基于IPv6技術(shù)的應(yīng)用及部署研究

麥雪龍

摘要：隨著互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)的飛速發(fā)展， IPv4地址耗盡以及IPv4地址區(qū)域分配的不均衡不僅成為運(yùn)營商業(yè)務(wù)增長和拓展的一個瓶頸，而且嚴(yán)重制約了IP技術(shù)的應(yīng)用和未來網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，IPv6作為下一代網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)以及鮮明的技術(shù)優(yōu)勢得到了廣泛的認(rèn)可。本文首先剖析迅猛的業(yè)務(wù)增長對IPv4地址的海量需求導(dǎo)致IPv4地址短缺的問題日益突出，網(wǎng)絡(luò)安全性問題也越來越引起人們的關(guān)注，引出基于IPV6的地址部署方案和業(yè)務(wù)安全策略研究。該研究成果對于未來IPV4地址緊缺進(jìn)而過渡到IPV6的地址分配方案的選擇，以及日后IPV6安全策略的部署具有一定的參考價值。

關(guān)鍵詞：IPv4;IPv6;移動IPv6

一、移動互聯(lián)網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)迅猛發(fā)展引發(fā)的問題

2011年IPv4地址已經(jīng)被分配完，現(xiàn)有的IPv4地址只能提供大約43億地址，其中可用的約30億，原本歷史上的原因已經(jīng)造成了IP地址分配不均衡的問題，再加上現(xiàn)在增長的寬帶業(yè)務(wù)、移動終端業(yè)務(wù)、LTE網(wǎng)絡(luò)的普及和物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展使得IPv4地址短缺的問題尤為突出。另外，目前移動的LTE語音網(wǎng)絡(luò)建設(shè)部署已經(jīng)從CSFB開始逐步向SRVCC來進(jìn)行過渡，由于全網(wǎng)的IP化，在實(shí)現(xiàn)VOLTE來進(jìn)行通話的過程中需要由SAEGW分配IPV6地址來進(jìn)行承載，所以部署IPV6迫在眉睫。

二、IPV6演進(jìn)方案

要部署IPV6網(wǎng)絡(luò)，首先要解決IPV4和IPV6網(wǎng)絡(luò)共存的問題和如何訪問IPV6網(wǎng)絡(luò)的問題。因?yàn)楦鬟\(yùn)營商IPv4地址持有狀況差別很大，導(dǎo)致不同的運(yùn)營商部署IPv6的動力也不一致，所以在部署IPV6的過渡時期里IPV4與IPV6長期共存的局面不可避免。目前IPV6的過渡技術(shù)分為三類：雙棧（DS）、隧道和NAT。根據(jù)具體的應(yīng)用場景選擇相應(yīng)的技術(shù)方案;沒有最好的過渡技術(shù)方案，沒有任何一種技術(shù)方案能夠解決所有問題;通常是多種技術(shù)組合成不同的過渡方案，滿足不同的網(wǎng)絡(luò)訪問場景。

三、IPV6地址分配的部署方案

IPv6協(xié)議是下一代互聯(lián)網(wǎng)的核心協(xié)議，它不僅解決了IPv4協(xié)議所暴露的諸多缺陷，如地址稀缺、路由表龐大、對移動設(shè)備支持不足等問題，而且對以后物聯(lián)網(wǎng)的部署和發(fā)展也有重要的意義。IPV6的一個重要目標(biāo)便是支持“即插即用”，也就是說無需任何人工干預(yù)，就可以將一個節(jié)點(diǎn)插入IPv6網(wǎng)絡(luò)并在網(wǎng)絡(luò)中啟動，所以我們需要有快速分配IP地址的機(jī)制和方法來支持IPV6“即插即用”的特點(diǎn)，從而突出IPV6地址的優(yōu)勢。

IP地址的配置可以分為手動分配和自動分配兩種，從IPv4升級到IPv6，用戶自動獲取地址的協(xié)議發(fā)生了變化。在IPV4的地址分配里，我們采用對集團(tuán)專線和電路租用的客戶使用手動分配地址的方式來進(jìn)行分配，對家客撥號用戶和WLAN的地址分配則采用DHCP動態(tài)主機(jī)配置協(xié)議來自動進(jìn)行分配。

四、移動IPV6技術(shù)的應(yīng)用

快速靈活的地址分配方式讓用戶互聯(lián)網(wǎng)的接入變得更加簡單，而發(fā)展迅速的互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用也對用戶接入網(wǎng)絡(luò)的連續(xù)性、快速性和穩(wěn)定性提出了更高的要求。因此，下一代網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展方向之一是向多元化的無縫寬帶接入網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)，各種有線、無線接入方式對于用戶業(yè)務(wù)體驗(yàn)需要提供通用的移動性，使用戶隨時隨地可以享受到統(tǒng)一的業(yè)務(wù)特性。

確實(shí)，現(xiàn)代通信網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展和高新科技的進(jìn)步改變著人們的工作與生活，互聯(lián)網(wǎng)的業(yè)務(wù)也朝著新的方向去發(fā)展。各種設(shè)備終端如手機(jī)、IPAD、手提甚至以后的空調(diào)、冰箱等各種智能家電希望擺脫各個網(wǎng)絡(luò)之間的隔閡能夠快速、穩(wěn)定地接入互聯(lián)網(wǎng)，擁有自己獨(dú)立的IP地址，尋址更加簡單。在新的互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的世界里，對設(shè)備終端的移動性有了更高的要求，希望隨時隨地能在主機(jī)移動的過程中依然保持像靜止中一樣質(zhì)量的網(wǎng)絡(luò)通信，這就要必須改變現(xiàn)在IPv4的當(dāng)主機(jī)離開所在子網(wǎng)時IP地址改變的現(xiàn)狀，IP地址的改變將影響上層應(yīng)用的通信與服務(wù)質(zhì)量。

IPv4在設(shè)計之初并沒有考慮到終端設(shè)備的移動性，當(dāng)設(shè)備離開原地點(diǎn)時需要從網(wǎng)絡(luò)上斷開，到了另一個地方重新連接時那就需要重新給設(shè)備分配新的IP地址、子網(wǎng)掩碼和默認(rèn)網(wǎng)關(guān)才能重新上網(wǎng)，這使得用戶上網(wǎng)的連續(xù)性遭到了破壞，因?yàn)門CP等高層的協(xié)議是利用IP地址來對用戶來進(jìn)行識別的，IP地址變了，TCP連接就無法維持，基于TCP協(xié)議的很多業(yè)務(wù)將受到影響。

IPv4的地址是逐層來進(jìn)行處理的，路由器會根據(jù)收到的數(shù)據(jù)包的IP地址的網(wǎng)絡(luò)前綴來將數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)到相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)上，該網(wǎng)絡(luò)上的網(wǎng)關(guān)根據(jù)IP地址的后幾位再把數(shù)據(jù)包發(fā)送到指定的子網(wǎng)上，最后子網(wǎng)上的接入路由器查看數(shù)據(jù)包地址的最后幾位來把它移交到特定的主機(jī)上去。這一系列的過程都是根據(jù)IP地址來走的，并不是針對用戶個人的。IPv4這種IP地址逐層解析的方式要求設(shè)備固定接入某個子網(wǎng)，并且不會在更大的網(wǎng)絡(luò)之間移動。要想網(wǎng)絡(luò)尋址始終針對特定用戶而且能夠保持網(wǎng)絡(luò)連接的連續(xù)性與穩(wěn)定性，這就要引入基于IPv6地址協(xié)議的移動IPv6技術(shù)。

五、結(jié)束語

目前，由于NAT技術(shù)的應(yīng)用和主流互聯(lián)網(wǎng)大國擁有較多IPv4地址的原因?qū)е翴Pv6網(wǎng)絡(luò)的部署、普及、發(fā)展和上線還比較緩慢，但是由于IPv4向IPv6發(fā)展的必然性，加上都不想在以后部署上線的時候落后他人一步，所以目前大多數(shù)國家和地區(qū)運(yùn)行商的核心網(wǎng)設(shè)備都已經(jīng)開始升級支持IPv6業(yè)務(wù)并完成了測試。湛江分公司依照省公司的要求已經(jīng)在承載網(wǎng)和CMNET的省內(nèi)和省際網(wǎng)絡(luò)上部署了IPv6的雙棧模式，城域網(wǎng)側(cè)的部署也已經(jīng)開始提上了日程，預(yù)計今年底明年初開始部署。在IPv6的應(yīng)用側(cè)，由于業(yè)務(wù)量太少，加上設(shè)備還沒有完全實(shí)現(xiàn)全網(wǎng)的兼容，所以基于移動IPv6的應(yīng)用就更加少之又少了，因此移動IPv6這項(xiàng)技術(shù)暫時還未能普及開來，但是相信在不久的將來移動IPv6將在物聯(lián)網(wǎng)的世界里發(fā)揮出它的最大優(yōu)勢，得到更廣泛的應(yīng)用和發(fā)展。

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