IPv6探討:網絡扁平化實現真正意義的對等通信

本文所提出的是一個開放性，具有探索意義的話題。主要從IPv6協議技術的角度切入，思考在這種協議體系下，所構建的IPv6網絡的架構特征。

　　眾所周知，在實際運營IPv4網絡過程中，發現Pv4存在先天不足。這些問題包括，IP地址容量受限、無源地址認證導致IP地址偽裝，三角路由導致移動性能差，安全性不好，配置復雜，路由表膨脹，端到端的業務模式缺少等問題。

　　IETF在制定IPv6標準的過程中，充分考慮這些問題，并在協議規范中解決這些問題。

　　地址容量擴大。地址編碼由32bit編碼，擴容為128bit編碼，這樣地址空間就擴大了43億倍。

　　擴展支持組播和任意播地址，這使得數據包可以發送給任何一個或一組節點。

　　即插即用的無狀態地址協議。大容量的地址空間能夠真正的實現無狀態地址自動配置，使IPv6終端能夠快速連接到網絡上，無需人工配置，實現了真正的即插即用。

　　引入流標簽。也就是在IPv6協議頭中，增加了20bit的流標簽，從而使基于IPv6技術網絡層具備了可以實現端到端流標記區分能力，從而使流管理細粒度化具備了理論基礎。

　　IPv4技術一直是采用best-effort的傳送能力，有了流標記，就能夠實現差分服務。

　　報頭格式大大簡化。從而有效減少路由器或交換機對報頭的處理開銷，這對設計硬件報頭處理的路由器或交換機十分有利，從而使得IPv6網絡的網速大幅提高在理論上既可得到保證。

　　IPv6的報文分片技術只在端到端的主機之間進行。路由器不再參與分片和重組，因此對路由器緩沖區的需求量將極大的降低，從而在在理論上會對網速提高有質的改變。

　　IPv6增加了增強的組播能力。并且在局域網內取代了廣播，在全網絡中通過組播能力，可以非常有效的支持廣播類流量服務，這使得在廣域網絡中類似服務發現機制。

　　事實上，IPv6并非是IPv4簡單升級，或者更確切的說，IPv6不是IPv4技術的兼容升級，而是IPv4的替代品。因此，對于基于IPv6技術下的網絡體系需要重新認識。

　　從硬件體系架構上看，IPv6網絡是層次化的路由體系，從接入路由器到匯聚路由器，甚至到核心路由器，網絡路由層級匯聚。越靠近核心，路由表聚合越強。層次化的網絡體系架構才能形成路由聚合，大幅提升削減路由表，路由轉發效率才會提高，硬件投資才會更有效。這對于現有的維護基礎設施的運營商而言，是有利的，他么可以在現有的層次體系下升級或者更新硬件即可。但是，在過渡過程中，需要有意思的控制，NAT路由設備的持續建設。

　　從業務邏輯上看，IPv6網絡體系是扁平化的。IPv6提供了充裕的IPv6地址，用戶不再應為缺少IP地址而隱藏在私網下，與其他用戶共用IP地址。在IPv4網絡環境下，由于NAT的存在，使得IP網的通信只能保證通信的端到端的可達性。在IPv6網絡環境下，每個用戶都可能擁有IPv6地址，從而可以實現“服務可達”，不再是經由NAT路由實現的端到端的C/S通信，而是端到端的對等通信。因此，基于IPv6協議下的對等可靠服務的網絡體系架構是有理論依據的。但是，網絡中的節點間要實現真正的對等通信，在信息不對稱的情況下是不可能的，因此我們認為網絡是“扁平”的，因此需要更多“權威”的存在。這對現有的互聯網架構會有沖擊。

　　面對未來網絡架構的扁平化，現有的過渡技術在構建的整個過程中，需要充分考慮網絡建設的硬件可重用性，而不是快速部署。快速部署應解決用戶訪問IPv6資源的可達性，充分讓用戶體驗到IPv6網絡扁平化架構下的服務便捷。但是，過渡技術的選擇需要謹慎，這是接入服務商需要認真考慮的問題。另一方面，IPv6網絡扁平化的架構，也就對構建新的基于IPv6網絡的服務體系提出了要求。怎樣充分深度挖掘IPv6協議的技術要素，構建IPv6應用服務體系，是一個非常值得研究的課題。CNNIC的6Pilot平臺正在積極開展適應IPv6扁平化架構的應用體系研究，構造快速接入IPv6