基于IPv6技術的應用及部署研究

麥雪龍

摘要：隨著互聯網業(yè)務的飛速發(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營商業(yè)務增長和拓展的一個瓶頸，而且嚴重制約了IP技術的應用和未來網絡的發(fā)展，IPv6作為下一代網絡基礎以及鮮明的技術優(yōu)勢得到了廣泛的認可。本文首先剖析迅猛的業(yè)務增長對IPv4地址的海量需求導致IPv4地址短缺的問題日益突出，網絡安全性問題也越來越引起人們的關注，引出基于IPV6的地址部署方案和業(yè)務安全策略研究。該研究成果對于未來IPV4地址緊缺進而過渡到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。

關鍵詞：IPv4;IPv6;移動IPv6

一、移動互聯網和物聯網業(yè)務迅猛發(fā)展引發(fā)的問題

2011年IPv4地址已經被分配完，現有的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造成了IP地址分配不均衡的問題，再加上現在增長的寬帶業(yè)務、移動終端業(yè)務、LTE網絡的普及和物聯網的發(fā)展使得IPv4地址短缺的問題尤為突出。另外，目前移動的LTE語音網絡建設部署已經從CSFB開始逐步向SRVCC來進行過渡，由于全網的IP化，在實現VOLTE來進行通話的過程中需要由SAEGW分配IPV6地址來進行承載，所以部署IPV6迫在眉睫。

二、IPV6演進方案

要部署IPV6網絡，首先要解決IPV4和IPV6網絡共存的問題和如何訪問IPV6網絡的問題。因為各運營商IPv4地址持有狀況差別很大，導致不同的運營商部署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的過渡技術分為三類：雙棧（DS）、隧道和NAT。根據具體的應用場景選擇相應的技術方案;沒有最好的過渡技術方案，沒有任何一種技術方案能夠解決所有問題;通常是多種技術組合成不同的過渡方案，滿足不同的網絡訪問場景。

三、IPV6地址分配的部署方案

IPv6協議是下一代互聯網的核心協議，它不僅解決了IPv4協議所暴露的諸多缺陷，如地址稀缺、路由表龐大、對移動設備支持不足等問題，而且對以后物聯網的部署和發(fā)展也有重要的意義。IPV6的一個重要目標便是支持“即插即用”，也就是說無需任何人工干預，就可以將一個節(jié)點插入IPv6網絡并在網絡中啟動，所以我們需要有快速分配IP地址的機制和方法來支持IPV6“即插即用”的特點，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議發(fā)生了變化。在IPV4的地址分配里，我們采用對集團專線和電路租用的客戶使用手動分配地址的方式來進行分配，對家客撥號用戶和WLAN的地址分配則采用DHCP動態(tài)主機配置協議來自動進行分配。

四、移動IPV6技術的應用

快速靈活的地址分配方式讓用戶互聯網的接入變得更加簡單，而發(fā)展迅速的互聯網應用也對用戶接入網絡的連續(xù)性、快速性和穩(wěn)定性提出了更高的要求。因此，下一代網絡的發(fā)展方向之一是向多元化的無縫寬帶接入網絡演進，各種有線、無線接入方式對于用戶業(yè)務體驗需要提供通用的移動性，使用戶隨時隨地可以享受到統一的業(yè)務特性。

確實，現代通信網絡的發(fā)展和高新科技的進步改變著人們的工作與生活，互聯網的業(yè)務也朝著新的方向去發(fā)展。各種設備終端如手機、IPAD、手提甚至以后的空調、冰箱等各種智能家電希望擺脫各個網絡之間的隔閡能夠快速、穩(wěn)定地接入互聯網，擁有自己獨立的IP地址，尋址更加簡單。在新的互聯網應用的世界里，對設備終端的移動性有了更高的要求，希望隨時隨地能在主機移動的過程中依然保持像靜止中一樣質量的網絡通信，這就要必須改變現在IPv4的當主機離開所在子網時IP地址改變的現狀，IP地址的改變將影響上層應用的通信與服務質量。

IPv4在設計之初并沒有考慮到終端設備的移動性，當設備離開原地點時需要從網絡上斷開，到了另一個地方重新連接時那就需要重新給設備分配新的IP地址、子網掩碼和默認網關才能重新上網，這使得用戶上網的連續(xù)性遭到了破壞，因為TCP等高層的協議是利用IP地址來對用戶來進行識別的，IP地址變了，TCP連接就無法維持，基于TCP協議的很多業(yè)務將受到影響。

IPv4的地址是逐層來進行處理的，路由器會根據收到的數據包的IP地址的網絡前綴來將數據包轉發(fā)到相應的網絡上，該網絡上的網關根據IP地址的后幾位再把數據包發(fā)送到指定的子網上，最后子網上的接入路由器查看數據包地址的最后幾位來把它移交到特定的主機上去。這一系列的過程都是根據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備固定接入某個子網，并且不會在更大的網絡之間移動。要想網絡尋址始終針對特定用戶而且能夠保持網絡連接的連續(xù)性與穩(wěn)定性，這就要引入基于IPv6地址協議的移動IPv6技術。

五、結束語

目前，由于NAT技術的應用和主流互聯網大國擁有較多IPv4地址的原因導致IPv6網絡的部署、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，所以目前大多數國家和地區(qū)運行商的核心網設備都已經開始升級支持IPv6業(yè)務并完成了測試。湛江分公司依照省公司的要求已經在承載網和CMNET的省內和省際網絡上部署了IPv6的雙棧模式，城域網側的部署也已經開始提上了日程，預計今年底明年初開始部署。在IPv6的應用側，由于業(yè)務量太少，加上設備還沒有完全實現全網的兼容，所以基于移動IPv6的應用就更加少之又少了，因此移動IPv6這項技術暫時還未能普及開來，但是相信在不久的將來移動IPv6將在物聯網的世界里發(fā)揮出它的最大優(yōu)勢，得到更廣泛的應用和發(fā)展。

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