IPv6的發(fā)展瓶頸

1、前言

隨著互聯(lián)網(wǎng)IPv4的公網(wǎng)地址資源不斷被消耗，網(wǎng)民規(guī)模持續(xù)擴(kuò)大，聯(lián)網(wǎng)設(shè)備快速增加，對(duì)IP地址的需求變得越來(lái)越迫切。IPV6地址數(shù)位從32位升級(jí)到128位，理論上講每一個(gè)沙子都跟它安排一個(gè)IP地址都沒(méi)問(wèn)題，所以理論上講IPV6是一個(gè)用不盡的一個(gè)地址空間。在2012年，全球大部分區(qū)域的IP地址已經(jīng)分配完，IPv6網(wǎng)絡(luò)建設(shè)得到了加速發(fā)展，真正成為IPv6規(guī)模商用年。我們能夠看到，隨著產(chǎn)業(yè)鏈越來(lái)越成熟，IPv6的標(biāo)準(zhǔn)、終端、應(yīng)用正在快速I(mǎi)Pv6化，更多國(guó)家和政府把IPv6作為國(guó)家戰(zhàn)略。與去年相比，我國(guó)IPv6不再僅是處于試點(diǎn)階段，政府和運(yùn)營(yíng)商都宣布了明確的IPv6發(fā)展路線圖，規(guī)劃了IPv4向IPv6過(guò)渡的時(shí)間表，這給產(chǎn)業(yè)鏈帶來(lái)強(qiáng)勁了的發(fā)展的方向與動(dòng)力。可以看到，各個(gè)國(guó)家和地區(qū)都加大了對(duì)IPv6的部署與發(fā)展的力度。在很長(zhǎng)的一段過(guò)渡期內(nèi)，IPv6地址和IPv4地址必然共同存在的，業(yè)務(wù)是互操作和共存的。目前，對(duì)于IPv6過(guò)渡的技術(shù)有很多，而這些技術(shù)都有一個(gè)相同的問(wèn)題，就是不太成熟，有待提高，在實(shí)施的時(shí)候，對(duì)于可擴(kuò)展的問(wèn)題需要加以解決。就此問(wèn)題，本文將進(jìn)行討論IPv6規(guī)模商用尚存的多個(gè)瓶頸。

2、IPv6的應(yīng)用層瓶頸

在網(wǎng)絡(luò)層面上IPv6的生態(tài)系統(tǒng)有三個(gè)層次，第一層，網(wǎng)絡(luò)層級(jí)，即基礎(chǔ)架構(gòu)，二，終端層，包括打印機(jī)、PC等此類(lèi)接入設(shè)備，第三層，應(yīng)用層，例如Web業(yè)務(wù)，數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)等等。就當(dāng)前實(shí)際情況來(lái)說(shuō)，對(duì)于ISP來(lái)講，他們改造IPv6的動(dòng)機(jī)并不是太大的，因?yàn)檫@些運(yùn)營(yíng)商如果支持IPv6以后，目前看來(lái)是沒(méi)有任何直接利益，如果要運(yùn)營(yíng)商全面部署IPv6，需要的是一個(gè)新業(yè)務(wù)模式驅(qū)動(dòng)，有利潤(rùn)驅(qū)動(dòng)才會(huì)產(chǎn)生變革的動(dòng)力。

3、運(yùn)營(yíng)商、ICP、用戶三者矛盾

IPv4向IPv6的過(guò)渡是一項(xiàng)龐大的系統(tǒng)工程，涉及ICP、運(yùn)營(yíng)商、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備提供商、軟件、終端設(shè)備、應(yīng)用等許多個(gè)環(huán)節(jié)?？梢耘e個(gè)例子：目前Vista系統(tǒng)和Windows7已加入IPv6協(xié)議，但在絕大多數(shù)情況下，被用戶廣泛使用的XP系統(tǒng)卻不能夠支持IPv6協(xié)議，導(dǎo)致使用XP系統(tǒng)的用戶只能訪問(wèn)IPv4網(wǎng)絡(luò)，作為運(yùn)營(yíng)商，面向廣大用戶提供網(wǎng)絡(luò)內(nèi)容，在用戶需求不那么急切的情況下，ICP就不會(huì)首先考慮推廣IPv6。ICP積極性不足，終端支持就不夠，從而運(yùn)營(yíng)商緊密聯(lián)系的兩個(gè)環(huán)節(jié)都沒(méi)有使用IPv6。有數(shù)據(jù)顯示，目前校園網(wǎng)用戶卻對(duì)IPv6情有獨(dú)鐘。但是，以營(yíng)利為目的運(yùn)營(yíng)商則不可能用免費(fèi)的辦法來(lái)吸引用戶。這樣，我們發(fā)現(xiàn)，運(yùn)營(yíng)商、ICP、用戶三者的選擇出現(xiàn)了矛盾，似乎他們走入一個(gè)死循環(huán)，誰(shuí)都不愿意首先向IPv6邁出第一步，這為IPv6的全球商業(yè)化進(jìn)程提出了新加挑戰(zhàn)。

4、家庭網(wǎng)關(guān)升級(jí)支持IPv4/IPv6雙棧比較困難

隨著IPv6演進(jìn)的加速以及中國(guó)下一代互聯(lián)網(wǎng)戰(zhàn)略的發(fā)布，對(duì)于承載網(wǎng)而言，城域核心、骨干網(wǎng)、BRAS和SR設(shè)備的IPv6支撐程度是比較高的，接入網(wǎng)設(shè)備對(duì)于當(dāng)前以PPPoE協(xié)議方式為主的寬帶上網(wǎng)業(yè)務(wù)來(lái)說(shuō)，不需要進(jìn)行特別的改造，因此，可以通過(guò)軟件升級(jí)支持雙棧，同時(shí)，在BRAS設(shè)備部署CGN板卡來(lái)緩解IPv4地址消耗。對(duì)于終端而言，PC操作系統(tǒng)Vista/7，windows可以提供比較完備的支持，但現(xiàn)在占主流的PC操作系統(tǒng)windowsXP不能支持IPv6PPPoE撥號(hào)，這就需要通過(guò)雙棧路由型家庭網(wǎng)關(guān)來(lái)實(shí)現(xiàn)雙棧接入。目前雙棧路由型家庭網(wǎng)關(guān)已經(jīng)推出，有資料顯示采用IPv4/IPv6雙棧用戶邊界轉(zhuǎn)換方法，可實(shí)現(xiàn)大規(guī)模商用部署，但是，現(xiàn)網(wǎng)已大量部署的家庭網(wǎng)關(guān)升級(jí)支持雙棧卻是比較困難。

5、IPv4將與IPv6長(zhǎng)期共存

IPv6這個(gè)新的標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議更多的可擴(kuò)展性，為我們的未來(lái)網(wǎng)絡(luò)話環(huán)境提供了一個(gè)更好的平臺(tái)。而IPv4和IPv6確實(shí)存著兼容性的問(wèn)題，當(dāng)初，從IPv6標(biāo)準(zhǔn)制定時(shí)就沒(méi)有兼容原來(lái)IPv4的標(biāo)準(zhǔn)，這將導(dǎo)致從IPv4到IPv6現(xiàn)在和未來(lái)在很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)必將共同存在。當(dāng)前，IPv6的標(biāo)準(zhǔn)草案中最多的方法是共存，轉(zhuǎn)換，過(guò)渡技術(shù)，如：

一、IVI技術(shù)。IVI技術(shù)是一種無(wú)翻譯狀態(tài)的解決方案，

二、6rd技術(shù)。6rd技術(shù)是一種利用IPv4+6over4隧道技術(shù)的典型方案，這種方法通過(guò)L2TP隧道來(lái)為IPv6用戶提供遠(yuǎn)遠(yuǎn)程接入技術(shù)。

三、DS-Lite技術(shù)。與第二種方法一樣，DS-Lite技術(shù)也是隧道方案，這種在城域網(wǎng)絡(luò)中添加了DS-LiteCGN設(shè)備，利用服務(wù)器寬帶接入到核心路由器或交換機(jī)實(shí)現(xiàn)IPv6連接。

四、NAT444技術(shù)。NAT444技術(shù)采用用兩級(jí)NAT，一級(jí)NAT是在客戶端網(wǎng)絡(luò)中使用，以此實(shí)現(xiàn)私網(wǎng)地址到私網(wǎng)地址的映射轉(zhuǎn)換，二級(jí)NAT在運(yùn)營(yíng)商LSN（LargeScaleNAT）中使用，以此實(shí)現(xiàn)私網(wǎng)地址到公網(wǎng)地址的映射轉(zhuǎn)換。

還有一些方法，從技術(shù)的角度上來(lái)說(shuō)，雖然說(shuō)標(biāo)準(zhǔn)不兼容，沒(méi)有解決不了問(wèn)題。而當(dāng)前這些轉(zhuǎn)換技術(shù)足夠支撐當(dāng)前項(xiàng)目的應(yīng)用，在今后的商用與科研項(xiàng)目之中，可以得到驗(yàn)證，我們相信，所有的問(wèn)題都能夠解決。

6、結(jié)束語(yǔ)

下一代網(wǎng)絡(luò)中基于IP數(shù)據(jù)中心的重要性和規(guī)模性，甚至高于傳統(tǒng)電信網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)，這，也是下一代網(wǎng)絡(luò)和通信技術(shù)的高點(diǎn)，在實(shí)際網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中，盡管有瓶頸，但是一定會(huì)繼續(xù)的去推廣，在地址的擴(kuò)展性、安全性、擴(kuò)展性、網(wǎng)絡(luò)性能等諸多方面綜合考慮選擇適合網(wǎng)絡(luò)自身特征的合理過(guò)渡策略。

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基金項(xiàng)目

吉林省教育廳“十二五”科學(xué)技術(shù)研究基金資助項(xiàng)目（吉教科合字[2012]第371號(hào)）。