企業自主研究IPv6和SDN的攻關工作

一、引言

中國石油長慶油田分公司第九采油廠作為國內石油行業的領軍企業，深知IPv6和SDN在提升企業網絡性能、安全性和管理效率方面的重要性。為了滿足企業日益增長的網絡需求，第九采油廠決定開展自主研究，攻克IPv6和SDN的難題，并將其應用于實際網絡實施項目中。

二、IPv6技術概述

（一）IPv6基本概念

IPv6，全稱為互聯網協議第6版，是全球公認的下一代互聯網商業應用解決方案。這一版本是由國際標準化組織IETF制定的，與IPv4相比，IPv6具有更大的地址空間，其地址數量號稱可以為全世界的每一粒沙子編上一個地址，有助于防止網絡攻擊和數據泄露。

（二）IPv6地址分配方式

無狀態自動配置允許設備自動從網絡上獲取IPv6地址，而不需要手動配置或中央服務器。在接口上啟用IPv6并分配地址前綴。設備將從鏈路上學習IPv6地址前綴，并自動配置其IPv6地址。在R2的例子中，通過無狀態自動配置，R2從R1的f0/0接口獲取了地址前綴2012：：，并將其用于配置自己的f1/0接口。當R2的f1/0接口配置了無狀態自動配置default后，它沒有默認路由。如果R2的f1/0接口配置了無狀態自動配置default，它將添加一個默認路由，將R1的f0/0作為網關。DHCPv6是用于IPv6的動態主機配置協議，它允許設備從DHCP服務器自動獲取IPv6地址和其他網絡配置信息。DHCPv6本地地址池創建本地IPv6地址池。將本地地址池綁定到DHCP服務器。在接口上應用DHCPv6服務器。設備將從DHCP服務器請求和獲取IPv6地址和其他網絡配置信息。

（三）IPv6路由選擇機制

靜態路由需要管理員手動配置，適合結構簡單的IPv6網絡。在創建IPv6靜態路由時，管理員可以靈活地選擇指定出接口和下一跳，或者只指定其中之一。當配置相同目的地址的多條靜態路由時，通過指定不同的優先級可以實現負載分擔或備份功能。公網上配置IPv6靜態路由提供了用于在公網上配置IPv6靜態路由的命令格式。在VPN實例下配置IPv6靜態路由提供了在VPN實例下配置IPv6靜態路由的命令格式。如果未配置優先級，靜態路由的默認優先級為60。通過將目的地址和前綴長度都配置為全0（：：/0），可以配置默認路由。在undo命令中配置參數permanent時，只能取消IPv6靜態路由的永久發布，不能刪除IPv6靜態路由。某公司網絡部署了IPv6網絡進行業務測試，初期通過靜態路由實現IPv6網絡的互聯互通。

三、企業自主研究IPv6與SDN的現狀

（一）國內企業SDN應用現狀

新華三發布的AD-NET6.0具有六項重要功能，涵蓋了統一底盤實現云智原生、全域聚合實現業務協作、應用洞察提升全棧透視、網隨意動推進智能駕馭、復合孿生賦能服務優化和自主架構提供敏捷體驗。

（二）國內企業IPv6應用現狀

國內IPv6活躍用戶數已達7.765億，IPv6用戶占比達到71.96%，IPv6用戶規模已位居世界前列。2023年我國移動網IPv6流量占比首次超過50%；固定網絡IPv6流量占比明顯提速，超過20%。所有重點網站應用IPv6支持率都在80%以上。其中，金融央企門戶網站支持率最高，已達100%，其次是Top 100移動互聯網應用達99%，雙一流大學網站、中央企業門戶網站、中央重點新聞媒體網站都達到90%以上。

（三）企業自主研究IPv6與SDN的需求

第九采油廠決定開展企業自主研究，探索IPv6與SDN在其業務運營中的實際應用和需求。SDN作為一種新型的網絡架構，其核心思想是將網絡的控制與數據層面分離，實現網絡流量的靈活控制。通過SDN，企業可以更加便捷地實現網絡的動態配置、流量優化和管理，生產網與辦公網物理隔離，在廠級生產網和辦公網邊界部署隔離防火墻（Hillstone SG-6000-G3150），隔離防火墻上做靜態地址轉換實現辦公網訪問生產網服務器。隔離防火墻創建DMZ區域，使廠級生產服務器位于DMZ區域。其中生產網核心設備1臺，型號H3C S12504X；匯聚設備5臺，型號有H3C S12504X（1臺）、H3C S7502E（2臺）、Cisco C4507R（1臺）、H3C S5560（1臺）；接入層交換共157臺，設備類型有H3C S5130（74）、H3C S5110（56臺）、H3C S5500（1臺）、HW S5720S（5臺）、WS-C3560（2臺）、WSC2960-24-S（19臺）。

四、企業自主研究IPv6與SDN的關鍵技術優化

（一）IPv6與SDN的集成技術

IPv6與SDN的集成首先需要實現網絡設備的SDN就緒。這涉及到對現有網絡設備進行軟件和硬件的升級，使其支持SDN協議和控制接口。隨后，通過SDN控制器實現對整個網絡的集中控制，在實施過程中，需充分考慮IPv6地址規劃、路由策略、網絡安全策略等因素，確保網絡的正常運行。本次項目開展生產網替換改造，具體情況如下：

增加IPv6支持，生產網改造為SDN網絡。

第九采油廠生產網核心替換一臺匯聚交換機S2Spine，新增一臺匯聚交換機S2，共兩臺匯聚交換機S2作為核心設備，作為生產網全網的核心和總出口，與外界互聯。

吳起和姬三聯匯聚站點根據匯聚和接入終端數量情況進行設備替換，在吳四聯中心站3，薛岔調控中心，監控室，姬三聯位置，共計更換4臺接入交換機S1，作為匯聚網關。接入設備根據設備年限進行替換，各匯聚站點下接入二層接入設備，提供終端接入支持。

（二）IPv6網絡安全技術

對于外部威脅，部署了下一代防火墻（NGFW）來過濾和監控進入的數據流。NGFW具備深度包檢測功能，能夠識別并阻止惡意軟件的入侵。為了保護內部網絡，采用了虛擬專用網絡（VPN）技術。通過VPN，加密遠程用戶訪問公司內部網絡的數據，確保數據的安全傳輸。

（三）IPv6性能優化技術

針對IPv6的性能優化，中國石油長慶油田分公司第九采油廠采取了多種策略。采用流量整形技術，對網絡流量進行合理的調度和管理。實施了流量壓縮技術，對傳輸的數據進行壓縮處理，減少數據包的體積，從而降低傳輸延遲。IPv6協議對報頭格式進行了改進，以減少路由器的處理時間。通過優化IPv6報頭，降低了網絡傳輸延遲，提高了數據傳輸效率。IPv6引入了流標簽字段，用于標識相同數據流中的數據包。讓網絡能夠更好地支持QoS（服務質量），確保關鍵業務流量得到優先處理。IPv6原生支持IPsec（Internet Protocol Security），提供了網絡安全功能。第九采油廠利用這一特性，實現了端到端的安全通信，讓采油廠設備能夠在網絡中無縫漫游，提高了生產效率。

五、結語

項目對IPv6與SDN的關鍵技術進行優化和應用，實現了自動化運維，解決了生產網絡覆蓋不全、地址空間資源不足等問題，企業在規劃和設計階段需要充分考慮IPv6和SDN的實施，制定明確的項目計劃和目標，并與供應商建立緊密的合作關系確保網絡穩定運行，讓網絡故障事件得到排除。

作者單位：中國石油長慶油田第九采油廠科技信息部