IPV6过渡技术研究

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1、IPV6过渡技术研究IPV6过渡技术研究【摘要】随着IPV4地址短缺问题的加剧，从IPV4向IPV6迁移已经成为运营商当前的工作重点。虽然IPV6是解决地址短缺的终极方案，但因业务延续性的需耍，IPV4网络将继续保留相当长时间。在网络向IPV6演进的过程中，部署NAT将无可回避，从而形成IPV4私网地址、IPV4公网地址和IPV6地址共存的复杂网络。各种演进技术也就营运而生。本文详细描述了网络演进中的各种关键技术，及每一种技术的特点、适用场景。【中图分类号1TP393.04【文献标识码】A【文章编号J1672-5158(2012)11-0086-011、运营网

2、络现状IP协议要求每个网络终端都有唯一的可寻址的IP地址。IANA已于2011年2月将最后的5个A类IPV4地址段一次性分配完毕，以后获取可用的IPV4地址将非常困难。现阶段IP网络面临两大问题：1.1新业务需耍大量IP地址移动网络和物联网等海量终端应用是IP地址需求的最大来源。现有的IPV4只能提供43亿地址，其中可用的约30亿，地球上平均每人分配不到一个地址，再加上历史原因造成的地址分配不均衡，部分运营商地址短缺的问题很严重，在开展业务时只能使用私网地址。业界已经提出了500亿连接的概念:全球家庭宽带网络约20亿终端，移动网络约50亿终端，佔计到2020年

3、全世界将有500亿个物联网终端通过网络互相连接。有激进观点其至认为500亿的估计太保守。现有IPV4网络无法满足未来的耍求。1.2IPV6NIPV4完全不兼容解决地址短缺问题是IPV6发展的最大动力。IPV6的核心协议标准自2008年以来并没有太多变化，可以满足IPV6组网要求，固定和移动宽带应用类标准也已基本完善。目前最大的问题在于IPV6和IPV4完全不兼容，现有的绝大多数应用程序在只有IPV6协议栈的计算机上甚至无法运行。程序初始化吋要调用socket,IPV6与IPV4的调用参数不同，如果程序没有考虑IPV6参数调用，则会启动失败。如要在IPV6协议中

4、运行现有的程序应用，则需要进行源代码修改、重新编译和安装。因此，网络从IPV4演进到IPV6成为必然要求。2、过渡技术IPV6的引入是一个渐进过程，很长时间内IPV4和IPV6网络将会共存。对运营商：一方面需要尽快引入部署IPV6,解决IPV4、IPV6网络共存和互通问题；另一方面也要解决现有业务持续发展所需要的IPV4公有地址不足的问题。因此各种过渡技术也就随Z而出现。2.1双栈+NAT在现有的IPV4网络既平滑又经济的部署IPV6,并解决IPV4和IPV6网络共存和设备互通的最自然地方式是在终端设备和网络节点上既安装IPV4乂安装IPV6的协议栈，既双栈（

5、DualStack）,从而实现IPV4和IPV6节点间的信息互通。由于双栈设备还需要继续分配lPV4tg址，因此在IPV6的迁移完成前，仅部署IPV6或者双栈并不能解决现网IPV4业务地址紧缺问题。当IPV4公有地址不足，采用IPV4私有地址给用户提供接入服务成为一个无法避免的选择，网络地址翻译（NAT）的使用也就成为必然。NAT通过使用少量的公有IP地址映射大量私有地址的方式，可在一定程度上缓解lPV4t〜紧缺的压力，是当前已广泛使用的技术。双栈和NAT技术的结合（DS+NAT方案），可以在解决IPV4地址短缺的同吋，支持已有的网络平滑升级支持IPV6,是当

6、前运营商部署IPV6的主流选择。双栈+NAT方案的实施需要如下的关键技术：设备支持IPV4、IPV6双栈，电信级NAT,BRAS支持双栈用户的地址分配管理，DNS和Radius等业务系统升级支持IPV6地址扩展。双栈+NAT机制即缓解IPV4公有地址紧缺压力，乂是使IPV6节点域IPV4节点兼容的最直接方式，互通性好，易于理解。2.2NAT444NAT有两种基本的实现方式：基本NAT和NAPT方式。基本NAT也gqNOPAT,只转换IP地址，每个私网地址对应一个公网地址，无法节省公网地址；NAPT(NetworkAddressPortTranslation)即

7、网络地址端口转换，同吋映射IP地址和端口号。來自不同内部地址的数据报文的源地址可以映射到同「个外部地址，但他们的端口号被转换成该地址的不同端口号，因而仍然能够共享同tg址，因此也是广泛采用的方式。另外一个概念是运营商级NAT(CarrierGradeNAT,CGN)乂称作大规模部署NAT(LargeScaleNAT,LSN),与普通NAT相比，CGN主要在支持并发用户数、性能、溯源等方面有很大提升,以适应运营商的大规模商业部署，快速解决IPV4地址短缺的急迫问题。NAT444包含两次NAT,分别在CPE和运营商网络屮的CGN网关上做地址转换。通过使用两次NAT

8、可以极大地节省IPV4地址空间，为演进