从IPv4到IPv6,对现有互联网协议的迁移不可能像1982年ARPNet由NCP网络过渡到TCP/IP网络那样在一夜之间完成。同时,也没有一种过渡技术能用于所有场景,同一个场景可能同时使用多种过渡技术。
在12月5日结束的加拿大温哥华IETF70会议中,关于IPv6的讨论成为关注的焦点。美国国防部计划于2008年前完成其网络向IPv6的迁移,欧洲已确定将IPv6用于3G标准中。同时,中国也开展了CNGI中国下一代互联网示范工程,建立IPv6示范网络,其核心网之一的CNGI-CERNET2/6IX已于去年9月正式通过国家验收,并实现了与美国、欧洲和亚太下一代互联网的高速互联。可以预见,以IPv6协议为基础的下一代互联网正逐渐向我们走近。
IPv6过渡技术
IPv6过渡是使用IPv6协议替换现有IPv4协议的过程,包括网络基础设施、主机协议栈和相应应用三方面分别升级至支持IPv6。而过渡技术则是在过渡期间,基于某种特定的需求,实现同种协议或不同协议网络设备之间通信的方法。
目前,业界常用的过渡技术有双协议栈技术、协议翻译技术和隧道技术。双协议栈技术是指在网络节点上同时部署IPv4和IPv6两种协议栈,使得网络节点可以同时支持两种协议。它是IPv6过渡技术的基础,在后两种技术中都需要使用到。
协议翻译技术的思想就是通过对IPv4和IPv6协议之间的报文格式和信息的转换,实现使用不同IP协议的主机或其他网络设备之间的互通。它破坏了网络的端到端特性,在对上层应用支持的可扩展性不是很好,并存在安全隐患(如大多不能使用IPSec、容易受到DoS攻击等),目前一般不推荐使用。
在IPv4和IPv6鱼龙混杂的时候,存在几种隧道技术来实现不同设备之间的通信。它们分别用于这样的场景:使IPv6主机或其他网络设备通过IPv4网络进行通信(IPv6overIPv4),反之则是IPv4over IPv6。以后者为例,最常见的是配置隧道和6to4隧道两种隧道技术。
IPv6过渡场景和技术选择
目前,v6ops工作组已经对ISP网络、企业网络、无管理网络和3GPP网络这四种场景的过渡方案进行了分析。
ISP网络是Internet服务提供商控制的网络范围,可分为骨干网和客户网两个部分。由于ISP需要在整个网络过渡完成前继续支持IPv4,因此一般采用双栈技术支持IPv6。ISP网络的过渡问题主要源于骨干网和客户网升级顺序的不同,主要需求包括先于骨干网升级的客户网之间的通信,以及骨干网升级过程中被IPv4网络分割开的双栈网络之间的通信。
企业网络是拥有一个或多个内部链路,通过一个或多个ISP接入Internet,同时拥有专业管理机构的网络。它与企业网以外的网络并没有直接的联系,既可以保持IPv4底层网络不变,也可以大范围使用双栈/纯IPv6网络。企业网络在过渡期间的主要需求是内部被IPv4网络分割开的IPv6/双栈子网或主机之间的通信,以及纯IPv6网络中IPv4主机之间的通信。
无管理网络指的是通过一个网关连接到Internet的网络,网关可能支持NAT或防火墙功能,重要特征是网络没有专门的管理机构负责管理,如简单的Home/Office网络。这种网络在过渡期间的主要需求是使用双栈网关通过IPv4ISP连接到外部IPv6网络,以及内部IPv4网络中的双栈主机连接到外部IPv6网络。
3GPP旨在研究制定并推广基于演进的GSM核心网络的3G标准,实现由2G网络到3G网络的平滑过渡。3GPP网络是以GPRS技术为基础的,在3GPP网络中的IPv6过渡过程可以分为GPRS过渡和IMS过渡两个部分。GPRS网络在过渡中的主要需求是同种协议或不同协议节点/用户设备之间互联;同时,由于IMS已经确定需要使用IPv6协议,IMS在过渡中的主要需求是被IPv4网络分割开的IPv6网络之间的互联。