中國(guó)電信IPv6網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)和融合之道

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中國(guó)電信IPv6網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)和融合之道,,,,議程,IPv4的挑戰(zhàn)與對(duì)策 困惑與思考 IPv6過(guò)渡技術(shù)選擇 IPv6過(guò)渡方案探討 IPv6運(yùn)營(yíng)商案例,,,IPv4的挑戰(zhàn)與對(duì)策,IPv4 地址的危機(jī),see http://www.potaroo.net/tools/ipv4/index.html formore details,,free pool of large IPv4 /8 blocks will expire sometime in 2011/2012 timeframe,,IPv4地址實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)（2010.1.8）,346：IPv4向IPv6過(guò)渡的3個(gè)階段,IPv6 Internet,2009,2012,2020+,,Today,IPv4 Run-Out,IPv4,IPv6,IPv4延續(xù),雙棧共存,IPv6占優(yōu),IPv6演進(jìn)圖,,,困惑與思考,業(yè)務(wù)發(fā)展與地址枯竭的矛盾,業(yè)務(wù)發(fā)展 3G業(yè)務(wù)發(fā)展：移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)用戶數(shù)量以千萬(wàn)級(jí)增長(zhǎng)，3G數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)具有在線時(shí)間長(zhǎng)，地址消耗量大特點(diǎn) IPTV、物聯(lián)網(wǎng)等業(yè)務(wù)發(fā)展需要大量的地址； 互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)發(fā)展：新增用戶，新建網(wǎng)絡(luò)，Web2.0，P4P等新型業(yè)務(wù)都需要大量公網(wǎng)地址 地址枯竭 IPTV的地址申請(qǐng)：已經(jīng)申請(qǐng)不到公網(wǎng)地址，只能以私網(wǎng)地址形式開展業(yè)務(wù) 新建網(wǎng)絡(luò)：各省地址申請(qǐng)已比較困難，限制了網(wǎng)絡(luò)發(fā)展 IPv4地址將成為稀缺資源：價(jià)格昂貴,中國(guó)電信對(duì)IPv6的思考,優(yōu)點(diǎn) 地址不再是問(wèn)題； 新的契機(jī)：新的網(wǎng)絡(luò)，可以制定新的商業(yè)模式。例如，”時(shí)長(zhǎng)＋流量＋…”等更合理收費(fèi)機(jī)制可以推行； 新的業(yè)務(wù)：大量需要端到端互通的業(yè)務(wù)可大力發(fā)展，可大力推動(dòng)電信業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)型； 缺點(diǎn) IPv6和IPv4地址格式不兼容?，F(xiàn)有的大量網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用系統(tǒng)在IPv6網(wǎng)絡(luò)中無(wú)法使用。這些系統(tǒng)需要在源碼級(jí)進(jìn)行修改； 缺乏有效的商業(yè)化發(fā)展模式； 隧道技術(shù)眾多,但translation技術(shù)不成熟；,,,IPv6過(guò)渡技術(shù)選擇,IPv6過(guò)渡技術(shù)選擇,過(guò)渡技術(shù)主要解決IPV4和IPV6網(wǎng)絡(luò)共存狀況下的互聯(lián)互通，主要有三種策略： 雙棧協(xié)議（Dual Stack):設(shè)備升級(jí)到IPv6的同時(shí)保留IPv4支持;應(yīng)用程序可以選擇使用IPv6或IPv4;協(xié)議允許應(yīng)用逐漸從IPv4過(guò)渡到IPv6 隧道封裝(Tunneling):IPv6報(bào)文作為IPv4的載荷，或由MPLS承載在IPv4 Internet海洋中連接多個(gè)IPv6孤島； 協(xié)議轉(zhuǎn)換：提供IPV4和IPV6的互通動(dòng)作。如有狀態(tài)、無(wú)狀態(tài)的NAT技術(shù)等提供IPv6與IPv4互相訪問(wèn)地技術(shù)，適用于IPv6 Inernet與IPv4 Internet共存，而兩者又需要互相訪問(wèn)的要求。,過(guò)渡技術(shù)一、Dual-Stack 雙棧,IPv4和IPv6需要全面部署在所有的網(wǎng)絡(luò)設(shè)施 路由協(xié)議均支持IPv4和IPv6； 內(nèi)容、應(yīng)用和服務(wù)均支持IPv4和IPv6； 雙棧網(wǎng)絡(luò)對(duì)于最終用戶是透明的 如果DNS域名查詢返回的是IPv6地址，那么用戶就使用IPv6地址進(jìn)行相關(guān)訪問(wèn)； 如果沒(méi)有返回的IPv6地址，而是返回的IPv4地址，那么用戶就使用IPv4地址進(jìn)行訪問(wèn)； 雙棧無(wú)法解決IPv4和IPv6互訪的問(wèn)題,可以預(yù)見，在網(wǎng)絡(luò)的演進(jìn)中雙棧會(huì)持續(xù)很長(zhǎng)時(shí)間?。?過(guò)渡技術(shù)二、 Tunnel 隧道技術(shù),隧道技術(shù)解決初期的IPv6網(wǎng)絡(luò)或節(jié)點(diǎn)間相互隔離的問(wèn)題，各種不同的隧道技術(shù)適用不同的需要； 主流隧道技術(shù)比較:,推薦,推薦,,,,,,,,RG,6rd,,,,6rd Border Relays,“One line” global config for IPv6 Gateway,IPv6,Subscriber IPv6 prefix derived from IPv4 address,,Simple, stateless, automatic IPv6-in-IPv4 encap and decap functions IPv6 traffic automatically follows IPv4 Routing BRs placed at IPv6 edge, addressed via anycast for load-balancing and resiliency Defined in draft-ietf-softwire-ipv6-6rd,,IPv4,IPv4 + IPv6 Core,,IPv6,IPv6,6rd,,6rd,6rd,什么是6RD（IPv6 Rapid Deployment）？,IPv4 Access Network,,,6RD – 如何對(duì)IPv6報(bào)文進(jìn)行封裝與透?jìng)鳎?IPv6 Internet,ISP IPv6 Core,ISP IPv4 Core,Subscriber Network (v4+v6),BNG,6rd RG,6rd BR,10.100.100.1,2001:4860:0:1001::68,Destination IPv4 Address,Destination IPv6 Address,Payload,Payload,(2001:4860:0:1001::68),3456:789:8101:0101::1,Source IPv6 Address,129.1.1.1,Source IPv4 Address,10.100.100.1,2001:4860:0:1001::68,3456:789:8101:0101::1,129.1.1.1,2001:4860:0:1001::68,3456:789:8101:0101::1,2001:4860:0:1001::68,Payload,3456:789:8101:0101::1,2001:4860:0:1001::68,Payload,3456:789:8101:0101::1,10.100.100.1,129.1.1.1,2001:4860:0:1001::68,Payload,3456:789:8101:0101::1,10.100.100.1,129.1.1.1,2001:4860:0:1001::68,Payload,3456:789:8101:0101::1,Payload,Payload,Encapsulation Legend,Address Legend,10.100.100.1,6RD BR Anycast Address,129.1.1.1,RG Global IPv4 Address, obtained via DHCPv4,2001:4860:0:1001::68,www.google.com IPv6 Address,3456:789:8101:0101::1,RG IPv6 Address, SP IPv6 Prefix 3456:789/28 obtained via DHCPv4 new option or TR69,v6 prefix derived from v4 addr,copy v4 addr from v6,6RD的優(yōu)勢(shì),高可用性 6RD是無(wú)狀態(tài)協(xié)議, 和邊界網(wǎng)關(guān)沒(méi)有信令的交互，便于隧道擴(kuò)展； 6RD可以采用Anycast技術(shù)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)層面的高可以用；家庭網(wǎng)關(guān)可以根據(jù)路由查找最近的邊界網(wǎng)關(guān)； QoS保障 DSCP位可以從v6報(bào)文頭靈活映射到v4的隧道報(bào)文頭中； 實(shí)現(xiàn)用戶端到端的QoS保證； 安全性 邊界網(wǎng)關(guān)驗(yàn)證IPv6的源地址是否匹配隧道報(bào)文頭的IPv4地址； 家庭網(wǎng)關(guān)驗(yàn)證隧道報(bào)文頭的IPv4地址是否為邊界網(wǎng)關(guān)的Anycast地址；,過(guò)渡技術(shù)三、 地址翻譯技術(shù),Carrier Grade NAT (CGN) 支持不同地址族之間的互訪（stateful、stateless）； 滿足運(yùn)營(yíng)商要求的可擴(kuò)展性和高可用性； 也被稱作 Large Scale NAT (LSN)； NAT-PT (NAT - Protocol Translation) NAT-PT 已經(jīng)被IETF廢除； 思考題：NAT只能解決IPv4和IPv6報(bào)文頭的翻譯，但如何解決ALG的問(wèn)題？ 把這些事情應(yīng)該交給應(yīng)用層面去解決！！,,,IPv6遷移方案——城域網(wǎng),城域網(wǎng)組網(wǎng)拓?fù)?,,,,,,,Video IPv6 Multicast,,,,DistributedComputing (GRID),,Enterprise,Internet,ISP A,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,PSTN,Dial,,,,DSLAM,,,DSL,,802.11,,,,Access,Ethernet,,DOCSIS 3.0 Proposal,Cable,Mobile,,,RAN,,,,NAS,BAS,Head-End,,,,,,,,ATM RFC 1483 Routed or Bridged (RBE) PPP, PPPoA, PPPoE, Tunnel (Cable),Dual-Stack or MPLS (6PE) Core,,IPv4/IPv6,IPv4/IPv6 Firewall PIX?, Cisco IOS? FW,,場(chǎng)景分析 雙棧、NAT64等技術(shù)完全成熟 v4v6用戶均可以訪問(wèn)internet 技術(shù)要點(diǎn) 網(wǎng)絡(luò)設(shè)備均支持雙棧技術(shù)，CR上支持NAT技術(shù),Public IPv4 Internet,= public IPv4,,= private IPv4,,= public IPv6,,Public IPv6,,,Public IPv4,,,,CGN,Public IPv6,,BRAS/SR,CR,Dual-Stack,,,,,IPv4/IPv6,NAT64,,,,城域網(wǎng)寬帶用戶IPv6過(guò)渡方案（目標(biāo)）：雙棧+NAT64,SW,SW,構(gòu)建雙棧網(wǎng)絡(luò)的挑戰(zhàn),優(yōu)點(diǎn) 1、具有長(zhǎng)期成本效益的模型； 2、一旦IPv6的應(yīng)用完善，IPv4可以很容易終止； 不足 1、雙棧不能降低IPv4地址的消耗，同樣受限于現(xiàn)有的IPv4地址空間； 2、在現(xiàn)有IPv4的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備上啟用IPv6，需要增加額外的硬件升級(jí)費(fèi)用； 3、不能解決純IPv6終端客戶訪問(wèn)IPv4網(wǎng)絡(luò)的問(wèn)題； 4、雙棧網(wǎng)絡(luò)運(yùn)維經(jīng)驗(yàn)欠缺（包括人員及設(shè)備）；,IPv6,IPv6,PPP,Dual Stack ISP Network,IPv4 Access Network,,PPPoE,L2TP,IPv6 Prefix,IPv4 Prefix,RG,Core Router,BRAS/LAC,LNS,LNS分配ipv6地址,城域網(wǎng)寬帶用戶IPv6過(guò)渡方案：L2TP Tunnel+NAT64,現(xiàn)網(wǎng)中存在DSLAM/Switch/BRAS不支持ipv6功能； 需要額外設(shè)備分配ipv6地址； AAA功能依然通過(guò)BRAS完成；,小結(jié): 通過(guò)部署LNS，解決ipv6用戶接入問(wèn)題，充分利用現(xiàn)網(wǎng)設(shè)備資源，節(jié)省投資。,IPv6,,ISP Network,,IPv6 Prefix,IPv4 Prefix,IPv6,6RD RG,6RD BR,ISG,IPv4,IPoE方式,DHCP,小結(jié): 6RD隧道技術(shù)完全獨(dú)立于寬帶用戶接入方式，便于靈活部署。,城域網(wǎng)寬帶用戶IPv6過(guò)渡方案：6RD Tunnel+NAT64,場(chǎng)景：現(xiàn)網(wǎng)中存在不支持ipv6功能的網(wǎng)元； 要求：家庭網(wǎng)關(guān)支持6RD功能；,IPv6,,PPP,ISP Network,,PPPoE,IPv6 Prefix,IPv4 Prefix,IPv6,6RD RG,6RD BR,BRAS,IPv4,PPPoE方式,IPCP,城域網(wǎng)精品平面業(yè)務(wù)IPv6過(guò)渡方案,,Private IPv4,,,,CGN,Public IPv6,,SR,Core,Dual-Stack,,,,IPv4/IPv6,NAT,,,= public IPv4,,= private IPv4,,= public IPv6,,政企業(yè)務(wù),移動(dòng)業(yè)務(wù),IP RAN（EV-DO、LTE） CDMA+WLAN；,CN2業(yè)務(wù)延伸 本地L2/L3 VPN DDN、幀中繼、ATM業(yè)務(wù)替代 普通視頻和VPN視頻承載服務(wù) 增值業(yè)務(wù)服務(wù)(DDOS防護(hù)…),公眾IPTV業(yè)務(wù),BTV和VOD的高質(zhì)量承載,,,,,v4/v6雙棧,,,Public IPv6,,,Voice/IPTV,,企業(yè)客戶,CN2,PE,PE,,IPv6內(nèi)容,6PE隧道,163,,IPv4內(nèi)容,,城域網(wǎng)IPv6過(guò)渡技術(shù)演進(jìn)路線,DS-Lite （ipv4 over ipv6）,IPv6 Internet,IPv4,Dual-Stack+NAT,All IPv4,IPv4 and IPv6 共存,All IPv6,,,,IPv6遷移方案——移動(dòng)業(yè)務(wù),,,現(xiàn)狀：Simple?IPv4 + Proxy Mobile IPv4,163,PDSN FA-COA v4,CN2,HA,FA,PPP,MIPv4 Tunnel,HA v4,,V4 address,MN,V4 Binding,SIPv4+ PMIPv4應(yīng)用分析 設(shè)備v4地址充足 WAP業(yè)務(wù)使用私有v4地址，即將通過(guò)PMIPv4實(shí)現(xiàn)歸屬地接入 NET業(yè)務(wù)使用公開v4地址，逐漸消耗中 結(jié)論：地址資源主要制約NET業(yè)務(wù)發(fā)展,,V4 IPFlow,PMIPv4,,,目標(biāo)：Dual-Stack Proxy Mobile?IPv6,163,Dual-Stack Proxy MIPv6特點(diǎn)分析 LMA/MAG必須具有v6地址，v4可選，信令格式基于PMIPv6 LMA/MAG推薦用v6互通，與MN進(jìn)行v4或v6訪問(wèn)無(wú)關(guān) PDSN必須支持Dual-Stack-IP-Flow over PPP,PDSN v6(or v4),CN2,PPP,HA v6(or v4),v6,v4,,,MN,V6 Binding,V4 Binding,Dual-Stack Proxy MIPv6應(yīng)用分析 核心網(wǎng)需支持雙棧 信令變化大 PDSN/HA要求高，最好通過(guò)v6互通 MN要求低，v4和v6通信沒(méi)有互相依賴關(guān)系 IPv6可以Always-on，IPv4按需分配 結(jié)論：應(yīng)是包括3GPP SAE在內(nèi)的發(fā)展目標(biāo),MIPv6 Tunnel,V6 Address,V4 Address,,,V6 IPFlow,V4 IPFlow,PE,PE,,IPv6內(nèi)容,,IPv4內(nèi)容,6PE隧道,Dual-Stack Simple?IPv6,Dual-Stack SIPv6特點(diǎn)分析 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 PDSN必須支持雙棧 PDSN必須支持Dual-Stack-IP-Flow over PPP PDSN可選支持6over4隧道,Dual-Stack MIPv4應(yīng)用分析 承載網(wǎng)需支持雙?；?over4隧道 PDSN改動(dòng)較大 IPv6可能首先用于WAP，實(shí)現(xiàn)Qchat、VT等業(yè)務(wù)的Always-on IPv4地址仍然用于訪問(wèn)互聯(lián)網(wǎng) 結(jié)論：失去了WAP流量的回歸屬設(shè)計(jì)， 不符合已經(jīng)形成的網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃,,,163,PDSN v4 and v6,CN2,PPP,,,MN,V6 Address,V4 Address,,,V6 IPFlow,V4 IPFlow,Reject！,,第一階段：IPv6業(yè)務(wù)（WAP/VT）作為CN2的一個(gè)VPN業(yè)務(wù)，通過(guò)6PE/6VPE隧道技術(shù)送至IPv6內(nèi)容服務(wù)器,163,CN2 6PE/6VPE,模型分析 WAP等自營(yíng)業(yè)務(wù)要求終端使用v6地址訪問(wèn)v6內(nèi)容 PDSN/CE/PE均支持雙棧，PE設(shè)備支持6PE/6VPE Internet業(yè)務(wù)使用公開v4地址,PDSN/HA,IPv6內(nèi)容服務(wù)器,MN,PE1,PE2,CE,PPP,PE3,FW,,,,HA,,,Proxy MIPv6 Tunnel,,,,v4/v6雙棧,,v4 only+ 6PE tunnel,,v4/v6雙棧,,,,,Internet v4業(yè)務(wù),漫游IPv6業(yè)務(wù),本地IPv6業(yè)務(wù),,,,,第二階段：IPv6 Internet業(yè)務(wù)作為CN2的一個(gè)VPN，集中統(tǒng)一出口連至NAT網(wǎng)關(guān)。,163,CN2 6PE/6VPE,模型分析 自營(yíng)業(yè)務(wù)終端使用v6地址訪問(wèn)v6內(nèi)容 部分Internet業(yè)務(wù)使用公開v4地址 部分Internet業(yè)務(wù)使用v6地址 PDSN/CE/PE均支持雙棧，PE設(shè)備支持6PE/6VPE,PDSN/HA,IPv6內(nèi)容服務(wù)器,MN,PE1,PE2,CE,PPP,PE3,FW,,,,HA,,,Proxy MIPv6 Tunnel,,,,v4/v6雙棧,,v4 only+tunnel,,v4/v6雙棧,,,,漫游IPv6業(yè)務(wù),本地IPv6業(yè)務(wù),,,,,地址翻譯設(shè)備,Internet 業(yè)務(wù),PE4,,MN,CGN,,第三階段：IPv6 Internet流量通過(guò)CE送至NAT網(wǎng)關(guān)。,163,CN2 6PE/6VPE,模型分析 自營(yíng)業(yè)務(wù)終端使用v6地址訪問(wèn)v6內(nèi)容 Internet業(yè)務(wù)使用v6地址 網(wǎng)絡(luò)設(shè)備均支持雙棧，PE設(shè)備支持6PE/6VPE,PDSN/HA,IPv6內(nèi)容服務(wù)器,MN,PE1,PE2,CE,PPP,PE3,NAT/FW,,,,HA,,,Proxy MIPv6 Tunnel,,,,v6 only,,v4/v6雙棧+tunnel,,v6 only,,,,,漫游IPv6業(yè)務(wù),本地IPv6業(yè)務(wù),,,,Internet 業(yè)務(wù),地址翻譯設(shè)備,CGN,,,IPv6遷移方案——骨干網(wǎng),,,,,CN2：通過(guò)部署 6PE/6VPE減少對(duì)核心網(wǎng)的壓力,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,GE,GE,GE,,,IPv6 Server,6PE router,,IPv6 Network,,MPLS/IPv4,MPLS Core,,,GE,IPv4 Server,,NAT-PT,Only IPv6 segment,,,CN2 PE之間運(yùn)行6PE或者6VPE,,,企業(yè)客戶,,,,MP-iBGP session,6PE router,v6,v4/v6,v4,CE,企業(yè)客戶,,,,,,,POP,,,163骨干：IPv4-IPv6雙棧組網(wǎng)方案,,,,,802.11 Hot-Spot,,,,,Dual-Stack Core,,,,,,,,,,,,,,,,IPv6 Broadband Users,,Peering,DSL, Cable FTTH,,6to4 Relay Courtesy Service,,,,,Enterprise,Dual-Stack or Dedicated L2 circuits,,,163骨干啟用雙棧,Mobile User,總結(jié),,,IPv6運(yùn)營(yíng)商案例,IPv6行業(yè)情況,NTT East 2005年完成國(guó)內(nèi)網(wǎng)絡(luò)的Native IPv6服務(wù) Cisco CRS-1， ASR1000 NTT Communication 網(wǎng)絡(luò)具備Dual Stack能力，提供IPv6服務(wù) AT&T 在2009年網(wǎng)絡(luò)全面啟動(dòng)IPv6功能，采用6PE技術(shù)接入商業(yè)客戶 Free telecom 已經(jīng)可以正式提供 IPv6接入服務(wù)，采用6RD技術(shù) Comcast 在2006年骨干路由器全部是啟用IPv6功能 – Cisco CRS-1, 7600； 采用了v4 over v6的技術(shù),39,NTT新業(yè)務(wù)驅(qū)動(dòng)IPv6的應(yīng)用,NTT-East rolled out native IPv6 multicast services instead of IPv4 offering IPTV, music and games: http://www.ipv6style.jp/en/action/20040902/index.shtml The IPv6 solution is scaleable since it allows for the replication to be performed at the access layer,AT&T IPv6 演進(jìn)計(jì)劃,采用6PE/6VPE提供商業(yè)客戶的ipv6接入,FREE Telecom通過(guò)6RD提供IPv6服務(wù),IPv4 only access & aggregation network,IPv4 / IPv6 access & aggregation network,Freebox DSLAM,,,,Cat4500 FTTH Access,Cat6500,CRS-1,Freebox DSLAM,IPv4 / IPv6 core network,6RD Gateway,,Up to 24Mbit/s,100 Mbit/s,IPv6 Internet,IPv4 Internet,CRS-1,,Cat6500,,,,,,,,draft-despres-6rd-02.txt “6to4-like” (RFC3056),Comcast 速覽 2400萬(wàn)有線用戶 (54%的普及率) 1100萬(wàn)互聯(lián)網(wǎng)用戶和300萬(wàn) VoIP用戶 在55 個(gè)市場(chǎng)中有 817個(gè)視頻集線器,服務(wù) STB HD/DVR/VoD 高速互聯(lián)網(wǎng) (6Mbps) VoIP 商業(yè)服務(wù) 50-100Mbps (試用中) STB IP 視頻 (已規(guī)劃) 高級(jí)廣告 (已規(guī)劃) …,Comcast 通過(guò)2,000多臺(tái)CRS-1 +C7600提供IPv6服務(wù),40G IP over DWDM骨干,總結(jié),網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜性和設(shè)備的多樣性決定了IPv4向IPv6過(guò)渡需要多種技術(shù)共存 163實(shí)施雙棧技術(shù) CN2實(shí)施6PE隧道技術(shù) 移動(dòng)分組域?qū)嵤╇p棧+PMIPv6技術(shù) 城域網(wǎng)實(shí)施雙棧、L2TP、6RD、CGN等多種過(guò)渡技術(shù) 建立產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟完善端到端的IPv6應(yīng)用 應(yīng)用層廠商承擔(dān)相應(yīng)的職責(zé) 探索IPv6業(yè)務(wù)，豐富IPv6內(nèi)容； 走出“革命”路線，成為IPv6的領(lǐng)先的實(shí)踐者!,,,,Q and A,