助力IPv6平滑過渡新型CGN技術發揮大價值

中興通訊 | 黃孫亮

助力IPv6平滑過渡新型CGN技術發揮大價值

中興通訊 | 黃孫亮

IPv6過渡的復雜性需要虛擬化、可重構的CGN設備，以滿足不同過渡技術選擇、不同網絡環境、不同過渡階段的部署需求，降低建設和改造的成本。采用網絡功能虛擬化的方式能更好實現CGN的虛擬化和可重構，將是未來發展的重要趨勢。

IPv6的演進涉及到終端、網絡、業務系統等方面，是一個復雜的、龐大的系統工程。因此，選擇合適的過渡技術是IPv6演進的關鍵。

多年以來，出現了眾多的過渡技術，如：6PE、DS-Lite、NAT444、NAT64、6RD、PNAT、IVI/MAP、Smart6等。不同過渡技術實現方式差異大；不同的過渡技術分別針對不同的過渡場景，適用于不同的過渡階段。至今為止，尚無一種技術方案能全面解決IPv6過渡的問題。如何實現IPv6過渡已經成為一大難題。

因此，CGN設備需要具備很好的適應性，適應不同技術選擇，不同的演進階段，不同的部署需求，并最大程度降低成本，實現IPv6平滑過渡。

虛擬化和可重構的CGN技術方案

虛擬化和可重構的CGN技術方案采用可重構設計思路，提高設備的靈活性，適應不同技術選擇，不同的演進階段，不同網絡環境的部署需求。

可重構的CGN設計，基于通用處理器、硬件更加靈活，可以通過加載不同的軟件實現不同的功能。用戶可以根據需要，靈活設置加載的軟件模塊實現設備功能重構，滿足IPv6過渡不同階段的部署要求。避免投資浪費。

虛擬化CGN設計借鑒了云計算的設計理念，在硬件層面，對設備的硬件資源進行統一的虛擬資源池化，設備的CGN業務處理板內、業務處理板間的CPU資源形成業務處理資源池；在業務層面，基于虛擬CGN實例進行業務管理和部署，可針對不同的用戶創建多個CGN實例，根據不同CGN實例的業務處理需求，分配適當的CPU資源，充分資源利用率。同時也提高了CGN部署的靈活性。

圖1 虛擬化和多實例技術提升資源利用率

圖2 虛擬化和多實例實現CGN靈活備份

圖3 網絡功能虛擬化的CGN系統部署

虛擬化和可重構的CGN技術方案的優勢表現如下。

1） 提高資源利用率，降低建設投資成本（如圖1）

設備硬件資源虛擬化與多實例的結合能有效提高資源利用率。應用舉例如下：網絡中部署CGN設備為不同的虛擬運營商提供IPv6過渡服務。虛擬運營商A選用DS-lite技術，虛擬運營商B選用NAT64技術。在此場景下，如CGN設備不支持虛擬化和多實例，則需部署兩塊CGN板卡；而在CGN設備支持虛擬化和多實例的情況下，僅需部署一塊CGN板卡，開啟不同的CGN實例，分配相應的CPU資源即可。

2） 虛擬化和多實例實現靈活備份

在CGN備份場景中，采用虛擬化和多實例技術，不僅節省設備投資，還使得CGN備份更加靈活。舉例如下：網絡運營商部署CGN設備為不同的虛擬運營商提供IPv6過渡服務。虛擬運營商A選用DS-lite技術，虛擬運營商B選用DS-lite技術，虛擬運營商C選用NAT444技術；虛擬運營商A、B、C均需部署CGN的備份。

不采用虛擬化和多實例CGN技術方案的情況下，需為虛擬運營商A、B、C分別部署主用和備用CGN板卡，共計六塊CGN板卡。采用虛擬化和多實例CGN技術之后，僅需部署兩塊CGN板卡進行相互、靈活備份。在各CGN板卡上分別設置三個CGN實例，部署相互備份即可。如圖2。

3） 可重構技術提高CGN設備的適應性

可重構的設計使得CGN設備可以根據用戶的實際需求進行靈活設置，滿足不同過渡場景和過渡階段的部署需求。

CGN技術展望

由于IPv6過渡技術的復雜性，需要CGN設備具備靈活性和高可適應性，使得在設備的設計和實現上采用可重構和虛擬化技術來實現。這樣的設計思路使得CGN技術后續可以向網絡功能虛擬化(NFV)方向發展。

網絡功能虛擬化(NFV)是由BT、at&t、Verizon、中國移動等13家運營商聯合發起的。NFV的宗旨是實現網絡功能虛擬化，將網絡業務邊緣設備的各種業務功能剝離，采用通用的服務器實現，從而達到簡化網絡、提高利用率、降低成本的目的。

通過對IPv6過渡技術及CGN設備的實現分析，我們認為，CGN實現的IPv6的過渡功能集與網絡的基本功能集存在差異，可進行剝離。剝離出來的CGN功能集可采用NFV架構，采用通用服務器進行實現。如圖3所示，在網絡中部署通用服務器群形成業務處理資源池，將網絡的CGN業務功能虛擬化，形成模塊化的軟件系統，根據用戶的需要靈活加載，滿足不同應用場景的部署要求。

通過網絡功能虛擬化(NFV)實現的CGN，具有性能更強、可擴展性更好、功能模塊靈活加載，資源利用率更高，成本更低等優點。因此，基于網絡功能虛擬化的CGN將是未來CGN發展的重要趨勢。