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IPv6在广电网络中的应用探讨

2015-07-02谭学琴

科技资讯 2015年4期
关键词:双栈

谭学琴

摘 要:随着互联网技术的不断发展,IPv4的弊端渐显,使之成为制约网络发展的瓶颈。而IPv6简化了报头格式、增大了地址空间,具有更高的安全性和可管理性等诸多优点,很好的解决了目前IP资源缺乏的问题。对于广播与电视运营商来说,如何对IPv6进行应用部署、让网络优势发挥到极致、使建网者在三网融合中能够占取先机,就显得格外重要。该文针对IPv6的部署,从用户因素、网络因素、成本因素几个方面出发,提出了一套应用思路,并给出了相应的建网方案以供建设方参考。

关键词:IPv6 IPv4 双栈

中图分类号:TN919.2 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2015)02(a)-0012-02

Abstract:With the continuous development of Internet technology, IPv6 application deployment is very important. According to the deployment of IPv6 and put forward a set of application method, and gives corresponding solutions.

Key Words:IPv6 IPv4 Dual Stack

目前,三网融合是我国通信业的热点技术,通过三网融合,广播电视网不仅可以提供电视节目,还能提供互联网和语音通信等多种业务。然而,广电行业要想规模性发展互联网业务,IP地址的欠缺是一个不可避免的瓶颈,是广电公司必须面临的一个现实问题,一些诸如IPv4重编址、地址重用等改善方案都不能根本解决问题。广电行业没有IPv4地址储备,通过NAT等技术手段,仅可以支撑短期的发展,长期来看仍无法满足未来三网融合业务发展的需要。因此,提前进行广电网络IPv6的示范应用及局部推广显得十分有必要。

1 应用思路

目前,IPv6的标准体系已基本趋于完善。在这个过程中,IPv6逐步优化了协议体系结构,为业务发展创造了更多机会。

IPv6的演进需要从整个产业的角度去考虑演进的各种影响因素,从目前的网络发展经验来看,至少需考虑以下几个核心因素。

1.1 用户因素

IPv6是对IPv4完全不兼容的网络层协议,在引入后要求对现网影响降低到最小。据以往的经验,类似于PSTN的网络改造,核心技术产生变革,但终端业务展现方式没变,用户使用习惯上没有任何改变,这样的网络改造是用户可接受的,是易于推广的网络演进方式。另外,新发展的IPv6用户不能在访问原有的IPv4业务上存在限制,体验不能有大的降低,甚至要在使用各种商务策略的倾向性上提高IPv6用户的体验,这样才能引导IPv4用户向IPv6的迁移。

1.2 网络因素

IPv6的网络部署上,需考虑端到端的实施,网络各个层面的组网和设备在网络架构、技术选择、设备能力、厂商组成、IPv6支持能力等方面上存在较大差异,需要综合考虑IPv6的可演进方案。为了减少对现网的影响,在成本可以接受的前提下,早期部署上可考虑新建专网或专用设备,如采用独立的IPv6网关接入IPv6用户,这样既可以避免IPv6早期部署上可能存在的各类问题对于现网业务的冲击,也可以避免一次性升级所有的现网设备支持IPv6,造成的短期改造成本过高,并且可以在新网络新设备上采用独立的维护管理体系,在IPv6引入初期提供强有力的保障。

1.3 成本因素

IPv6的引入是一个长期的系统工程,应该慎重考虑引入的时机和节奏,这需要权衡改造和升级的综合成本。过早的切入IPv6,就必然要承担和周围网络互通的成本,过晚的切入,会造成网络迁移的总成本的增加。所以,在短时间内将所有的网络设备改造替换为支持IPv6的设备是不可取的。但是无法提供IPv6业务的网络,不能切入IPv6实际商用过程积累运营经验的滞后也是不可接受的,IPv6的引入必须从成本角度考虑采用渐进式的发展模式。

2 建网思路

2.1 骨干网:逻辑双平面,资源可调节

骨干网络IPv6引入基本思路是以双栈模式为主,纯IP网络以双栈模式为主,MPLS网络以6PE/6vPE为主。

纯IP骨干网部署方式上,形成骨干逻辑平面,升级部分逻辑平面为IPv6单栈或双栈。核心节点和核心汇聚节点一般存在多链路冗余连接,通常为交叉模式,变更交叉模式为上下并行模式,在不影响冗余多链路可靠性保证的同时,清晰了网络结构和流量策略。同朝向流量形成同一个逻辑面。这样,当存在多个冗余的逻辑朝向时,即在核心节点和核心汇聚节点之间形成多个逻辑平面,逻辑平面可以为上下互联设备或端口,这样在整网将形成多个互为备份的逻辑网络,将其中部分逻辑网络升级为支持IPv6单栈或双栈,这样在将骨干网升级为支持IPv6的同时,将因引入新协议导致的网络风险降低到最低。纯IP骨干网部署方式如图1所示。

MPLS骨干网部署方式:设备层面保持IPv4 MPLS可达,业务层面形成IPv4/IPv6双逻辑平面。IPv6 VPN以6vPE方式引入,承载在IPv4 MPLS上,升级网络边缘PE支持6vPE,引入IPv6 VPN路由。IPv6互联网业务以6PE方式引入,承载在IPv4 MPLS上,升级网络边缘PE支持6PE,引入IPv6公网路由。

2.2 城域网:多接入并存,协议间互通

城域网建网应遵循以下原则。

(1)先集中,后分布。IPv6引入早期,IPv6用户较少,分布也可能较为分散,可以采用集中部署IPv6网关设备,集中进行IPv6用户的统一接入服务,通过小范围改造和较小投资,可以快速使网络具备IPv6业务提供能力;后续再考虑网络IPv6的发展情况,全面升级全网络设备的IPv6支持能力,形成全分布式的规模IPv6网络业务提供能力。如L2TP、DS-Lite等过渡技术可以作为早期的IPv6城域网方案。

(2)先封闭,后开放。封闭型业务如互动电视(VOD)业务,网络和业务系统相对独立,和外部网络不存在交互要求,没有兼容性要求,相对应的网络管理和维护人员都较为独立,对这样的业务网络升级为IPv6,可以对现网其他业务影响小,易于引入。另外,对于封闭型业务,用户终端对网络地址协议不关心,更换网络层协议用户并不感知,降低引入难度。可在IPv6过渡早期优先部署封闭型业务,通过IPv6早期商用积累IPv6运营经验,优先解决封闭型业务,开放型业务后续逐步引入。

(3)先44,后64。IPv6引入的根本原因是解决IPv4地址耗尽的问题,并且引入IPv6是个渐进的系统工程,不存在某天IPv4完全退出变更为IPv6的可能,所以IPv4是仍然会长久和IPv6共存,解决IPv4地址耗尽必然会使用IPv4私网地址来过渡解决,所以必须先规模解决NAT44,解决地址问题,后续随着IPv6的逐步引入解决IPv6访问IPv4的问题。

2.3 网管:统一运维,管控合一

先IPv4管理通道,后IPv6管理通道:IPv6管理信息可以先考虑通过IPv4管理通道进行管理,后续再考虑逐步引入IPv6管理通道,降低管理通道的IPv6化对业务发展的影响。

先物理平面,后业务平面:业务管理上,先考虑设备物理平面上双栈资源管理和隔离,随着业务管理的逐步深入和精细化,再后续逐步考虑业务逻辑层面,包括逻辑拓扑管理,VPN内逻辑双栈资源管理和隔离等。

3 网络改造方案

在不同场景下,经过组合形成了不同的IPv6改造方案。其中,“双栈+NAT”方案具有对现网改造难度低、成本不高、不会大面积影响现有用户的业务等优点,成为了首选。

该方案将网络设备以及终端升级到支持双栈,通过运营级v4 NAT技术解决v4地址不足的问题。是在过渡时期,同时支持v4/v6业务最直接的方案。后续升级到纯v6环境不需要再次对网络进行改造。该方案初期投入成本相对较高,但是后期过渡到纯v6网络时基本不需要再作投入。

运营商级NAT(CGN,Carrier-Grade NAT)方案最早由日本NTT提出,其主要思想是将NAT44部署位置提高,同时与用户侧的NAT组成两级地址转换NAT44,形成三块地址空间,即用户侧私有地址、运营商私有地址、公网地址。CGN设备由于部署位置很高,具有大容量、高可靠、高性能等特点。

CGN设备目前有独立设备和插卡两种形态。独立CGN网关设备旁挂或者直挂网络设备,CGN插卡作为板卡插入现网设备。

CGN可以部署在运营商网络流量汇聚点或者业务接入点。在实际部署中,CGN网关部署在城域网出口层面,形成集中式部署方式;部署在城域边缘业务接入点层面,形成分布式部署方式。

4 结语

通过IPv6在在广电网络内的应用示范及部署,可以使广电网络在三网融合中占取先机,改善互联网业务电信一家独大的局面;同时,通过IPv6技术更安全、更可管理的特性,也能大大提高广电宽带网络的可管可控,保障广电网作为国家宣传喉舌的政治地位,进一步发挥广电网络在国家信息化进程中的重要作用。

参考文献

[1] 马严,赵晓宇.IPv4向IPv6过渡技术综述[M].北京:北京邮电大学学报,2004.

[2] 陈运清,王茜,胡捷,等.构建运营级IPv6网络[M].北京:电子工业出版社,2012.

[3] 何俊.Ipv4向Ipv6过渡的隧道技术研究[J].电脑知识与技术,2012(3):53-54.

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