阿特拉斯(Atlas)是希腊神话里的擎天神,天神乌拉诺斯与地神盖亚之子,泰坦巨神中的一员,泰坦神族被以宙斯为首的新神族征服后,众神之王宙斯命令阿特拉斯在世界最西处用头和手顶住天。欧美国家的地图册上常绘有阿特拉斯背负地球的装饰画,本文取其承载世界之意。
IPv6对社会生活的影响
IPv6给我们生活带来的影响首先来源于它那庞大的地址空间。根据RFC3177以及APNIC的建议,未来运营商向客户分配IPv6地址时将要遵循以下的原则:
1. 一般情况下分配/48的IPv6地址块,除非用户是一个非常大的企业;
2. 只有在非常明确用户只需要一个子网时,分配/64的IPv6地址块;
3. 只有在非常明确用户只有一个主机(设备)时,分配/128的地址。
也就是说,我们每个人可以获得的IPv6地址将不再是几个,而是按照我们的需要获取的若干个地址段!IPv6庞大的地址空间将使地址私有化、实名化成为现实,IP地址将像我们的身份证号、护照号、信用卡号、手机号一样,成为我们身份标志的一部分。我们不但可以给自己的PC、Notebook、PPC、手机分配地址,而且可以给自己的家电、汽车以及所有可控的机电设备分配地址,并且这些地址都是全球唯一的、合法的Internet地址。到那时候,我们身边的一切都会是联网的、智能的、可控的,我们可以像大脑控制身体的每一个器官那样来控制它们,别人也可以通过识别我们的IP地址,来随时和我们取得联系,使我们足不出户就可以获得自己所需的商品和服务。
IPv6不仅提供了庞大的地址空间,而且改变了地址的配置方式。在IPv4时代,对于非专业用户来说,无论是手工配置还是通过DHCP服务器获取IP地址都是一件令人头疼的事情,而IPv6的地址获取、邻居发现、网关配置等过程完全是自动的,从而使千家万户能够轻松地借助IPv6迈进数字化生活的门坎。
IPv6将IPv4时代的IPSec作为协议内置的一部分,也就是说我们通过Internet发送的任何一份信息都可以加密,不但我们的个人隐私可以得到更好的保护,而且也使得经过Internet传送的商业信息更加安全。到那时候,我们可以随心所欲地找一个山清水秀的居住地,随时通过Internet接入公司网络实现异地办公,而不必再忍受交通工具的拥挤和大都市的嘈杂,而公司也可以借此免除场地、交通、行政和办公费用等诸多的开支。我们的工作效率和生活质量将因此获得魔术般地提升。
IPv6给运营商带来的机遇
与广大非专业用户相比,对IPv6协议的功能、特点、优势更有切身体会的无疑是实际承担配置、使用和维护电信承载网任务的运营商。对于运营商来说,IPv6给他们带来的是一片崭新的业务空间和一场创造与分享财富的盛宴。
受IPv4地址资源的限制,当前运营商和客户经常需要大量使用私有地址,由于要频繁采用NAT技术,很多业务需要进行专门配置。比如:开展流媒体业务需要解决特定协议和应用的NAT穿越问题,开展WAP业务需要解决用户计费标识携带问题,开展PUSH业务和SIP业务要解决用户作为被叫方的问题……这些都造成了网络结构复杂,运营成本上升,而且随着业务量的不断增长,网络的效率将成为一个大问题,并直接影响到用户对业务的实际体验,而IPv6将使这一切成为过去。
IPv6与移动业务
在移动业务中,为了保持节点在网间移动时不中断端到端的连接,移动节点的地址分配机制应该满足这样的要求:
1. 节点应该具有一个唯一的地址以便识别其身份;
2. 移动过程中地址的分配和变换应该自动进行;
3. 地址的切换应该仅影响数据包的选路,而独立于路由协议本身(如RIP、OSPF等);
4. 地址切换和数据包的路由和转发过程对IP以上各层(如TCP、UDP、DNS以及所有的应用)应该完全透明,上层协议仅使用节点的唯一身份地址即可。
IPv6解决这些需求的方法是:设置一个静态家乡地址来识别每个节点,移动节点离开家乡子网后向其家乡链路上的家乡代理发送其当前位置的信息,家乡代理截获发送到该移动节点地址的数据包后进行隧道封装,然后再将数据发送到移动节点当前的位置。而移动节点的当前位置由转交地址(care-of-address)表示,转交地址既可以由接收路由器的通告获取(无状态地址自动配置),也可以由DHCP服务器分配(全状态地址自动配置)。这一机制因为移动节点的记录指向的是节点的家乡地址,当移动节点改变其因特网的接入点时不需要更改其DNS记录,也不影响上层协议的使用。在这个机制中,由于每个移动节点都可能需要许多转交地址来维持移动节点的选路,在移动IP承载网中将需要数以十亿计的转交地址以满足所有移动节点的需要,因此也只有IPv6的地址空间能够满足这样的要求。
IPv6与固网改造
其实,IPv6的移动特性还可以进一步扩展以实现介质无关性。也就是说,无论用户如何接入网络,都可以保留永久的IP地址。比如,用户从其手持设备上拔掉以太网的电缆之后,可以立即切换到办公室的无线局域网(WLAN)中,离开了办公室,可以马上接入
3G或者WiMax网络,最后回到家里,又可以马上通过DSL或者FTTH接入Internet。在这一过程中,虽然用户的接入方式不断变换,但是用户仍然可以继续下载文件、进行VoIP通话、收看网络视频或者委托证券交易……这种无所不在的平滑
通信,将为基础运营商或服务提供商提供无限的商机。
在这样一张基于IPv6的介质平滑切换、业务无缝连接的网络上,固网运营商不但可以扭转固网建设高投入、低产出的现状,而且可以利用固网带宽大、通信质量好的优势,充分发展Multi-play业务,重新占领
通信网络的核心阵地。
IPv6与高效率承载
目前,建设统一的多业务IP承载网已经成为运营商的共识,但是由于传统IP网络尽力而为的QoS服务模式,如何保证话音、视频等实时业务对高品质QoS的要求,一直是多业务IP承载网建设中的难题。运营商不但需要承载网设备提供对Diff-Serv的支持,更需要一种低成本、易布置的协议来标记报文的服务类型、优先级,并且能够携带标记从发送端到达接收端,以便沿途的所有设备都能识别并执行相应的转发优先级,无论是IPv4还是MPLS,目前都还不能完全满足这样的要求。
而在IPv6中,新定义了“流类型(Traffic Class)”和“流标记(Flow Label)”字段来解决这些问题。流类型字段的长度为8bits,足以为IPv6数据包定义种类丰富的类别或优先级。流标记字段长20bits,用于在源节点与中继路由器之间根据三元组(流标记字段、源地址字段和目的地址字段)定义一个IPv6的数据流,以及中间路由器对IPv6数据流的处理能力的最低要求。新规范为在IPv6网络上每一跳路由器根据数据流的定义采取不同的PHB(Per-Hop Behavior)奠定了基础,也使得IPv6网络在采用Diff-Serv的同时,能够根据IPv6数据流提供颗粒度更细的服务质量保证。
在IP承载网的核心路由器上,虽然IPv6的地址长度为IPv6的4倍,但是由于IPv6地址采用了分级的结构,在恰当的地址分配策略下,IPv6的骨干路由表数目不但不会上升,而且还会远远低于IPv4的骨干路由表数目。另外,由于IPv6的报头中去除了IPv4报头中的校验和、选项以及分段字段,使得IPv6报头更加简单,更有利于ASIC芯片的硬件处理。更合理的路由结构、更高的转发效率,这对运营商而言将意味着设备的利用效率更高,投资的回报更好。
IPv6的应用和未来
IPv6是NGI(Next Generation Internet)的基础协议,它本身虽然不能作为直接的业务卖点,但是它不但可以更好地支持现有IPv4网络上所提供的所有业务,还能充分支持各种丰富多彩的创新业务。目前,移动接入(包括3G、WiMax、WiFi等)、Multi–play、P2P游戏、视频会议、网络监控、个人VPN、RFID(Radio Frequency Identity,射频识别)、信息家电、智能家居等都已经接近成熟,有望在未来的几年内为该领域内的厂商带来巨大的利润空间。
IPv6的应用现状是,既存在若干IPv6孤岛,也存在类似中国的CNGI、日本的e-Japan这样的纯IPv6骨干网,而Internet的主体仍然使用IPv4。在此阶段内,运营商和方案设备提供商们最为关注的是从IPv4到IPv6的过渡技术,以及现有电信设备对IPv6的支持和升级能力。
作为业界少数几家能够提供数通、固网、光网络、移动通信等全网运营商产品与
解决方案的厂家,华为多年来积极广泛地与各运营商和设备友商交流探讨,凭着对电信运营网络业务需求和技术特点的深入理解,华为不仅能够在Internet接入、3G、NGN、IMS/FMC等领域提供端到端的IPv6解决方案,而且全面支持双栈、隧道、NAT-PT等各类IPv4-v6过渡技术,华为的各种数通设备整机、单板和接口均经过了IPv6的测试,具有向IPv6平滑升级的能力。凭借着IPv6领域的雄厚实力,华为在CNGI建设中获得了超过70%的整体应用份额,其中NAT-PT和BAS两类设备获得了全部份额。随着IPv6未来进一步的商用,华为将为客户创造更大的价值,进一步丰富人们的沟通与生活。