IPv6在廣電網絡中的應用探討

譚學琴

摘 要：隨著互聯網技術的不斷發展，IPv4的弊端漸顯，使之成為制約網絡發展的瓶頸。而IPv6簡化了報頭格式、增大了地址空間，具有更高的安全性和可管理性等諸多優點，很好的解決了目前IP資源缺乏的問題。對于廣播與電視運營商來說，如何對IPv6進行應用部署、讓網絡優勢發揮到極致、使建網者在三網融合中能夠占取先機，就顯得格外重要。該文針對IPv6的部署，從用戶因素、網絡因素、成本因素幾個方面出發，提出了一套應用思路，并給出了相應的建網方案以供建設方參考。

關鍵詞：IPv6 IPv4 雙棧

中圖分類號：TN919.2 文獻標識碼：A 文章編號：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，三網融合是我國通信業的熱點技術，通過三網融合，廣播電視網不僅可以提供電視節目，還能提供互聯網和語音通信等多種業務。然而，廣電行業要想規模性發展互聯網業務，IP地址的欠缺是一個不可避免的瓶頸，是廣電公司必須面臨的一個現實問題，一些諸如IPv4重編址、地址重用等改善方案都不能根本解決問題。廣電行業沒有IPv4地址儲備，通過NAT等技術手段，僅可以支撐短期的發展，長期來看仍無法滿足未來三網融合業務發展的需要。因此，提前進行廣電網絡IPv6的示范應用及局部推廣顯得十分有必要。

1 應用思路

目前，IPv6的標準體系已基本趨于完善。在這個過程中，IPv6逐步優化了協議體系結構，為業務發展創造了更多機會。

IPv6的演進需要從整個產業的角度去考慮演進的各種影響因素，從目前的網絡發展經驗來看，至少需考慮以下幾個核心因素。

1.1 用戶因素

IPv6是對IPv4完全不兼容的網絡層協議，在引入后要求對現網影響降低到最小。據以往的經驗，類似于PSTN的網絡改造，核心技術產生變革，但終端業務展現方式沒變，用戶使用習慣上沒有任何改變，這樣的網絡改造是用戶可接受的，是易于推廣的網絡演進方式。另外，新發展的IPv6用戶不能在訪問原有的IPv4業務上存在限制，體驗不能有大的降低，甚至要在使用各種商務策略的傾向性上提高IPv6用戶的體驗，這樣才能引導IPv4用戶向IPv6的遷移。

1.2 網絡因素

IPv6的網絡部署上，需考慮端到端的實施，網絡各個層面的組網和設備在網絡架構、技術選擇、設備能力、廠商組成、IPv6支持能力等方面上存在較大差異，需要綜合考慮IPv6的可演進方案。為了減少對現網的影響，在成本可以接受的前提下，早期部署上可考慮新建專網或專用設備，如采用獨立的IPv6網關接入IPv6用戶，這樣既可以避免IPv6早期部署上可能存在的各類問題對于現網業務的沖擊，也可以避免一次性升級所有的現網設備支持IPv6，造成的短期改造成本過高，并且可以在新網絡新設備上采用獨立的維護管理體系，在IPv6引入初期提供強有力的保障。

1.3 成本因素

IPv6的引入是一個長期的系統工程，應該慎重考慮引入的時機和節奏，這需要權衡改造和升級的綜合成本。過早的切入IPv6，就必然要承擔和周圍網絡互通的成本，過晚的切入，會造成網絡遷移的總成本的增加。所以，在短時間內將所有的網絡設備改造替換為支持IPv6的設備是不可取的。但是無法提供IPv6業務的網絡，不能切入IPv6實際商用過程積累運營經驗的滯后也是不可接受的，IPv6的引入必須從成本角度考慮采用漸進式的發展模式。

2 建網思路

2.1 骨干網：邏輯雙平面，資源可調節

骨干網絡IPv6引入基本思路是以雙棧模式為主，純IP網絡以雙棧模式為主，MPLS網絡以6PE/6vPE為主。

純IP骨干網部署方式上，形成骨干邏輯平面，升級部分邏輯平面為IPv6單?；螂p棧。核心節點和核心匯聚節點一般存在多鏈路冗余連接，通常為交叉模式，變更交叉模式為上下并行模式，在不影響冗余多鏈路可靠性保證的同時，清晰了網絡結構和流量策略。同朝向流量形成同一個邏輯面。這樣，當存在多個冗余的邏輯朝向時，即在核心節點和核心匯聚節點之間形成多個邏輯平面，邏輯平面可以為上下互聯設備或端口，這樣在整網將形成多個互為備份的邏輯網絡，將其中部分邏輯網絡升級為支持IPv6單?；螂p棧，這樣在將骨干網升級為支持IPv6的同時，將因引入新協議導致的網絡風險降低到最低。純IP骨干網部署方式如圖1所示。

MPLS骨干網部署方式：設備層面保持IPv4 MPLS可達，業務層面形成IPv4/IPv6雙邏輯平面。IPv6 VPN以6vPE方式引入，承載在IPv4 MPLS上，升級網絡邊緣PE支持6vPE，引入IPv6 VPN路由。IPv6互聯網業務以6PE方式引入，承載在IPv4 MPLS上，升級網絡邊緣PE支持6PE，引入IPv6公網路由。

2.2 城域網：多接入并存，協議間互通

城域網建網應遵循以下原則。

（1）先集中，后分布。IPv6引入早期，IPv6用戶較少，分布也可能較為分散，可以采用集中部署IPv6網關設備，集中進行IPv6用戶的統一接入服務，通過小范圍改造和較小投資，可以快速使網絡具備IPv6業務提供能力；后續再考慮網絡IPv6的發展情況，全面升級全網絡設備的IPv6支持能力，形成全分布式的規模IPv6網絡業務提供能力。如L2TP、DS-Lite等過渡技術可以作為早期的IPv6城域網方案。

（2）先封閉，后開放。封閉型業務如互動電視（VOD）業務，網絡和業務系統相對獨立，和外部網絡不存在交互要求，沒有兼容性要求，相對應的網絡管理和維護人員都較為獨立，對這樣的業務網絡升級為IPv6，可以對現網其他業務影響小，易于引入。另外，對于封閉型業務，用戶終端對網絡地址協議不關心，更換網絡層協議用戶并不感知，降低引入難度?？稍贗Pv6過渡早期優先部署封閉型業務，通過IPv6早期商用積累IPv6運營經驗，優先解決封閉型業務，開放型業務后續逐步引入。

（3）先44，后64。IPv6引入的根本原因是解決IPv4地址耗盡的問題，并且引入IPv6是個漸進的系統工程，不存在某天IPv4完全退出變更為IPv6的可能，所以IPv4是仍然會長久和IPv6共存，解決IPv4地址耗盡必然會使用IPv4私網地址來過渡解決，所以必須先規模解決NAT44，解決地址問題，后續隨著IPv6的逐步引入解決IPv6訪問IPv4的問題。

2.3 網管：統一運維，管控合一

先IPv4管理通道，后IPv6管理通道：IPv6管理信息可以先考慮通過IPv4管理通道進行管理，后續再考慮逐步引入IPv6管理通道，降低管理通道的IPv6化對業務發展的影響。

先物理平面，后業務平面：業務管理上，先考慮設備物理平面上雙棧資源管理和隔離，隨著業務管理的逐步深入和精細化，再后續逐步考慮業務邏輯層面，包括邏輯拓撲管理，VPN內邏輯雙棧資源管理和隔離等。

3 網絡改造方案

在不同場景下，經過組合形成了不同的IPv6改造方案。其中，“雙棧+NAT”方案具有對現網改造難度低、成本不高、不會大面積影響現有用戶的業務等優點，成為了首選。

該方案將網絡設備以及終端升級到支持雙棧，通過運營級v4 NAT技術解決v4地址不足的問題。是在過渡時期，同時支持v4/v6業務最直接的方案。后續升級到純v6環境不需要再次對網絡進行改造。該方案初期投入成本相對較高，但是后期過渡到純v6網絡時基本不需要再作投入。

運營商級NAT（CGN，Carrier-Grade NAT）方案最早由日本NTT提出，其主要思想是將NAT44部署位置提高，同時與用戶側的NAT組成兩級地址轉換NAT44，形成三塊地址空間，即用戶側私有地址、運營商私有地址、公網地址。CGN設備由于部署位置很高，具有大容量、高可靠、高性能等特點。

CGN設備目前有獨立設備和插卡兩種形態。獨立CGN網關設備旁掛或者直掛網絡設備，CGN插卡作為板卡插入現網設備。

CGN可以部署在運營商網絡流量匯聚點或者業務接入點。在實際部署中，CGN網關部署在城域網出口層面，形成集中式部署方式；部署在城域邊緣業務接入點層面，形成分布式部署方式。

4 結語

通過IPv6在在廣電網絡內的應用示范及部署，可以使廣電網絡在三網融合中占取先機，改善互聯網業務電信一家獨大的局面；同時，通過IPv6技術更安全、更可管理的特性，也能大大提高廣電寬帶網絡的可管可控，保障廣電網作為國家宣傳喉舌的政治地位，進一步發揮廣電網絡在國家信息化進程中的重要作用。

參考文獻

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