運營商互聯網IPv6網絡技術演進探討

3.1 引入期

引入期內主要完成骨干網雙棧升級改造，為城域網向IPv6演進奠定基礎。在城域開展隧道、雙棧、NAT等關鍵技術的商用實驗。引入期主要解決地址不足帶來的壓力，在部分區域內部署IPv6或雙棧終端，開展IPv6實驗，對IPv6的技術成熟度和部署模式進行探索。

引入期寬帶互聯網訪問的模型如圖3所示。引入期主要部署內容包括：在骨干網引入雙棧；在城域網部分區域內設置雙棧BRAS、CGN，并對該區域內接入網進行改造使之支持IPv6；在城域網內部署雙棧BRAS的多個區域之間開啟隧道，實現城域內IPv6分組的透傳；逐步在自由平臺中引入雙棧。

圖3 寬帶互聯網引入期訪問模型

引入期中大部分平臺、終端仍然采用IPv4協議棧，城域網僅采用IPv4協議棧、骨干網采用雙棧。僅在部分區域內部署雙棧BRAS和CGN設備，并在該區域內部署IPv6或雙棧終端。

IPv4系統或終端互訪時，過程仍然與純IPv4網絡沒有差別。

IPv6終端或系統的互訪可以采用兩種方式實現：方式一，在雙棧BRAS處建立從源端到目的端的隧道，可以采用6to4、GRE、手工隧道、ISATAP等方式將IPv6分組封裝在隧道中傳送；方式二，在雙棧BRAS處建立從城域網至骨干網的隧道，在骨干網邊緣將IPv6分組解出，在骨干網中采用IPv6路由方式傳送分組，在進入目的地城域網時再次建立1條從骨干網邊緣至目的地雙棧BRAS之間隧道。

IPv4與IPv6系統或終端互訪時，首先在IPv6終端/系統所在區域的BRAS處通過CNG設備進行地址轉換，轉換之后再以IPv4方式互訪。

3.2 過渡期

過渡期在引入期基礎上進一步擴大IPv6部署范圍。過渡期著重推進城域網內IPv6的演進，在前期自有業務平臺部署IPv6基礎上推進其他業務平臺的雙棧部署，同時進一步推動終端上IPv6和雙棧的部署。

過渡期寬帶互聯網訪問的模型如圖4所示。過渡期的主要部署內容包括：對城域網進行雙棧升級；在前期少量BRAS升級基礎上，對所有BRAS進行雙棧升級，并建立BRAS與CNG之間的隧道；部分終端開始部署雙棧或純IPv6協議；自有平臺進一步推進雙棧升級，并在其他業務平臺上引入雙棧。

圖4 寬帶互聯網過渡期訪問模型

過渡期進一步推進IPv6在城域網和終端、平臺的部署。過渡期完成在城域網的IPv6部署，并進一步向終端和平臺深化IPv6部署。

IPv4系統或終端互訪時，過程仍然與純IPv4網絡沒有差別。

IPv6終端或系統的互訪時，由于已經完成了骨干網、城域網、接入網的升級改造，因此也可以直接互訪與IPv4互訪沒有差別。

IPv4與IPv6系統或終端互訪時，首先IPv6終端/系統通過所在區域BRAS與CNG之間的隧道實現地址轉換，然后再采用IPv4或IPv6直接互通。

3.3 成熟期

成熟期基本上完成網絡、系統的雙棧升級改造，重點在于IPv6在終端上的部署，當大部分終端采用雙棧或者純IPv6的方式進行通信時，逐步完成終端向純IPv6的遷移。

成熟期寬帶互聯網訪問的模型如圖5所示。成熟期的主要部署內容包括：自由業務平臺和其他業務平臺均完成雙棧升級，終端完成雙棧或純IPv6部署，并逐步擴大純IPv6的比例。

圖5 寬帶互聯網成熟期訪問模型

成熟期將完成所有業務平臺的雙棧升級，完成所有終端的雙棧或純IPv6部署，并積極擴大純IPv6終端的比例。

由于網絡、系統、終端均可以采用IPv6協議，因此成熟期終端、系統直接采用IPv6互通。

4 運營商互聯網IPv6支持情況及演進思路

中國運營商寬帶互聯網骨干網主要覆蓋至省會或大城市節點；互聯網業務用戶通過接入網、城域網到達骨干網。目前運營商的互聯網骨干網絡設備對IPv6的支持程度也不相同，目前基本上都支持ISISv6、OSPFv3和BGP4+等域內和域間路由協議。互聯網網絡中的設備基本上均通過IPv6 Ready第一階段認證(Phase-1)，能夠支持基本IPv6功能。但仍有運營商的部分路由器尚不能支持NAT-PT功能，必須單獨部署地址轉換設備。

目前互聯網中的城域網、接入網網絡設備在路由協議上，都能夠支持ISISv6、OSPFv3和BGP4+等域內和域間路由協議，部分設備還支持RIPng協議；在IPv6 Ready方面部分完成第一階段認證(Phase-1)，還有部分完成了第二階段認證(Phase-2)；在IPv6其他功能方面，都能支持雙棧和隧道功能，部分支持NAT-PT功能。寬帶接入網層面又由于主要采用物理專線或2層技術，涉及的IPv6問題較少，在此，不予深入討論。

目前中國電信已分三階段啟動了IPv6網絡建設：第一階段，從2009年到2011年進行IPv6的試商用，將主要以IPv4業務為主，啟動網絡和平臺改造；第二階段從2012年到2015年進行IPv6規模商用，將出現IPv4與IPv6網絡和業務共存狀態，進行網絡和平臺的規模改造，業務逐步遷移，新型應用和用戶規模持續擴大；第三階段在2015年之后進行IPv6全面商用， IPv6應用占主導，IPv4網絡和業務平臺逐步退出，將解決Ipv4網絡孤島問題。中國移動已在承載網設備實驗室完成了規模測試，在開展了一系列分組域IPv6測試，提出了一種新的IPv6過渡技術——PNAT，并在CCSA立項推動移動終端支持IPv6的技術要求，還通過CNGI項目，中國移動開發了大量基于IPv6的新型業務，彩信、WAP等業務均已實現IPv6-Ready狀態；在2009年，還開展了超高清IPv6視頻通信業務，碼速達到了30M以上；此外，還設計了一套適合家庭的高清業務。中國聯通是CNGI的主要承建之一，2006年成立了通信行業唯一的下一代互聯網寬帶業務工程實驗室，在IPv6業務的創新方面有所突破，開展了所有互聯網話音、數據、視頻IPv6化實驗，表明實施IPv6過渡的技術已具備，中國聯通將穩妥適時的進行網絡的升級改造完成互聯網IPv6化。

5 結語

目前，IPv6的實際部署處于存在著若干IPv6孤島的狀況，僅有少量類似中國的CNGI、日本的e-Japan這樣的純IPv6試驗性骨干網，同時Internet的主體仍然使用IPv4的初期階段。因此，運營商和方案設備提供商們最為關注的是從IPv4到IPv6的過渡技術，以及現有電信設備對IPv6的支持和升級能力。國際內外相關的互聯網組織已經成立了專門的標準工作組，制定了相應的國際標準，同時，已建立了大量的實驗網，對IPv6技術和相關應用進行了大量的研究以及測試工作，這些項目包括但不限于：6BONE、6REN、CERNET2、CNGI。除了這些實驗性的項目，很多的外國公司已經開始提供基于IPv6的業務和應用，比如：日本NTT的全IPv6網絡和美國Comcast的IPv6 寬帶接入業務。這些工作已為IPv6的采用及向IPv4/IPv6的演進做出了有力的支撐。總結這些實驗成果并結合運營商支撐的互聯網網絡的現狀，將有助于高效、低成本地實現全互聯網IPv6化，邁出向下一代互聯網堅實的一步。