伍轉(zhuǎn)華

摘要：如何漸進(jìn)的向IPv6過(guò)渡是當(dāng)前Internet發(fā)展所面臨的重要問(wèn)題。文中首先介紹了IPv4向IPv6網(wǎng)絡(luò)過(guò)渡的背景,接著詳細(xì)分析了IPv6向相對(duì)IPv4的優(yōu)勢(shì)以及國(guó)內(nèi)外IPv6最新發(fā)展現(xiàn)狀,隨后簡(jiǎn)要介紹了IPv4向IPv6過(guò)渡的階段和當(dāng)前主要的過(guò)渡技術(shù),最后進(jìn)行了總結(jié)并討論了在向IPv6網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)過(guò)程中還存在的諸多挑戰(zhàn),以促使國(guó)內(nèi)網(wǎng)絡(luò)盡早完成向IPv6網(wǎng)絡(luò)的過(guò)渡。

關(guān)鍵詞: IPv4；IPv6；發(fā)展現(xiàn)狀；過(guò)渡技術(shù)

中圖分類號(hào)：TP393 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-3044(2012)36-8646-04

1背景

2011年2月3日, IANA（The Internet Assigned Numbers Authority）正式宣布已經(jīng)將IPv4地址庫(kù)剩余的5個(gè)A地址平均分配給包括APNIC(Asia-Pacific Network Information Centre)在內(nèi)的五個(gè)RIR（Regional Internet Register）,標(biāo)志全球現(xiàn)有的IPv4地址資源已經(jīng)分配完畢。APNIC在2011年4月宣告其最后一個(gè)IPv4 地址塊已分配。歐洲 RIR 預(yù)計(jì)在2012年7月分配其最后一塊IPv4 地址,北美RIR預(yù)計(jì)2013年7月分配其最后一塊IPv4 地址。全球互聯(lián)網(wǎng)必須過(guò)渡到下一代IP版本IPv6協(xié)議。

1992年IETF（Internet Engineering Task Force）開(kāi)始著手IPv6工作,1998年完成了主要的IPv6標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。然而IPv6向下不兼容IPv4,向IPv6過(guò)渡的進(jìn)程卻一直非常緩慢。直到2011年,全球IPv6部署開(kāi)始進(jìn)入提速階段,截止到2011年底,獲取IPv6認(rèn)證互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)提供商已經(jīng)達(dá)到131家,網(wǎng)站達(dá)到1414個(gè),全球315個(gè)頂級(jí)域名服務(wù)器中有267個(gè)支持IPv6。國(guó)際互聯(lián)網(wǎng)協(xié)會(huì)2012年6月6日舉辦了世界IPv6啟動(dòng)日活動(dòng),以鼓勵(lì)I(lǐng)Pv4向IPv6的轉(zhuǎn)換和升級(jí)。從這一天開(kāi)始AT&T;、Comcast和時(shí)代華納有線電視等60多家接入網(wǎng)絡(luò)提供商,以及Facebook、谷歌、雅虎和必應(yīng)等3000多個(gè)網(wǎng)站發(fā)起者,將向用戶提供永久性的IPv6支持。此外,包括思科和D-Link在內(nèi)的五個(gè)家庭路由器廠商將出貨默認(rèn)啟用IPv6家庭路由器。

從國(guó)內(nèi)來(lái)看,我國(guó)一直積極進(jìn)行IPv6網(wǎng)絡(luò)部署的相關(guān)試驗(yàn)和核心技術(shù)的研發(fā),標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)展跟國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)展基本一致。從地址數(shù)量來(lái)看,截止2012年3月28日,中國(guó)IPv6地址擁有量躍居世界第四,數(shù)量比2010年初增長(zhǎng)3倍以上。但中國(guó)比例非常少,只占到7.69%。2011年底和2012年初,我國(guó)政府相關(guān)部門(mén)從戰(zhàn)略高度明確提出IPv6在我國(guó)的商用時(shí)間表。從產(chǎn)業(yè)角度而言,IPv6是下一代互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)和起點(diǎn),IPv6的部署可全面提升我國(guó)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施的能力和水平、加速相關(guān)設(shè)備研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程，創(chuàng)新物聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)等應(yīng)用,具有重要意義。

2 IPv6相對(duì)IPv4的優(yōu)勢(shì)

1)地址設(shè)計(jì)更科學(xué)[1]。IPv6的地址采用128位,理論上可以提供2128-1個(gè)地址。巨大的地址空間一方面可以徹底解決IP地址資源不足問(wèn)題,另一方面可以更好的把路由器域名劃分出層次結(jié)構(gòu),更好地反映出現(xiàn)代Internet的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),使尋址和路由層次的設(shè)計(jì)更具靈活性,允許使用多級(jí)的子網(wǎng)劃分和地址分配,涵蓋范圍從Internet骨干網(wǎng)到機(jī)構(gòu)組織內(nèi)部的各個(gè)子網(wǎng),這些正是基于IPv4的Internet所缺乏的。由于有絕對(duì)更多的地址,在純IPv6網(wǎng)絡(luò)中就不再需要如NAT等節(jié)約地址的技術(shù),這樣就可以全面建立端到端的連接,提高網(wǎng)絡(luò)的安全性。

IPv6使用全球地址的設(shè)計(jì)意圖是創(chuàng)建一個(gè)有效地、分層次的并且可以概括的路由結(jié)構(gòu),這種路由結(jié)構(gòu)是基于當(dāng)前存在的多級(jí)ISP（Internet Service Provider）體系而設(shè)計(jì)的。公共拓?fù)涫翘峁┙尤敕?wù)的大大小小的ISP的集合,站點(diǎn)拓?fù)涫且粋€(gè)機(jī)構(gòu)站點(diǎn)的內(nèi)部子網(wǎng)的集合,接口標(biāo)識(shí)符惟一地標(biāo)識(shí)了一個(gè)機(jī)構(gòu)站點(diǎn)的內(nèi)部子網(wǎng)上的一個(gè)接口。在采用IPv6的Internet中,骨干路由器具有更小的路由表,這種路由表對(duì)應(yīng)著全球ISP的路由結(jié)構(gòu)。

2)數(shù)據(jù)報(bào)首部更有效。IPv6數(shù)據(jù)報(bào)頭格式進(jìn)行了全新的設(shè)計(jì),可最大限度的減少協(xié)議頭開(kāi)銷。IPv6包頭中字段的數(shù)量從IPv4中的12個(gè)字段(不含選項(xiàng))降到8個(gè)字段,中間路由器必須處理的字段從6個(gè)降到了4個(gè)字段,這樣中間路由器處理效率就更高。同時(shí),IPv6數(shù)據(jù)報(bào)有一個(gè)固定長(zhǎng)度40字節(jié)的基本首部和多個(gè)擴(kuò)展首部構(gòu)成,基本首部具有固定長(zhǎng)度,放置所有路由器都需要處理的信息。由于Internet上絕大部分包都只是被路由器簡(jiǎn)單地轉(zhuǎn)發(fā),因此固定的包頭長(zhǎng)度有助于加快路由速度。IPv6定義了多種擴(kuò)展包頭,能提供對(duì)多種應(yīng)用需求的有力支持。

3)地址配置更靈活。IPv6支持有狀態(tài)的地址配置和無(wú)狀態(tài)的地址配置,使地址配置更靈活。有狀態(tài)的地址配置則需要一個(gè)額外的服務(wù)器,是需要很多額外的操作和維護(hù)；在無(wú)狀態(tài)的地址配置中,鏈路上的主機(jī)會(huì)自動(dòng)地為自己配置適合于這條鏈路的IPv6地址,或者適合于IPv4和IPv6共存的IP地址,或者由本地路由器加上了前綴的IP地址。甚至在沒(méi)有路由器的情況下,同一鏈路上的所有主機(jī)，也可以自動(dòng)配置它們的鏈路本地地址,基本可實(shí)現(xiàn)即插即用就可通信。

4)安全性更高。在IPv4中IPSec是可選項(xiàng),在IPv6中是必選項(xiàng)。IPv6同IP安全性（IPSec）機(jī)制和服務(wù)一致。除了必須提供網(wǎng)絡(luò)層安全這一強(qiáng)制性機(jī)制外,IPSec還提供兩種服務(wù)：認(rèn)證頭AH（Authentication Header）和封裝安全載荷頭ESP（Encapsulate Security Payload)。在IPv6包中,AH和ESP都是擴(kuò)展頭,可同時(shí)使用,也可單獨(dú)使用。AH用于數(shù)據(jù)包的認(rèn)證,使接收方能夠確認(rèn)接收到的數(shù)據(jù)包來(lái)自正確的源,并可保證數(shù)據(jù)的完整性；而ESP通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)包的內(nèi)容進(jìn)行加密來(lái)保證數(shù)據(jù)的保密性和一致性。在單播通信中用于處理IPSec安全設(shè)置的協(xié)議通常是Internet密鑰交換協(xié)議IKE (Internet Key Exchange)。

5) 服務(wù)質(zhì)量Qos（Quality of Service）更好。IPv6對(duì)Qos的支持體現(xiàn)在能針對(duì)不同的流提供不同水平的服務(wù)。在IPv6報(bào)頭中增加了“業(yè)務(wù)級(jí)別”和“流標(biāo)記”這兩個(gè)字段,中間路由器器就可以識(shí)別和分不同優(yōu)先級(jí)處理數(shù)據(jù)流,從而加快了報(bào)文處理速度。由于通信流在IPv6協(xié)議頭中標(biāo)識(shí),因此即使數(shù)據(jù)包有效載荷已經(jīng)用IPSec和ESP進(jìn)行了加密,仍然可以實(shí)現(xiàn)對(duì)QoS的支持。雖然IPv4補(bǔ)充了對(duì)流的處理,但效率低而且違背了網(wǎng)絡(luò)分層的原則并加大了路由器的處理工作量。IPv6還支持“時(shí)時(shí)在線”連接,防止服務(wù)中斷以及提高網(wǎng)絡(luò)性能等方面。

6)擴(kuò)展性更強(qiáng)。在IPv6協(xié)議基本首部之后可以根據(jù)需要添加擴(kuò)展首部,可以方便地實(shí)現(xiàn)IPv6功能的擴(kuò)展。IPv4協(xié)議首部中的選項(xiàng)最多可以支持40個(gè)字節(jié)的選項(xiàng),而IPv6擴(kuò)展首部長(zhǎng)度只受到IPv6數(shù)據(jù)報(bào)總長(zhǎng)度的限制。同時(shí)IPv6協(xié)議支持協(xié)議繼續(xù)演變。

3 國(guó)內(nèi)外IPv6最新發(fā)展現(xiàn)狀分析

3.1 IPv6在國(guó)外發(fā)展?fàn)顩r

3.1.1 IPv6在美國(guó)的發(fā)展?fàn)顩r

美國(guó)是IPv4的發(fā)源地,地址資源和商業(yè)應(yīng)用占據(jù)了先天的優(yōu)勢(shì),研究和開(kāi)發(fā)IPv6的主要組織如IETF、6Bone等都在美國(guó)。盡管在2003年以前美國(guó)對(duì)IPv6的商業(yè)化推廣表現(xiàn)不積極,主要以IPv6研究、協(xié)調(diào)中心的面目出現(xiàn),但此后各主要廠商出于商業(yè)利益考慮開(kāi)始支持IPv6。當(dāng)前,美國(guó)采用以軍事和政府為先導(dǎo)的IPv6發(fā)展策略,從軍事、政務(wù)、商業(yè)三個(gè)方面同時(shí)推進(jìn)IPv6部署,并由國(guó)防部、預(yù)算管理辦公室、商務(wù)部分別進(jìn)行負(fù)責(zé)。根據(jù)IPv6.com網(wǎng)站資料顯示，美國(guó)軍方將全面部署IPv6的日期推遲到2012年。

2010年9月,美國(guó)政府發(fā)布IPv6行動(dòng)計(jì)劃,并頒布IPv6推進(jìn)工作組工作時(shí)間表明細(xì),要求所有美國(guó)政府機(jī)構(gòu)在2012年底前把面向公眾的網(wǎng)站和服務(wù)升級(jí)到支持IPv6(包括web、email、DNS、ISP服務(wù)等) ,在2014年底前實(shí)現(xiàn)與公眾互聯(lián)網(wǎng)及企業(yè)相關(guān)應(yīng)用軟件的IPv6升級(jí)。2012年5月,美國(guó)政府發(fā)布了IPv6行動(dòng)計(jì)劃第二版,給出了用以幫助政府機(jī)構(gòu)順利完成IPv6遷移的路線圖和時(shí)間表,指明2012年9月底前美國(guó)聯(lián)邦政府機(jī)構(gòu)在公共網(wǎng)站和網(wǎng)絡(luò)服務(wù)中提供WWW、Email、DNS等IPv6服務(wù),2014年9月底前才提供基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)與系統(tǒng)的IPv6服務(wù)。明確“云計(jì)算”對(duì)IPv6的支持,并提出數(shù)字政府倡議。

3.1.2 IPv6在日韓的發(fā)展?fàn)顩r

目前,日本IPv6導(dǎo)入現(xiàn)況領(lǐng)先美國(guó),據(jù)IETF公布各國(guó)IPv6數(shù)據(jù)顯示,日本轉(zhuǎn)換腳步最快。為實(shí)現(xiàn)向IPv6的平穩(wěn)過(guò)渡,日本政府建立“官民共同推進(jìn)體制”。在“E-Japan”戰(zhàn)略中,將IPv6作為重要組成部分。2007年8月,日本總務(wù)省成立了“互聯(lián)網(wǎng)向IPv6過(guò)渡調(diào)查研究委員會(huì)”,形成了日本的IPv6過(guò)渡計(jì)劃。2009年10月,由日本總務(wù)省、JPNIC、電信和互聯(lián)網(wǎng)運(yùn)營(yíng)商協(xié)會(huì)成立“日本IPv4地址枯竭工作組”,發(fā)布《IPv6行動(dòng)計(jì)劃》,決定從2011年4月全面啟動(dòng)IPv6服務(wù)。據(jù)了解,日本NTT電信服務(wù)業(yè)者在2011年6月就已提供IPv6的商業(yè)服務(wù)。目前,集成DNS應(yīng)用和解決方案提供商N(yùn)ominum調(diào)查顯示,所有被調(diào)查的日本ISP已經(jīng)部署了IPv6。

在韓國(guó),該國(guó)通信委員會(huì)在2010年9月召開(kāi)了關(guān)于創(chuàng)建“下一代互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議（IPv6）促進(jìn)計(jì)劃”會(huì)議,并宣布從2011年6月開(kāi)始,韓國(guó)國(guó)內(nèi)的互聯(lián)網(wǎng)、IPTV、3G等移動(dòng)通信服務(wù)都將啟用下一代互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議IPv6,同時(shí)韓國(guó)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)商則計(jì)劃在2013年提供IPv6服務(wù)。韓國(guó)政府曾宣布2011年6月禁用IPv4,全面部署IPv6。

3.1.3 IPv6在歐洲的發(fā)展?fàn)顩r[2]

2005年9月,歐盟啟動(dòng)第六框架計(jì)劃“第二代跨歐亞信息網(wǎng)絡(luò)TEIN2項(xiàng)目”。2008年5月,歐洲議會(huì)、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)委員會(huì)、區(qū)域委員會(huì)共同發(fā)布“歐洲部署IPv6行動(dòng)計(jì)劃”,要求在歐洲范圍內(nèi)采取及時(shí)、高效、協(xié)調(diào)一致的行動(dòng),實(shí)現(xiàn)部署目標(biāo)。歐盟IPv6路線圖計(jì)劃到2010年底,實(shí)現(xiàn)25%的企業(yè)、政府機(jī)構(gòu)和家庭用戶遷移至IPv6。但是這一目標(biāo)未能實(shí)現(xiàn),歐盟范圍內(nèi)的使用率約為8%。

歐洲率先在第三代移動(dòng)網(wǎng)中引入IPv6,在無(wú)線和移動(dòng)通信領(lǐng)域維持技術(shù)上的領(lǐng)先地位,并完成向以IPv6為基礎(chǔ)的下一代互聯(lián)網(wǎng)的有效過(guò)渡。同時(shí)推進(jìn)IPv6發(fā)展的政策措施還包括：通過(guò)開(kāi)發(fā)大規(guī)模試驗(yàn)床,建立示范工程,推動(dòng)解決IPv4與IPv6的互聯(lián)互通問(wèn)題；推進(jìn)政府采購(gòu),通過(guò)政府采購(gòu)促進(jìn)和帶動(dòng)IPv6的發(fā)展,使政府率先全面使用IPv6；開(kāi)展國(guó)際合作,歐盟正在與美國(guó)、日本、中國(guó)等國(guó)家和地區(qū)開(kāi)展關(guān)于IPv6的項(xiàng)目合作,并且不斷尋求新的合作機(jī)會(huì)。

3.2 IPv6在國(guó)內(nèi)發(fā)展?fàn)顩r

近年來(lái)，我國(guó)積極參與國(guó)際互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)開(kāi)發(fā)和標(biāo)準(zhǔn)化工作，取得了突出成就體現(xiàn)在以下三方面。

3.2.1 發(fā)展成果顯著[3]

第二代中國(guó)教育和科研計(jì)算機(jī)網(wǎng)CNGI-CERNET2是中國(guó)下一代互聯(lián)網(wǎng)示范工程CNGI(China's Next Generation Internet)最大的核心網(wǎng)和唯一的全國(guó)性學(xué)術(shù)網(wǎng),是我國(guó)第一個(gè)IPv6國(guó)家主干網(wǎng),也是目前所知世界上規(guī)模最大的采用純IPv6技術(shù)的下一代互聯(lián)網(wǎng)主干網(wǎng)。CERNET( The China Education and Research Network)始建于1994年,2001年CERNET提出CERNET2計(jì)劃,并于2004年建成,在北京、上海、廣州三城市進(jìn)行了聯(lián)網(wǎng)試運(yùn)行。CERNET2基本實(shí)現(xiàn)采用國(guó)產(chǎn)設(shè)備和自主研發(fā)設(shè)計(jì),國(guó)產(chǎn)IPv6核心路由器的臺(tái)數(shù)達(dá)到80%，傳輸速率為2.5-10Gbps。CERNET2連接分布在我國(guó)20個(gè)主要城市的25個(gè)CERNET2核心節(jié)點(diǎn),其中,北京-武漢-廣州和武漢-南京-上海的主干網(wǎng)傳輸速率達(dá)10Gbps,采用進(jìn)口路由器連接。CERNET2主干網(wǎng)采用純IPv6協(xié)議，首次提出了真實(shí)IPv6源地址網(wǎng)絡(luò)尋址體系結(jié)構(gòu)、IPv4 over IPv6等創(chuàng)新技術(shù),制訂了若干國(guó)際標(biāo)準(zhǔn),為我國(guó)互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域擺脫對(duì)國(guó)外技術(shù)及其產(chǎn)品的依賴做出重要貢獻(xiàn)。清華大學(xué)已建成國(guó)內(nèi)/國(guó)際互聯(lián)交換中心 CNGI-6IX,分別以1G/2.5G/10Gbps速率連接了CNGI-CERNET2。目前,已經(jīng)有將近300多所高校開(kāi)通了IPv6,現(xiàn)有的CERNET也會(huì)逐步向支撐IPv6過(guò)渡。

3.2.2 政策積極引導(dǎo)

2011年底國(guó)務(wù)院常務(wù)會(huì)議研究決定,2013年年底前,開(kāi)展國(guó)際互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議第6版網(wǎng)絡(luò)小規(guī)模商用試點(diǎn),2014年至2015年開(kāi)展大規(guī)模部署和商用,這是政府部門(mén)首次公布IPv6的商用時(shí)間表。2012年3月出臺(tái)的由國(guó)家發(fā)展和改革委員會(huì)等七部門(mén)共同制定的《關(guān)于下一代互聯(lián)網(wǎng)“十二五”發(fā)展建設(shè)的意見(jiàn)》,明確指出下一代互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展目標(biāo)、產(chǎn)業(yè)發(fā)展路線圖和時(shí)間表等內(nèi)容?！笆濉逼陂g，互聯(lián)網(wǎng)普及率由2011年底的38.3%提高到45%以上,推動(dòng)實(shí)現(xiàn)三網(wǎng)融合,IPv6寬帶接入用戶數(shù)超過(guò)2500萬(wàn),實(shí)現(xiàn)IPv4和IPv6主流業(yè)務(wù)互通,IPv6地址獲取量充分滿足用戶需求。下一代互聯(lián)網(wǎng)在“十二五”期間的發(fā)展目標(biāo)還包括,在相關(guān)理論研究、軟件研發(fā)、設(shè)備制造、應(yīng)用服務(wù)等領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)高端突破,業(yè)務(wù)應(yīng)用和終端設(shè)備對(duì)網(wǎng)絡(luò)的支持能力顯著提高,推動(dòng)形成系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)體系。同時(shí),《意見(jiàn)》還明確 “十三五”期間,基本建成世界先進(jìn)水平的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施,完成向下一代互聯(lián)網(wǎng)的平滑過(guò)渡,進(jìn)一步提高互聯(lián)網(wǎng)普及率,大幅縮小數(shù)字鴻溝,基本掌握關(guān)鍵領(lǐng)域核心技術(shù)和知識(shí)產(chǎn)權(quán),實(shí)現(xiàn)我國(guó)互聯(lián)網(wǎng)的跨越發(fā)展。

3.2.3 企業(yè)積極參與

中國(guó)移動(dòng)IPv6發(fā)展整體推進(jìn)計(jì)劃分為三個(gè)階段：現(xiàn)階段到2013年是啟動(dòng)期,2014和2015年是推廣期,到2016年達(dá)到全面應(yīng)用。同時(shí),中國(guó)移動(dòng)已經(jīng)制定了包括接入網(wǎng)、承載網(wǎng)、支撐系統(tǒng)、終端、業(yè)務(wù)等環(huán)節(jié)的端到端IPv6完整過(guò)渡計(jì)劃。目前,中國(guó)移動(dòng)啟動(dòng)約10個(gè)省份的網(wǎng)絡(luò)改造,已在9個(gè)省啟動(dòng)IPv6試點(diǎn),已完成涉及8個(gè)廠商的TD-LTE設(shè)備IPv6測(cè)試。同時(shí),中國(guó)移動(dòng)將借助LTE（Long Term Evolution）發(fā)展契機(jī),推動(dòng)同步引入IPv6,未來(lái)的目標(biāo)是LTE用戶開(kāi)機(jī)后將自動(dòng)獲得一個(gè)IP地址,直到用戶關(guān)機(jī)。

中國(guó)電信也已明確IPv6商用的時(shí)間表,即2009年至2010年為IPv6的試商用階段,2011年啟動(dòng)IPv6及過(guò)渡技術(shù)研究和現(xiàn)網(wǎng)試點(diǎn)驗(yàn)證,2012年至2015年規(guī)模商用IPv6,2015年以后將大規(guī)模使用IPv6。2012年中國(guó)電信將在湖南長(zhǎng)沙、江蘇無(wú)錫等地試點(diǎn)的基礎(chǔ)上,增加新的省市啟動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施改造,目標(biāo)發(fā)展300萬(wàn)用戶。中國(guó)電信明確IPv6六大業(yè)務(wù)切入點(diǎn),即自營(yíng)業(yè)務(wù)首先過(guò)渡；企業(yè)和家庭網(wǎng)關(guān)實(shí)現(xiàn)對(duì)部分政企和家庭客戶IPv6接入支持；移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)部署改造較簡(jiǎn)單,用戶又少,應(yīng)加速過(guò)渡；IP VPN（Virtual Private Network）業(yè)務(wù)面向政企客戶群的過(guò)渡；未來(lái)高端業(yè)務(wù)采用IPv4/IPv6雙棧模式、大眾業(yè)務(wù)宜采用純IPv6模式發(fā)展；M2M（Machine to Machine）應(yīng)用和物聯(lián)網(wǎng)直接采用 IPv6。

中國(guó)聯(lián)通在向IPv6的演進(jìn)道路上一直比較保守,采用跟隨策略。然而進(jìn)入2012年后,在國(guó)家相關(guān)政策的推動(dòng)和其自身面臨的地址枯竭現(xiàn)狀下,中國(guó)聯(lián)通急需在IPv6演進(jìn)上實(shí)現(xiàn)突破。目前,廣東聯(lián)通計(jì)劃采用NAT444（Network Address Translation）方案對(duì)IPv4地址進(jìn)行升級(jí)改造,力爭(zhēng)盡快實(shí)現(xiàn)IPv4向IPv6過(guò)渡。

全球領(lǐng)先的信息與通信解決方案供應(yīng)商華為公司,從2009年開(kāi)始就與中國(guó)電信緊密合作,在IPv6技術(shù)研究及商用部署方面進(jìn)行了積極探索,全系列數(shù)據(jù)產(chǎn)品已經(jīng)在電信現(xiàn)網(wǎng)試點(diǎn)項(xiàng)目中商用并穩(wěn)定運(yùn)營(yíng)。華為公司還與法國(guó)電信、沃達(dá)豐、意大利電信等全球頂級(jí)運(yùn)營(yíng)商全面展開(kāi)IPv6合作,完成了相關(guān)過(guò)渡技術(shù)方案驗(yàn)證,解決過(guò)渡技術(shù)以及私有地址現(xiàn)網(wǎng)規(guī)模部署等實(shí)際問(wèn)題,形成了多個(gè)可規(guī)模部署的樣板。同時(shí),華為公司積極推進(jìn)IPv6標(biāo)準(zhǔn)建設(shè),在IETF領(lǐng)域的IPv6方面,華為已發(fā)布了24篇關(guān)鍵的RFC（Request For Comments）,同時(shí)有14篇WG（WebGuard）草案和31篇個(gè)人草案,是所有主流IPv6過(guò)渡方案關(guān)鍵技術(shù)的Top3貢獻(xiàn)者。華為可提供最成熟的可商用部署的端到端IPv6+CGN(Carrier Generation NAT)平滑演進(jìn)“長(zhǎng)沙模式”解決方案,可以為運(yùn)營(yíng)商IPv6演進(jìn)提供網(wǎng)絡(luò)評(píng)估、方案設(shè)計(jì)、集成交付等端到端專業(yè)服務(wù),與運(yùn)營(yíng)商攜手實(shí)現(xiàn)IPv6的平滑演進(jìn)。

4 IPv4向IPv6過(guò)渡的階段和主要技術(shù)簡(jiǎn)述

4.1 IPv4向IPv6過(guò)渡的主要階段簡(jiǎn)述

目前,大量Internet應(yīng)用和服務(wù)仍然存在于IPv4網(wǎng)絡(luò)中,將如此大規(guī)模的IPv4應(yīng)用和服務(wù)移植到IPv6網(wǎng)絡(luò)上,必將是漸進(jìn)的分階段的。在IPv4網(wǎng)絡(luò)向IPv6網(wǎng)絡(luò)過(guò)渡的不同階段,側(cè)重點(diǎn)和方法也將有所不同。在IPv4網(wǎng)絡(luò)向IPv6網(wǎng)絡(luò)過(guò)渡初期,IPv6站點(diǎn)如同IPv4網(wǎng)絡(luò)海洋中的孤島,這時(shí)重點(diǎn)解決IPv6站點(diǎn)之間、IPv6站點(diǎn)同IPv4海洋之間如何實(shí)現(xiàn)相互通信問(wèn)題,采用的技術(shù)主要有雙協(xié)議棧（dual stack）技術(shù)和隧道技術(shù)（tunneling）,同時(shí)此時(shí)IPv4地址非常緊缺,因此必須輔以地址轉(zhuǎn)換技術(shù)以擴(kuò)大IPv4地址的數(shù)量；在IPv4網(wǎng)絡(luò)向IPv6網(wǎng)絡(luò)過(guò)渡后期,IPv4站點(diǎn)形成了IPv6網(wǎng)絡(luò)海洋中的孤島,此時(shí)重點(diǎn)是解決IPv4站點(diǎn)之間、IPv4站點(diǎn)與IPv6海洋之間相互通信問(wèn)題,過(guò)渡技術(shù)主要是翻譯（translation）技術(shù)和雙協(xié)議棧（dual stack）技術(shù),此時(shí)IPv4地址余量會(huì)越來(lái)越多,直到被IPv6地址完全取代。然而,IPv4站點(diǎn)之間、IPv6站點(diǎn)之間以及IPv6站點(diǎn)與IPv4站點(diǎn)之間的通信是相互滲透的,IPv4網(wǎng)絡(luò)向IPv6網(wǎng)絡(luò)過(guò)渡的前期和后期沒(méi)有嚴(yán)格界線。

盡管目前我國(guó)已經(jīng)建成世界上最大規(guī)模的IPv6主干網(wǎng)絡(luò)CERNET2,但從整個(gè)世界范圍來(lái)看,目前IPv4網(wǎng)絡(luò)向IPv6網(wǎng)絡(luò)過(guò)渡仍處于過(guò)渡的前期階段,IPv6完全取代IPv4仍然有很長(zhǎng)的路要走。

4.2 IPv4向IPv6過(guò)渡主要技術(shù)簡(jiǎn)述

為了保證完成IPv4向IPv6的順利過(guò)渡,NGTrans工作組及相關(guān)研究機(jī)構(gòu)和設(shè)備廠商相繼提出眾多IPv4向IPv6過(guò)渡技術(shù)。這些過(guò)渡技術(shù)主要包括雙協(xié)議棧技術(shù)、隧道技術(shù)和轉(zhuǎn)換技術(shù)三大類,其中雙協(xié)議棧技術(shù)是所有其它過(guò)渡技術(shù)的基礎(chǔ)[4]。對(duì)應(yīng)于不同過(guò)渡場(chǎng)景和過(guò)渡原理,隧道技術(shù)有IPv6配置隧道、GRE（Generic Routing Encapsulation）over IPv4隧道、Tunnel Broke、自動(dòng)6to4隧道、ISATAP（Intra-Site Automatic Tunnel Addressing Protocol）隧道、Silkroad隧道、基于MPLS（Multi-Protocol Label Switching）技術(shù)的隧道等；轉(zhuǎn)換技術(shù)包括協(xié)議轉(zhuǎn)換技術(shù)和地址轉(zhuǎn)換技術(shù)，有SIIT(Stateless IP/ICMP Translation)、BIS(bump-in-the-stack)、TRT (Transport Relay Translator)、BIA（Bump in the API）、SOCKS64、NAT44等[5]。

當(dāng)前熱門(mén)的隧道技術(shù)和轉(zhuǎn)換技術(shù)主要有美國(guó)Comcast電信公司提出的輕量級(jí)雙棧DS-lite技術(shù)[6]；有法國(guó)運(yùn)營(yíng)商FREE提出的6rd技術(shù)[7]；有6pe(IPv6 Provide Edge Router)技術(shù)[8] ；有法國(guó)電信、Nokia、IIJ等公司提出A+P(Address+PortRange) 地址共享技術(shù)[9]；有日本NTT提出的NAT444技術(shù)[10]；有UC3M、阿爾卡特朗訊和IMDEA網(wǎng)絡(luò)公司提出的有狀態(tài)網(wǎng)絡(luò)地址與協(xié)議轉(zhuǎn)換NAT64技術(shù)[11]；有清華大學(xué)李星教授提出的基于翻譯的IVI過(guò)渡技術(shù)[12]；有中國(guó)移動(dòng)提出的一種開(kāi)放的基于翻譯的PNAT(Prefix NAT)過(guò)渡技術(shù)等。

然而,每種過(guò)渡機(jī)制都不是普遍適用的,都只適用于某一種或幾種特定的網(wǎng)絡(luò)情況,而且常常需要和其他技術(shù)組合使用。如近幾年討論較多的有雙棧(雙網(wǎng))+NAT44(4),未來(lái)的NAT64；6rd+NAT44,未來(lái)需引入雙棧；DS-Lite（NAT44）,未來(lái)的NAT64等過(guò)渡組合方案。

5 結(jié)束語(yǔ)

IPv6相對(duì)IPv4的優(yōu)勢(shì)是明顯的,IPv6最終代替IPv4是網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的必然。但I(xiàn)Pv4向IPv6的過(guò)渡將具有長(zhǎng)期性和復(fù)雜性,這與技術(shù)因數(shù)和產(chǎn)業(yè)因數(shù)皆有關(guān)系。

目前,過(guò)渡技術(shù)及其相關(guān)的問(wèn)題還面臨諸多的挑戰(zhàn),如針對(duì)不同的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用環(huán)境和差異化的需求,如何提出滿足成本低、安全性高、可管理性可擴(kuò)展性強(qiáng)的IPv4/IPv6綜合組網(wǎng)方案；IPv4網(wǎng)絡(luò)之間、IPv6網(wǎng)絡(luò)之間、IPv4與IPv6網(wǎng)絡(luò)之間互操作的路由及優(yōu)化問(wèn)題、性能問(wèn)題、移動(dòng)支持問(wèn)題、任意播問(wèn)題、組播問(wèn)題、安全問(wèn)題、經(jīng)濟(jì)模型問(wèn)題、可管理性問(wèn)題等；IPv6網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)涉及網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、終端、IT系統(tǒng)、業(yè)務(wù)系統(tǒng)及應(yīng)用程序等產(chǎn)業(yè)鏈的各個(gè)環(huán)節(jié),如何提高絕大多數(shù)終端(PC除外)、業(yè)務(wù)系統(tǒng)和應(yīng)用程序的IPv6商用部署能力問(wèn)題。針對(duì)這些問(wèn)題，必須在IPv6實(shí)際部署過(guò)程中進(jìn)一步深入研究。隨著世界各國(guó)政府部門(mén)和產(chǎn)業(yè)界的積極推動(dòng),IPv6的商業(yè)部署已經(jīng)進(jìn)入了快速發(fā)展階段,在過(guò)渡期間的各種問(wèn)題必將得到妥善解決。

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