IPv6推进的两种过渡技术

Posted 2023-03-10

由于IPv6地址数量庞大，因此IPv6是替代IPv4地址数量有限的最终解决方案。其中，IPv6的过渡，按照双栈引入、DS-Lite逐步切换、6RD局部补充的步骤依次进行。

1、双栈方案是IPv6试点初期的必然方案

双栈技术是指从用户侧到接入网同时支持IPv4和IPv6协议栈。当和IPv4节点通信时需要采用IPv4协议栈，当和IPv6节点通信时需要采用IPv6协议栈。

由于过渡技术的必然性，处于双栈阶段，运营商的重要工作不仅是对网络设备的升级，而且必须包括对ICP业务的牵引工作，因此，建议在考虑用户侧的同时，逐步迁移ICP到IPv6，或者为ICP准备部分IPv4、IPv6双栈接入地址以满足不同网络客户的访问需求，这样在早期往往可以更容易地吸引客户使用IPv6访问网络，为IPv6业务铺路。

双栈技术虽然暂时可以解决IPv4与IPv6的互通问题，但是并不能减少IPv4地址的损耗，而只是相对较少地损耗IPv4公网IP地址，随着应用增加，运营商侧的IPv4地址不够实用的问题仍然凸显，如果长期发展下去，那么IPv4和IPv6共存的时间将会无限期延长。

如果终端运行双栈技术，那么IPv4和IPv6将在上游接入网运行在不同VLAN中，终端可按照端口不同，区别IPv4/IPv6数据流；终端也可以使用桥接技术简化IPv6实现难度。接入网在IPv4/IPv6下提供一致转发，相比之下，IPv6 VLAN下的管理能力更为重要。

2、DS-Lite方案具有较强的生命力

双栈方案并不能解决IPv4即将耗尽的问题，解决地址耗尽只能靠复用IP地址。传统的NAT44方式只能是业务长期固守IPv4上，时间一长还是会碰到地址耗尽和迁移到IPv6的问题。

DS-Lite是4over6隧道+NAT44的组合技术。双栈主机采用IPv6/IPv4地址和IPv6/IPv4节点进行通信。其中，终端对IPv6流简单路由转发，对于IPv4流以与CGN之间的4over6隧道方式承载。CGN设备将IPv4报文剥离，通过NAT44技术转换成公网地址访问IPv4节点。

DS-Lite方案比较巧妙地结合了NAT44和IPv6双栈这两种思路。考虑到IPv4与IPv6会在相当长的时间共存，主机以IPv4单栈和IPv4/IPv6双栈为主的实际情况，DS-Lite采用NAT44方式进行了IPv4传统业务的访问。而同时网络逐步进行IPv6化改造，这样网络升级与传统业务的支持就完全独立开，运营商可以直接升级其业务网络。对于一个产业链，各个节点都需要升级的演进过程，这一点非常重要。在DS-Lite的建设过程中，运营商升级网络（包括城域网、接入网）到支持IPv6（或者IPv4/IPv6双栈），发放支持DS-Lite的RG。虽然先期投入较大，但整个网络平滑演进。另外，DS-Lite的RG发放，可以与运营商现有家庭网关的发放工作结合起来。

ICP的建设需要保持双栈的思路。这不仅是业务迁移的需要，同时也是DS-Lite实现业务所必需的。DS-Lite并不提供IPv4单栈主机对IPv6服务器访问的支持，所以对开展在IPv6网络中的新业务，还必须提供IPv4的访问机制。也就是说，业务系统及其所在网络必须支持双栈，分别对来自IPv4和IPv6的主机服务。但这点对目前的运营商网络并不是太大问题，只是会增加业务系统的复杂度。

在该阶段，运营商网络将一步切换到IPv6，将IPv4的流量逐步吸收。支持IPv4单栈的计算机访问IPv4网络，DS-Lite终端与DS-Lite网关配合实现单播业务IPv4 over IPv6。接入网感知IPv6流量，提供IPv6单播。IPv6地址由BNG分配，IPv4地址由RG分配私网地址。多播业务可切换到IPv6，或者保留在原来的IPv4 VLAN中。终端支持IPv6 DS-Lite、IPv6路由功能。