1 前言
随着IPv4地址的逐渐耗尽,而现在很多业务有巨大的IP地址需求,包括固定宽带、移动互联网、物联网等等,中国电信等运营商持续发展的业务对IP地址有上千万甚至数亿的需求。2012年左右,中国运营商将无法获得IPv4的地址,业务发展的需要和IPv4地址耗尽成为必须面临的现实问题。从长远来看,IPv6是针对IPv4地址短缺问题的根本解决办法,现在的关键是如何在IPv4地址枯竭前完成向IPv6的平滑演进。如果不能在IPv4地址耗尽前实现向IPv6的平滑迁移,那么整个互联网将面临严重的NAT问题,运营商将迫不得已采用IPv4私有地址发展业务,这样将导致网络中需要部署大量的NAT设备,以满足IPv4私有地址到IPv4公有地址的转换,整个互联网将由此进入NAT时代。
2 运营商将面临艰难选择
IPv6是针对IPv4地址耗尽问题的根本解决方案,但是因为IPv6与IPv4技术不兼容,导致从IPv4向IPv6难以实现平滑迁移,为了保证用户和业务平稳过渡,整个演进周期将是长期的过程,IPv6会与IPv4长期共存。
对国内运营商来说,IPv4公有地址储备量较少,2012年左右将无法再从IP地址分配机构获得新的IPv4公有地址,而IPv6端到端整体的产业环境还无法满足采用纯IPv6运营时,将面临三个艰难的选择:
(1)给新用户分配IPv4私有地址,在运营商网络部署传统的NAT设备解决IPv4私有地址和IPv4公有地址的转换,暂时不引入IPv6;
(2)给新用户分配IPv6单栈地址发展业务,为了解决这些用户访问IPv4业务及与现存的IPv4用户之间进行通信时,必须部署IPv6与IPv4互通转换设备;
(3)给新用户同时分配双栈地址(IPv4私有地址+ IPv6地址),访问IPv6业务用IPv6地址,访问IPv4业务用IPv4私有地址,运营商网络部署传统的NAT设备解决IPv4私有地址和IPv4公有地址的转换,IPv4与IPv6之间不进行互通。
哪种方式更适合运营商?哪些过渡技术可以在其中发挥重要作用?就这些问题,华为和国内运营商一直在紧密合作,不断进行探索,逐渐找到适合国内运营商的IPv6过渡技术方案。
3 过渡技术分析
通常所说的IPv6过渡技术,一般分为三大类:双栈、隧道、地址转换或翻译技术(NAT)。
(1)双栈:是指从用户侧到网络侧同时支持IPv4协议栈和IPv6协议栈。双栈技术是IPv6过渡的基础,但双栈不能解决地址短缺的问题,在双栈的基础上还需要引入其它技术。
(2)隧道技术:将一种协议的数据报文封装在另一种协议的数据报文中传输,是连接孤岛的有效方法。隧道类型有很多种,包括6PE、6VPE、手工隧道、GRE、L2TP、6over4、4over6、6to4、ISATAP、Teredo等,不同类型的隧道技术可以用于不同的应用场景。隧道技术有一个较大的问题,需要两端设备之间能够良好互通,而实际上各厂家的产品在隧道方面的互通情况并不理想。
(3)地址转换或翻译技术:统称为NAT技术,可以分为两类,一类是IPv4私有地址到IPv4公有地址的地址转换NAT技术(或称为NAT44),另一类是IPv4与IPv6地址之间转换的技术,例如NAT-PT、NAT64、IVI等。