下一代互聯(lián)網(wǎng)IPv6的標(biāo)準(zhǔn)化發(fā)展

孫 瓊，解沖鋒，陳運清，趙慧玲

（中國電信股份有限公司北京研究院 北京100035）

1 下一代互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展背景與標(biāo)準(zhǔn)體系

互聯(lián)網(wǎng)是現(xiàn)代社會最重要的信息基礎(chǔ)設(shè)施之一，對世界政治、經(jīng)濟(jì)、文化、科技、軍事、社會生活和國家安全等方面產(chǎn)生著重大影響?；ヂ?lián)網(wǎng)發(fā)展水平已成為衡量一個國家綜合實力的重要標(biāo)志。

為了解決互聯(lián)網(wǎng)面臨的技術(shù)挑戰(zhàn)，國際互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)化組織IETF于1995年正式發(fā)布新的數(shù)據(jù)分組傳送格式，即IPv6協(xié)議，并由此提出了下一代互聯(lián)網(wǎng)的基本概念。

IETF是國際上IPv6的標(biāo)準(zhǔn)化主體，自1994年以來，IETF已經(jīng)制定了1 000多項有關(guān)IPv6的標(biāo)準(zhǔn)，內(nèi)容涵蓋命名、尋址、路由、演進(jìn)機(jī)制、安全、管理等領(lǐng)域。IPv6的核心標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)完成，目前的主要工作集中在IPv4向IPv6過渡、基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)對業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)的支撐和適應(yīng)、基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)自身的管理、完善和演進(jìn)上。除IETF外，其他的國際標(biāo)準(zhǔn)化組織，如ITU-T、BBF、3GPP等也在制定一些IPv6應(yīng)用的標(biāo)準(zhǔn)。ITU-T研 究偏重于IPv6應(yīng)用于NGN的場景和需求標(biāo)準(zhǔn)；3GPP標(biāo)準(zhǔn)主要研究3G業(yè)務(wù)的IPv6承載以及IPv6業(yè)務(wù)發(fā)展的方向；BBF主要研究寬帶用戶接入方面。

IETF的標(biāo)準(zhǔn)工作分為8個重要的研究領(lǐng)域，分別是應(yīng)用領(lǐng)域、通用領(lǐng)域、互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域、操作與管理領(lǐng)域、實時應(yīng)用和基礎(chǔ)設(shè)施領(lǐng)域、路由領(lǐng)域、安全領(lǐng)域和傳送領(lǐng)域。IETF已經(jīng)完成了涉及IPv6的基本協(xié)議、地址結(jié)構(gòu)、鄰居發(fā)現(xiàn)機(jī)制、地址分配機(jī)制等技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化工作，發(fā)布了115個相關(guān)RFC。IETF已經(jīng)基本完成了對DNS擴(kuò)展支持的IPv6的標(biāo)準(zhǔn)化工作，發(fā)布了11個相關(guān)RFC，該類標(biāo)準(zhǔn)化工作目前集中在對原有協(xié)議的維護(hù)及補充完善上。與IPv4路由協(xié)議對應(yīng)，IETF已完成了應(yīng)用于IPv6網(wǎng)絡(luò)中的路由MPLS協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)的制定工作，發(fā)布了包括RIP、OSPF、ISIS、BGP、MPLS、LDP、VPN等路由MPLS協(xié)議，該類標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)完善，現(xiàn)有的IPv4基本上已有對應(yīng)的IPv6版本。

2 下一代互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)的最新進(jìn)展

在IPv6過渡領(lǐng)域，目前的研究主要集中在IPv6的過渡技術(shù)隧道技術(shù)（Softwire工作組）、翻譯技術(shù)（Behave工作組）和運營部署考慮（v6ops）等，包括針對協(xié)議轉(zhuǎn)換、地址翻譯、隧道封裝等技術(shù)方案。其中，IETF已制定的主流過渡技術(shù)包括RFC6334的DS-Lite技術(shù)、RFC6146的有狀態(tài)NAT64技術(shù)、RFC6219的IVI技術(shù)以及RFC6147的DNS64技術(shù)等。

IPv6過渡技術(shù)設(shè)計是近年來IPv6發(fā)展的焦點問題，是實現(xiàn)IPv6平滑過渡的基礎(chǔ)，旨在解決IPv4地址不足問題并實現(xiàn)IPv4向IPv6過渡，在IPv6接入網(wǎng)絡(luò)中同時實現(xiàn)對現(xiàn)有IPv4和IPv6業(yè)務(wù)應(yīng)用的支持。

IETF在前期討論較多的為有狀態(tài)技術(shù)方案 （如DS-Lite、NAT444等），這些方案通過在電信運營商網(wǎng)絡(luò)中部署一個大容量的CGN（運營級NAT）設(shè)備進(jìn)行IPv4私網(wǎng)地址或IPv6地址到IPv4公網(wǎng)地址的轉(zhuǎn)換，CGN設(shè)備需存儲每用戶所有連接的狀態(tài)表項，導(dǎo)致設(shè)備負(fù)擔(dān)很重，在用戶大規(guī)模發(fā)展后期將會存在性能瓶頸和可擴(kuò)展性問題。為此，IETF已將研究重點轉(zhuǎn)至輕狀態(tài)和無狀態(tài)方案，輕量級過渡方案以LAFT 4over6和public 4over6為代表，無狀態(tài)方案包括MAP、4rd-u等。至此，IETF已逐漸形成了包括有狀態(tài)、輕狀態(tài)和無狀態(tài)三大技術(shù)路線，在IPv6過渡技術(shù)領(lǐng)域也盡可能聚焦，加強(qiáng)在標(biāo)準(zhǔn)領(lǐng)域的聚焦。

同時，IETF也進(jìn)一步關(guān)注如何提升IPv6流量、促進(jìn)IPv6的發(fā)展。目前新成立的工作組sunset4旨在研究IPv4的退出技術(shù)，推動IPv6的快速應(yīng)用。此外，PCP工作組重點研究IPv4與IPv6過渡時期的端口共享技術(shù)，也得到了大量的關(guān)注。此外，對于多播的IPv6過渡技術(shù)、家庭網(wǎng)絡(luò)中的IPv6應(yīng)用的研究，也在IETF的不同工作組中進(jìn)行了深入展開。

3 中國電信的IPv6標(biāo)準(zhǔn)化實踐

中國電信集團(tuán)公司（以下簡稱中國電信）自2001年起在下一代互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域進(jìn)行了持久的探索和現(xiàn)網(wǎng)儲備，歷時十余年，聚焦CNGI試驗網(wǎng)、技術(shù)研究、現(xiàn)網(wǎng)試驗和應(yīng)用示范工作。在大量的實踐和研究基礎(chǔ)上，中國電信與清華大學(xué)、工業(yè)和信息化部電信研究院、產(chǎn)業(yè)鏈上的各個合作單位等開展了緊密的合作研究，重點開展了在下一代互聯(lián)網(wǎng)的架構(gòu)、政策和標(biāo)準(zhǔn)方面的研究，并聯(lián)合進(jìn)行國際IETF標(biāo)準(zhǔn)、國內(nèi)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的制定和推動，完成了9項行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、40項國際標(biāo)準(zhǔn)/草案的科研成果，起到了重要的產(chǎn)業(yè)帶動的作用。

3.1 國際IETF標(biāo)準(zhǔn)化

在國際標(biāo)準(zhǔn)化方面，中國電信積極參與IETF的標(biāo)準(zhǔn)化工作，一方面積極推動自有知識產(chǎn)權(quán)技術(shù)的國際標(biāo)準(zhǔn)化，提升我國自有技術(shù)的國際影響力，同時也將大量現(xiàn)網(wǎng)實踐的經(jīng)驗與業(yè)界分享，為IPv6整個產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展提供借鑒。

在IPv6基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)方面，目前的IETF已經(jīng)就IPv6的基礎(chǔ)協(xié)議進(jìn)行了全面的定義，但在IPv6的用戶認(rèn)證、接入管理等、安全領(lǐng)域等方面還有很多有待改進(jìn)和完善的內(nèi)容。在這個方面，中國電信重點研究了運營網(wǎng)絡(luò)大規(guī)模配置協(xié)議、IPv4 option、RADIUS、PPPv6等協(xié)議內(nèi)容，在現(xiàn)網(wǎng)試驗的基礎(chǔ)上提出了基于RADIUS的擴(kuò)展協(xié)議（RADIUS issues in IPv6 deployments）、PPPv6的 擴(kuò) 展 協(xié) 議 （PPP IPv6 control protocol extensions for address and prefix）等，這些標(biāo)準(zhǔn)對于IPv6基礎(chǔ)協(xié)議的完善和有效方便地運營具有重要意義，目前已獲得了各方的關(guān)注和認(rèn)可。

在IPv6過渡方面，針對用戶接入側(cè)的寬帶接入關(guān)鍵過渡技術(shù)，與清華大學(xué)聯(lián)合研究并提出新型輕量級IPv6過渡技術(shù)Lightweight 4over6，該技術(shù)與法國電信提出的B4 Bypss技術(shù)、Juniper提出的SD-NAT等并列成為基于用戶的IPv6過渡主流技術(shù)。目前在IETF的工作組中已經(jīng)得到了各方的認(rèn)可，這也是國有自主技術(shù)在IETF關(guān)鍵性領(lǐng)域獲得的重大突破，主要的系列文檔包括 “Lightweight 4over6:an Extension to DS-Lite Architecture”、“Deployment Considerations for Lightweight 4over6”、“Using PCP to Coordinate Between the CGN and Home Gateway via Port Allocation”等。

此外，中國電信也基于現(xiàn)網(wǎng)試驗中的CGN試驗成果、CP/SP遷移方案提出了IPv6過渡架構(gòu)、CGN以及ICP業(yè)務(wù)遷移相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)等內(nèi)容，這些文稿對于地址匱乏下的網(wǎng)絡(luò)平滑過渡、業(yè)務(wù)應(yīng)用的平滑過渡等都有重要的指導(dǎo)意義。

3.2 國內(nèi)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)

在國內(nèi)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)方面，中國電信也積極參與到中國通信標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會（CCSA）標(biāo)準(zhǔn)的制定工作中，涵蓋了下一代互聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)制定、IPv6基礎(chǔ)性協(xié)議、IPv6過渡技術(shù)、業(yè)務(wù)遷移技術(shù)到新型業(yè)務(wù)方面各個層面。

在下一代互聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)方面，研究網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)與傳統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)的差異以及對未來應(yīng)用模式的適應(yīng)性等內(nèi)容，全面定義了向下一代互聯(lián)網(wǎng)演進(jìn)的組網(wǎng)架構(gòu)和技術(shù)要求的定義，為下一代互聯(lián)網(wǎng)的演進(jìn)提供重要指導(dǎo)，發(fā)布了標(biāo)準(zhǔn)“基于IPv6下一代互聯(lián)網(wǎng)組網(wǎng)架構(gòu)及技術(shù)要求”。

在IPv6基礎(chǔ)接入?yún)f(xié)議標(biāo)準(zhǔn)方面，基于運營網(wǎng)絡(luò)的IPv6實踐與部署經(jīng)驗，發(fā)布了“寬帶業(yè)務(wù)的IPv6地址和參數(shù)配置方式技術(shù)要求”。該標(biāo)準(zhǔn)為IPv6網(wǎng)絡(luò)規(guī)模商用和部署時的IPv6地址、參數(shù)配置要求制定了規(guī)范化的指導(dǎo)條例，對于普及IPv6寬帶用戶，促進(jìn)BRAS協(xié)議棧研發(fā)有重要意義。

在IPv6過渡方面，重點研究了國際主流的IPv6過渡技術(shù)DS-Lite和運營級NAT，包括其在運營商網(wǎng)絡(luò)中的部署及設(shè)備技術(shù)要求，完成標(biāo)準(zhǔn)“輕型雙棧（DS-Lite）技術(shù)要求”和“運營級NAT技術(shù)要求”。系列標(biāo)準(zhǔn)全面定義了IPv6過渡技術(shù)的技術(shù)要求、設(shè)備實現(xiàn)以及規(guī)模部署時的運營考慮，對于IPv4網(wǎng)絡(luò)向IPv6網(wǎng)絡(luò)的平滑遷移具有重要意義。

在業(yè)務(wù)平臺遷移方面，重點研究IPv4和IPv6互通技術(shù)，針對IPv6業(yè)務(wù)遷移和內(nèi)容遷移技術(shù)，制定了“CP/SP的IPv6遷移技術(shù)要求”。該標(biāo)準(zhǔn)基于中國電信已實現(xiàn)部署的SMART6業(yè)務(wù)遷移平臺，從多場景、多維度定義了面向CP/SP的業(yè)務(wù)遷移技術(shù)平臺的技術(shù)與設(shè)備實現(xiàn)要求。該標(biāo)準(zhǔn)的出臺和實施可大大促進(jìn)CP/SP向IPv6的遷移，從而豐富IPv6的網(wǎng)絡(luò)內(nèi)容與業(yè)務(wù)。

此外，在IPv6支持新應(yīng)用方面，還研究了基于IPv6的IPTV技術(shù)，形成“用于IPTV的DHCPv6擴(kuò)展技術(shù)要求”標(biāo)準(zhǔn)。

3.3 企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化

結(jié)合國際和國內(nèi)的標(biāo)準(zhǔn)化最新進(jìn)展以及企業(yè)的發(fā)展需求，及時制定各項技術(shù)規(guī)范，以規(guī)范化設(shè)備的實現(xiàn)需求。

中國電信在企業(yè)規(guī)范中，一方面對全網(wǎng)的設(shè)備進(jìn)行了統(tǒng)一的規(guī)范梳理和修訂，從家庭網(wǎng)關(guān)設(shè)備、接入網(wǎng)設(shè)備、邊緣業(yè)務(wù)路由器（BRAS、SR等）、核心路由器等，統(tǒng)一考慮了網(wǎng)絡(luò)設(shè)備對IPv6的處理需求。針對IPv6的設(shè)備技術(shù)要求，對所有入網(wǎng)的設(shè)備進(jìn)行了嚴(yán)格的測試驗證，把控設(shè)備的入網(wǎng)關(guān)。

此外，針對在IPv6網(wǎng)絡(luò)接入環(huán)境中需引入的過渡技術(shù)需求，及時制定了關(guān)鍵過渡技術(shù)的設(shè)備技術(shù)規(guī)范，包括DS-Lite、CGN、輕量級過渡技術(shù)Lightweight 4over6、業(yè)務(wù)遷移技術(shù)SMART6、用戶溯源系統(tǒng)、日志管理系統(tǒng)等，這些技術(shù)規(guī)范的制定對于IPv6的過渡與演進(jìn)都起到了積極的引導(dǎo)作用，目前也有多個廠商依照中國電信的技術(shù)規(guī)范進(jìn)行設(shè)備開發(fā)。

4 結(jié)束語

綜上所述，下一代互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展是對于增強(qiáng)我國在互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的整體實力和國際競爭力，具有重要的戰(zhàn)略意義。中國電信結(jié)合大量的技術(shù)研發(fā)與現(xiàn)網(wǎng)實踐，積極參與國內(nèi)、國際的標(biāo)準(zhǔn)化工作，努力推動和提高國有知識產(chǎn)權(quán)技術(shù)的國際影響力，為我國下一代互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展提供動力，實現(xiàn)信息產(chǎn)業(yè)升級。

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