《電子技術(shù)應(yīng)用》
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三大方向助力聯(lián)通寬帶網(wǎng)絡(luò)IPv6轉(zhuǎn)型
來源:通信世界周刊
周新宇
摘要: 三大方向助力聯(lián)通寬帶網(wǎng)絡(luò)IPv6轉(zhuǎn)型,盡管IETF的IPv6工作開始于1990年,但截至目前IPv6還很少被用于個(gè)人業(yè)務(wù)。真正商業(yè)驅(qū)動(dòng)力的
關(guān)鍵詞: IPv6 寬帶網(wǎng)絡(luò)
Abstract:
Key words :
盡管IETF的IPv6工作開始于1990年,但截至目前IPv6還很少被用于個(gè)人業(yè)務(wù)。真正商業(yè)驅(qū)動(dòng)力的缺乏,新應(yīng)用對IPv6的依賴不高,對IPv6引入成本太高的看法等原因,導(dǎo)致了服務(wù)提供商很少關(guān)注并在住宅寬帶網(wǎng)絡(luò)中引入IPv6。但同時(shí)隨著公網(wǎng)IPv4地址的枯竭、智能手機(jī)和M2M設(shè)備的迅速普及,越來越多的人認(rèn)識(shí)到通過引入IPv6來維持業(yè)務(wù)增長并為客戶提供完善服務(wù)的重要性。

三大方向助力聯(lián)通寬帶網(wǎng)絡(luò)IPv6轉(zhuǎn)型

從技術(shù)角度看IPv6與IPv4不能兼容,并且IPv6中一些新概念會(huì)改變當(dāng)前寬帶網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)作模式,例如:IPv6的尋址方式的取消,包括單播LLA(鏈路本地地址)、GUA(全球單播地址)和ULA(本地唯一地址),組播尋址,廣播尋址;IPv6報(bào)頭也發(fā)生了變化,體現(xiàn)在下一個(gè)報(bào)頭等方面;對于SLAAC,無狀態(tài)地址自動(dòng)配置,不需要使用DHCP Server;缺省路由器支持使用路由器通告(RA);對DHCP PD,通過DHCP的前綴委派為家庭網(wǎng)絡(luò)分配前綴地址;并且鄰居發(fā)現(xiàn)(ND),MLD(組播偵聽發(fā)現(xiàn))等通過ICMP支持。

新改變在展現(xiàn)優(yōu)勢的同時(shí),也對IPv6在住宅用戶網(wǎng)絡(luò)部署方面產(chǎn)生了影響,并且運(yùn)營商采用的網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)不同,引入IPv6所帶來的影響也不同。

PPPoE網(wǎng)絡(luò):匯聚網(wǎng)元無影響

在寬帶論壇的TR-187中明確定義了如何在使用PPPoE的電信網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中支持IPv6。在PPPoE/L2TP網(wǎng)絡(luò)中引入IPv6不會(huì)對接入和匯聚網(wǎng)元產(chǎn)生任何影響。IPv6 PPP會(huì)話認(rèn)證方式與IPv4一樣使用PAP/CHAP或option82,并且IPv4和IPv6會(huì)話的認(rèn)證可以在同一個(gè)認(rèn)證階段進(jìn)行。由于PPPoX IPv6CP只定義鏈路本地地址,全球IPv6地址通常由DHCP或SLAAC分配。

在使用IPv6路由型家庭網(wǎng)關(guān)的情況下,家庭網(wǎng)關(guān)和BNG/BRAS之間需要下列機(jī)制確保IPv6連接。

PPPoE IPv6CP將用于鏈路本地地址分配(LLA)。

DHCPv6的前綴委派(IA - PD)用于獲取局域網(wǎng)地址前綴。

無狀態(tài)DHCPv6用于獲取其他配置參數(shù)。

當(dāng)部署numbered RG模型時(shí),有狀態(tài)的DHCPv6(IA-NA)用于獲取家庭網(wǎng)關(guān)的IPv6地址,而部署unnumbered RG模型時(shí),則不是必需。

使用路由器通告分配默認(rèn)網(wǎng)關(guān)。

另一種用于提供IPv6 PPPoE連接的方法是使用橋接型家庭網(wǎng)關(guān)(目前聯(lián)通應(yīng)用最廣的家庭網(wǎng)關(guān)類型),也稱為主機(jī)模型。為確保在這個(gè)模型下的IPv6連接,在終端設(shè)備(通常是個(gè)人電腦)和BNG/BRAS之間需要執(zhí)行下列機(jī)制。

PPPoE IPv6CP用于鏈路本地地址分配(LLA)。

SLAAC用于為主機(jī)獲得全球單播IPv6地址。

無狀態(tài)DHCP用于獲取其他的配置參數(shù)。

使用路由器通告分配默認(rèn)網(wǎng)關(guān)。

在提供PPPoE業(yè)務(wù)時(shí),無論是采用N:1 VLAN結(jié)構(gòu)或1:1 VLAN結(jié)構(gòu)對于部署IPv6或IPv4沒有區(qū)別。在采用PPPoE的寬帶網(wǎng)絡(luò)中引入IPv6只對BNG和CPE/RG產(chǎn)生影響,對CPE/RG具體影響取決于家庭網(wǎng)絡(luò)使用橋接模式還是路由模式。采用RADIUS進(jìn)行認(rèn)證/計(jì)費(fèi)/COA時(shí),還需要RADIUS支持一些新的屬性。

VLAN模型決定IPoE網(wǎng)絡(luò)影響

在寬帶論壇的TR-177中詳細(xì)定義了在電信網(wǎng)絡(luò)中如何支持IPv6 IPoE。在中國聯(lián)通,IPoE尚未普遍使用,因此,這里較為簡單地描述一下引入IPv6 IPoE對網(wǎng)絡(luò)的影響。影響主要取決于部署的VLAN模型是1:1模型還是N:1模型,以及家庭網(wǎng)絡(luò)選擇橋接型還是路由型。

使用IPv6路由型家庭網(wǎng)關(guān)部署DHCPv6,在家庭網(wǎng)關(guān)和BNG/BRAS之間需要執(zhí)行下列機(jī)制以確保IPv6連接。

DHCPv6的前綴委派(IA-PD):為家庭網(wǎng)關(guān)分配唯一的IPv6前綴在家庭網(wǎng)絡(luò)中使用。

如果使用numbered RG模型,為家庭網(wǎng)關(guān)分配DHCPv6廣域網(wǎng)地址。

從BNG收到有效路由器通告后,設(shè)定BNG鏈路本地地址作為下一跳缺省路由。

當(dāng)部署橋接家庭網(wǎng)關(guān)模型來支持IPv6 IPoE時(shí),對網(wǎng)絡(luò)的影響取決于是采用DHCP還是SLAAC為終端設(shè)備分配地址。

采用DHCP時(shí),橋接型家庭網(wǎng)關(guān)IPoE模型與路由型模型的主要區(qū)別是只對主機(jī)分配一個(gè)IA地址而不需要DHCP PD地址。特別要注意的是,要確保家庭網(wǎng)絡(luò)中的IPv6設(shè)備之間的通信在本地完成的,不通過BNG。

而采用SLAAC則會(huì)帶來一系列新的問題。如線路標(biāo)識(shí)、重復(fù)地址檢測(DAD)消息的發(fā)送等。這些問題需要BNG/接入設(shè)備增加額外的功能來解決。因?yàn)檫@些問題仍在IETF討論,目前也很少有BNG/接入設(shè)備支持,在此就不詳述了。

移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)中UE、GGSN/PGW為主要網(wǎng)元

移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)中的IPv6連接場景在3GPP R7/R8等規(guī)范中已經(jīng)得到了清楚的體現(xiàn)。建立IPv6連接所涉及的主要網(wǎng)元是UE和GGSN/PGW,在GSM、WCDMA網(wǎng)絡(luò)中提供IPv6連接,在UE和GGSN/PGW之間需運(yùn)行下列機(jī)制。

SLAAC(路由器請求/路由器通告)使用/64地址提供IPv6連接。

在創(chuàng)建的PDP響應(yīng)內(nèi)PCO選項(xiàng)中提供DNS信息。

從GGSN/PGW收到有效路由器通告后,設(shè)定GGSN/PGW的鏈路本地地址作為下一跳缺省路由。

3GPP從R8開始定義了一種機(jī)制,在單一的PDP/Bearer Context上使用PDP type (IPv4IPv6)同時(shí)分配IPv4和IPv6地址。有了這一機(jī)制,引入IPv6時(shí)不需要額外創(chuàng)建PDP Context。然而,在R8之前,每種PDN類型(IPv4和IPv6)都需要一個(gè)PDP Context,這將降低GGSN的可擴(kuò)展性。

在解決IPv4公網(wǎng)地址耗盡問題和逐步引入IPv6的過程中存在很多可能性及實(shí)際部署的問題。阿爾卡特朗訊使用ISOCORE第三方獨(dú)立實(shí)驗(yàn)室對各種IPv6部署場景下的部署細(xì)節(jié)進(jìn)行驗(yàn)證,并通過細(xì)致的技術(shù)驗(yàn)證工作幫助中國聯(lián)通從IPv4向IPv6遷移的過程中做出正確的選擇,從技術(shù)和業(yè)務(wù)上解決多種緯度問題。

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