv6业务应用的支持。

IETF在前期讨论较多的为有状态技术方案 （如DS-Lite、NAT444等），这些方案通过在电信运营商网络中部署一个大容量的CGN（运营级NAT）设备进行IPv4私网地址或IPv6地址到IPv4公网地址的转换，CGN设备需存储每用户所有连接的状态表项，导致设备负担很重，在用户大规模发展后期将会存在性能瓶颈和可扩展性问题。为此，IETF已将研究重点转至轻状态和无状态方案，轻量级过渡方案以LAFT 4over6和public 4over6为代表，无状态方案包括MAP、4rd-u等。至此，IETF已逐渐形成了包括有状态、轻状态和无状态三大技术路线，在IPv6过渡技术领域也尽可能聚焦，加强在标准领域的聚焦。

同时，IETF也进一步关注如何提升IPv6流量、促进IPv6的发展。目前新成立的工作组sunset4旨在研究IPv4的退出技术，推动IPv6的快速应用。此外，PCP工作组重点研究IPv4与IPv6过渡时期的端口共享技术，也得到了大量的关注。此外，对于多播的IPv6过渡技术、家庭网络中的IPv6应用的研究，也在IETF的不同工作组中进行了深入展开。

3 中国电信的IPv6标准化实践

中国电信集团公司（以下简称中国电信）自2001年起在下一代互联网领域进行了持久的探索和现网储备，历时十余年，聚焦CNGI试验网、技术研究、现网试验和应用示范工作。在大量的实践和研究基础上，中国电信与清华大学、工业和信息化部电信研究院、产业链上的各个合作单位等开展了紧密的合作研究，重点开展了在下一代互联网的架构、政策和标准方面的研究，并联合进行国际IETF标准、国内行业标准的制定和推动，完成了9项行业标准、40项国际标准/草案的科研成果，起到了重要的产业带动的作用。

3.1 国际IETF标准化

在国际标准化方面，中国电信积极参与IETF的标准化工作，一方面积极推动自有知识产权技术的国际标准化，提升我国自有技术的国际影响力，同时也将大量现网实践的经验与业界分享，为IPv6整个产业链的发展提供借鉴。

在IPv6基础标准方面，目前的IETF已经就IPv6的基础协议进行了全面的定义，但在IPv6的用户认证、接入管理等、安全领域等方面还有很多有待改进和完善的内容。在这个方面，中国电信重点研究了运营网络大规模配置协议、IPv4 option、RADIUS、PPPv6等协议内容，在现网试验的基础上提出了基于RADIUS的扩展协议（RADIUS issues in IPv6 deployments）、PPPv6的 扩 展 协 议 （PPP IPv6 control protocol extensions for address and prefix）等，这些标准对于IPv6基础协议的完善和有效方便地运营具有重要意义，目前已获得了各方的关注和认可。

在IPv6过渡方面，针对用户接入侧的宽带接入关键过渡技术，与清华大学联合研究并提出新型轻量级IPv6过渡技术Lightweight 4over6，该技术与法国电信提出的B4 Bypss技术、Juniper提出的SD-NAT等并列成为基于用户的IPv6过渡主流技术。目前在IETF的工作组中已经得到了各方的认可，这也是国有自主技术在IETF关键性领域获得的重大突破，主要的系列文档包括 “Lightweight 4over6:an Extension to DS-Lite Architecture”、“Deployment Considerations for Lightweight 4over6”、“Using PCP to Coordinate Between the CGN and Home Gateway via Port Allocation”等。

此外，中国电信也基于现网试验中的CGN试验成果、CP/SP迁移方案提出了IPv6过渡架构、CGN以及ICP业务迁移相关标准等内容，这些文稿对于地址匮乏下的网络平滑过渡、业务应用的平滑过渡等都有重要的指导意义。

3.2 国内行业标准

在国内行业标准方面，中国电信也积极参与到中国通信标准化协会（CCSA）标准的制定工作中，涵盖了下一代互联网架构制定、IPv6基础性协议、IPv6过渡技术、业务迁移技术到新型业务方面各个层面。

在下一代互联网架构方面，研究网络架构与传统互联网的差异以及对未来应用模式的适应性等内容，全面定义了向下一代互联网演进的组网架构和技术要求的定义，为下一代互联网的演进提供重要指导，发布了标准“基于IPv6下一代互联网组网架构及技术要求”。

在IPv6基础接入协议标准方面，基于运营网络的IPv6实践与部署经验，发布了“宽带业务的IPv6地址和参数配置方式技术要求”。该标准为IPv6网络规模商用和部署时的IPv6地址、参数配置要求制定了规范化的指导条例，对于普及IPv6宽带用户，促进BRAS协议栈研发有重要意义。

在IPv6过渡方面，重点研究了国际主流的IPv6过渡技术DS-Lite和运营级NAT，包括其在运营商网络中的部署及设备技术要求，完成标准“轻型双栈（DS-Lite）技术要求”和“运营级NAT技术要求”。系列标准全面定义了IPv6过渡技术的技术要求、设备实现以及规模部署时的运营考虑，对于IPv4网络向IPv6网络的平滑迁移具有重要意义。

在业务平台迁移方面，重点研究IPv4和IPv6互通技术，针对IPv6业务迁移和内容迁移技术，制定了“CP/SP的IPv6迁移技术要求”。该标准基于中国电信已实现部署的SMART6业务迁移平台，从多场景、多维度定义了面向CP/SP的业务迁移技术平台的技术与设备实现要求。该标准的出台和实施可大大促进CP/SP向IPv6的迁移，从而丰富IPv6的网络内容与业务。

此外，在IPv6支持新应用方面，还研究了基于IPv6的IPTV技术，形成“用于IPTV的DHCPv6扩展技术要求”标准。

3.3 企业标准化

结合国际和国内的标准化最新进展以及企业的发展需求，及时制定各项技术规范，以规范化设备的实现需求。

中国电信在企业规范中，一方面对全网的设备进行了统一的规范梳理和修订，从家庭网关设备、接入网设备、边缘业务路由器（BRAS、SR等）、核心路由器等，统一考虑了网络设备对IPv6的处理需求。针对IPv6的设备技术要求，对所有入网的设备进行了严格的测试验证，把控设备的入网关。

此外，针对在IPv6网络接入环境中需引入的过渡技术需求，及时制定了关键过渡技术的设备技术规范，包括DS-Lite、CGN、轻量级过渡技术Lightweight 4over6、业务迁移技术SMART6、用户溯源系统、日志管理系统等，这些技术规范的制定对于IPv6的过渡与演进都起到了积极的引导作用，目前也有多个厂商依照中国电信的技术规范进行设备开发。

4 结束语

综上所述，下一代互联网发展是对于增强我国在互联网领域的整体实力和国际竞争力，具有重要的战略意义。中国电信结合大量的技术研发与现网实践，积极参与国内、国际的标准化工作，努力推动和提高国有知识产权技术的国际影响力，为我国下一代互联网的发展提供动力，实现信息产业升级。

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