中国电信IPv6网络演进和融合之道.ppt

中国电信IPv6网络演进和融合之道,议程,IPv4的挑战与对策 困惑与思考 IPv6过渡技术选择 IPv6过渡方案探讨 IPv6运营商案例,IPv4的挑战与对策,IPv4 地址的危机,see http:/formore details,free pool of large IPv4/8 blocks will expire sometime in 2011/2012 timeframe,IPv4地址实时数据（2010.1.8）,346：IPv4向IPv6过渡的3个阶段,IPv6Internet,2009,2012,2020+,Today,IPv4Run-Out,IPv4,IPv6,IPv4延续,双栈共存,IPv6占优,IPv6演进图,困惑与思考,业务发展与地址枯竭的矛盾,业务发展 3G业务发展：移动互联网用户数量以千万级增长，3G数据业务具有在线时间长，地址消耗量大特点 IPTV、物联网等业务发展需要大量的地址；互联网业务发展：新增用户，新建网络，Web2.0，P4P等新型业务都需要大量公网地址地址枯竭 IPTV的地址申请：已经申请不到公网地址，只能以私网地址形式开展业务 新建网络：各省地址申请已比较困难，限制了网络发展 IPv4地址将成为稀缺资源：价格昂贵,中国电信对IPv6的思考,优点 地址不再是问题；新的契机：新的网络，可以制定新的商业模式。例如，”时长流量”等更合理收费机制可以推行；新的业务：大量需要端到端互通的业务可大力发展，可大力推动电信业务转型；缺点 IPv6和IPv4地址格式不兼容。现有的大量网络应用系统在IPv6网络中无法使用。这些系统需要在源码级进行修改；缺乏有效的商业化发展模式；隧道技术众多,但translation技术不成熟；,IPv6过渡技术选择,IPv6过渡技术选择,过渡技术主要解决IPV4和IPV6网络共存状况下的互联互通，主要有三种策略：双栈协议（Dual Stack):设备升级到IPv6的同时保留IPv4支持;应用程序可以选择使用IPv6或IPv4;协议允许应用逐渐从IPv4过渡到IPv6隧道封装(Tunneling):IPv6报文作为IPv4的载荷，或由MPLS承载在IPv4 Internet海洋中连接多个IPv6孤岛；协议转换：提供IPV4和IPV6的互通动作。如有状态、无状态的NAT技术等提供IPv6与IPv4互相访问地技术，适用于IPv6 Inernet与IPv4 Internet共存，而两者又需要互相访问的要求。,过渡技术一、Dual-Stack 双栈,IPv4和IPv6需要全面部署在所有的网络设施 路由协议均支持IPv4和IPv6；内容、应用和服务均支持IPv4和IPv6；双栈网络对于最终用户是透明的 如果DNS域名查询返回的是IPv6地址，那么用户就使用IPv6地址进行相关访问；如果没有返回的IPv6地址，而是返回的IPv4地址，那么用户就使用IPv4地址进行访问；双栈无法解决IPv4和IPv6互访的问题,可以预见，在网络的演进中双栈会持续很长时间！,过渡技术二、Tunnel 隧道技术,隧道技术解决初期的IPv6网络或节点间相互隔离的问题，各种不同的隧道技术适用不同的需要；主流隧道技术比较:,推荐,推荐,RG,6rd,6rd Border Relays,“One line”global config for IPv6 Gateway,IPv6,Subscriber IPv6 prefix derived from IPv4 address,Simple,stateless,automatic IPv6-in-IPv4 encap and decap functionsIPv6 traffic automatically follows IPv4 RoutingBRs placed at IPv6 edge,addressed via anycast for load-balancing and resiliencyDefined in draft-ietf-softwire-ipv6-6rd,IPv4,IPv4+IPv6 Core,IPv6,IPv6,6rd,6rd,6rd,什么是6RD（IPv6 Rapid Deployment）？,IPv4 AccessNetwork,6RD 如何对IPv6报文进行封装与透传？,IPv6 Internet,ISPIPv6 Core,ISP IPv4 Core,Subscriber Network(v4+v6),BNG,6rd RG,6rd BR,10.100.100.1,2001:4860:0:1001:68,Destination IPv4 Address,Destination IPv6 Address,Payload,Payload,(2001:4860:0:1001:68),3456:789:8101:0101:1,Source IPv6 Address,129.1.1.1,Source IPv4 Address,10.100.100.1,2001:4860:0:1001:68,3456:789:8101:0101:1,129.1.1.1,2001:4860:0:1001:68,3456:789:8101:0101:1,2001:4860:0:1001:68,Payload,3456:789:8101:0101:1,2001:4860:0:1001:68,Payload,3456:789:8101:0101:1,10.100.100.1,129.1.1.1,2001:4860:0:1001:68,Payload,3456:789:8101:0101:1,10.100.100.1,129.1.1.1,2001:4860:0:1001:68,Payload,3456:789:8101:0101:1,Payload,Payload,Encapsulation Legend,Address Legend,10.100.100.1,6RD BR Anycast Address,129.1.1.1,RG Global IPv4 Address,obtained via DHCPv4,2001:4860:0:1001:68,IPv6 Address,3456:789:8101:0101:1,RG IPv6 Address,SP IPv6 Prefix 3456:789/28 obtained via DHCPv4 new option or TR69,v6 prefix derived from v4 addr,copy v4 addr from v6,6RD的优势,高可用性 6RD是无状态协议,和边界网关没有信令的交互，便于隧道扩展；6RD可以采用Anycast技术实现网络层面的高可以用；家庭网关可以根据路由查找最近的边界网关；QoS保障 DSCP位可以从v6报文头灵活映射到v4的隧道报文头中；实现用户端到端的QoS保证；安全性 边界网关验证IPv6的源地址是否匹配隧道报文头的IPv4地址；家庭网关验证隧道报文头的IPv4地址是否为边界网关的Anycast地址；,过渡技术三、地址翻译技术,Carrier Grade NAT(CGN)支持不同地址族之间的互访（stateful、stateless）；满足运营商要求的可扩展性和高可用性；也被称作 Large Scale NAT(LSN)；NAT-PT(NAT-Protocol Translation)NAT-PT 已经被IETF废除；思考题：NAT只能解决IPv4和IPv6报文头的翻译，但如何解决ALG的问题？把这些事情应该交给应用层面去解决！,IPv6迁移方案城域网,城域网组网拓扑,VideoIPv6 Multicast,DistributedComputing(GRID),Enterprise,Internet,ISP A,PSTN,Dial,DSLAM,DSL,802.11,Access,Ethernet,DOCSIS 3.0 Proposal,Cable,Mobile,RAN,NAS,BAS,Head-End,ATM RFC 1483 Routed or Bridged(RBE)PPP,PPPoA,PPPoE,Tunnel(Cable),Dual-Stack or MPLS(6PE)Core,IPv4/IPv6,IPv4/IPv6FirewallPIX,Cisco IOS FW,场景分析双栈、NAT64等技术完全成熟v4v6用户均可以访问internet 技术要点网络设备均支持双栈技术，CR上支持NAT技术,Public IPv4Internet,=public IPv4,=private IPv4,=public IPv6,PublicIPv6,PublicIPv4,CGN,PublicIPv6,BRAS/SR,CR,Dual-Stack,IPv4/IPv6,NAT64,城域网宽带用户IPv6过渡方案（目标）：双栈+NAT64,SW,SW,构建双栈网络的挑战,优点1、具有长期成本效益的模型；2、一旦IPv6的应用完善，IPv4可以很容易终止；不足1、双栈不能降低IPv4地址的消耗，同样受限于现有的IPv4地址空间；2、在现有IPv4的网络设备上启用IPv6，需要增加额外的硬件升级费用；3、不能解决纯IPv6终端客户访问IPv4网络的问题；4、双栈网络运维经验欠缺（包括人员及设备）；,IPv6,IPv6,PPP,Dual Stack ISP Network,IPv4 Access Network,PPPoE,L2TP,IPv6 Prefix,IPv4 Prefix,RG,Core Router,BRAS/LAC,LNS,LNS分配ipv6地址,城域网宽带用户IPv6过渡方案：L2TP Tunnel+NAT64,现网中存在DSLAM/Switch/BRAS不支持ipv6功能；需要额外设备分配ipv6地址；AAA功能依然通过BRAS完成；,小结:通过部署LNS，解决ipv6用户接入问题，充分利用现网设备资源，节省投资。,IPv6,ISP Network,IPv6 Prefix,IPv4 Prefix,IPv6,6RD RG,6RD BR,ISG,IPv4,IPoE方式,DHCP,小结:6RD隧道技术完全独立于宽带用户接入方式，便于灵活部署。,城域网宽带用户IPv6过渡方案：6RD Tunnel+NAT64,场景：现网中存在不支持ipv6功能的网元；要求：家庭网关支持6RD功能；,IPv6,PPP,ISP Network,PPPoE,IPv6 Prefix,IPv4 Prefix,IPv6,6RD RG,6RD BR,BRAS,IPv4,PPPoE方式,IPCP,城域网精品平面业务IPv6过渡方案,PrivateIPv4,CGN,PublicIPv6,SR,Core,Dual-Stack,IPv4/IPv6,NAT,=public IPv4,=private IPv4,=public IPv6,政企业务,移动业务,IP RAN（EV-DO、LTE）CDMA+WLAN；,CN2业务延伸 本地L2/L3 VPN DDN、帧中继、ATM业务替代 普通视频和VPN视频承载服务 增值业务服务(DDOS防护),公众IPTV业务,BTV和VOD的高质量承载,v4/v6双栈,PublicIPv6,Voice/IPTV,企业客户,CN2,PE,PE,IPv6内容,6PE隧道,163,IPv4内容,城域网IPv6过渡技术演进路线,DS-Lite（ipv4 over ipv6）,IPv6 Internet,IPv4,Dual-Stack+NAT,All IPv4,IPv4 and IPv6 共存,All IPv6,IPv6迁移方案移动业务,现状：SimpleIPv4+Proxy Mobile IPv4,163,PDSNFA-COA v4,CN2,HA,FA,PPP,MIPv4 Tunnel,HA v4,V4 address,MN,V4 Binding,SIPv4+PMIPv4应用分析设备v4地址充足WAP业务使用私有v4地址，即将通过PMIPv4实现归属地接入NET业务使用公开v4地址，逐渐消耗中结论：地址资源主要制约NET业务发展,V4 IPFlow,PMIPv4,目标：Dual-Stack Proxy MobileIPv6,163,Dual-Stack Proxy MIPv6特点分析LMA/MAG必须具有v6地址，v4可选，信令格式基于PMIPv6LMA/MAG推荐用v6互通，与MN进行v4或v6访问无关PDSN必须支持Dual-Stack-IP-Flow over PPP,PDSN v6(or v4),CN2,PPP,HA v6(or v4),v6,v4,MN,V6 Binding,V4 Binding,Dual-Stack Proxy MIPv6应用分析核心网需支持双栈信令变化大PDSN/HA要求高，最好通过v6互通MN要求低，v4和v6通信没有互相依赖关系IPv6可以Always-on，IPv4按需分配结论：应是包括3GPP SAE在内的发展目标,MIPv6 Tunnel,V6 Address,V4 Address,V6 IPFlow,V4 IPFlow,PE,PE,IPv6内容,IPv4内容,6PE隧道,Dual-Stack SimpleIPv6,Dual-Stack SIPv6特点分析系统结构简单PDSN必须支持双栈PDSN必须支持Dual-Stack-IP-Flow over PPPPDSN可选支持6over4隧道,Dual-Stack MIPv4应用分析承载网需支持双栈或6over4隧道PDSN改动较大IPv6可能首先用于WAP，实现Qchat、VT等业务的Always-onIPv4地址仍然用于访问互联网结论：失去了WAP流量的回归属设计，不符合已经形成的网络规划,163,PDSN v4 and v6,CN2,PPP,MN,V6 Address,V4 Address,V6 IPFlow,V4 IPFlow,Reject！,第一阶段：IPv6业务（WAP/VT）作为CN2的一个VPN业务，通过6PE/6VPE隧道技术送至IPv6内容服务器,163,CN26PE/6VPE,模型分析WAP等自营业务要求终端使用v6地址访问v6内容PDSN/CE/PE均支持双栈，PE设备支持6PE/6VPEInternet业务使用公开v4地址,PDSN/HA,IPv6内容服务器,MN,PE1,PE2,CE,PPP,PE3,FW,HA,Proxy MIPv6 Tunnel,v4/v6双栈,v4 only+6PE tunnel,v4/v6双栈,Internet v4业务,漫游IPv6业务,本地IPv6业务,第二阶段：IPv6 Internet业务作为CN2的一个VPN，集中统一出口连至NAT网关。,163,CN26PE/6VPE,模型分析自营业务终端使用v6地址访问v6内容部分Internet业务使用公开v4地址部分Internet业务使用v6地址PDSN/CE/PE均支持双栈，PE设备支持6PE/6VPE,PDSN/HA,IPv6内容服务器,MN,PE1,PE2,CE,PPP,PE3,FW,HA,Proxy MIPv6 Tunnel,v4/v6双栈,v4 only+tunnel,v4/v6双栈,漫游IPv6业务,本地IPv6业务,地址翻译设备,Internet 业务,PE4,MN,CGN,第三阶段：IPv6 Internet流量通过CE送至NAT网关。,163,CN26PE/6VPE,模型分析自营业务终端使用v6地址访问v6内容Internet业务使用v6地址网络设备均支持双栈，PE设备支持6PE/6VPE,PDSN/HA,IPv6内容服务器,MN,PE1,PE2,CE,PPP,PE3,NAT/FW,HA,Proxy MIPv6 Tunnel,v6 only,v4/v6双栈+tunnel,v6 only,漫游IPv6业务,本地IPv6业务,Internet 业务,地址翻译设备,CGN,IPv6迁移方案骨干网,CN2：通过部署 6PE/6VPE减少对核心网的压力,GE,GE,GE,IPv6 Server,6PE router,IPv6 Network,MPLS/IPv4,MPLS Core,GE,IPv4 Server,NAT-PT,Only IPv6 segment,CN2 PE之间运行6PE或者6VPE,企业客户,MP-iBGP session,6PE router,v6,v4/v6,v4,CE,企业客户,POP,163骨干：IPv4-IPv6双栈组网方案,802.11 Hot-Spot,Dual-Stack Core,IPv6 Broadband Users,Peering,DSL,CableFTTH,6to4 RelayCourtesy Service,Enterprise,Dual-Stack orDedicated L2 circuits,163骨干启用双栈,Mobile User,总结,IPv6运营商案例,IPv6行业情况,NTT East2005年完成国内网络的Native IPv6服务Cisco CRS-1，ASR1000NTT Communication网络具备Dual Stack能力，提供IPv6服务AT&T在2009年网络全面启动IPv6功能，采用6PE技术接入商业客户Free telecom已经可以正式提供 IPv6接入服务，采用6RD技术Comcast在2006年骨干路由器全部是启用IPv6功能 Cisco CRS-1,7600；采用了v4 over v6的技术,39,NTT新业务驱动IPv6的应用,NTT-East rolled out native IPv6 multicast services instead of IPv4 offering IPTV,music and games:http:/www.ipv6style.jp/en/action/20040902/index.shtmlThe IPv6 solution is scaleable since it allows for the replication to be performed at the access layer,AT&T IPv6 演进计划,采用6PE/6VPE提供商业客户的ipv6接入,FREE Telecom通过6RD提供IPv6服务,IPv4 only access&aggregation network,IPv4/IPv6 access&aggregation network,FreeboxDSLAM,Cat4500FTTH Access,Cat6500,CRS-1,FreeboxDSLAM,IPv4/IPv6 core network,6RDGateway,Up to 24Mbit/s,100 Mbit/s,IPv6 Internet,IPv4 Internet,CRS-1,Cat6500,draft-despres-6rd-02.txt“6to4-like”(RFC3056),Comcast 速览2400万有线用户(54%的普及率)1100万互联网用户和300万 VoIP用户在55 个市场中有 817个视频集线器,服务STB HD/DVR/VoD高速互联网(6Mbps)VoIP商业服务50-100Mbps(试用中)STB IP 视频(已规划)高级广告(已规划),Comcast 通过2,000多台CRS-1+C7600提供IPv6服务,40G IP over DWDM骨干,总结,网络的复杂性和设备的多样性决定了IPv4向IPv6过渡需要多种技术共存 163实施双栈技术 CN2实施6PE隧道技术 移动分组域实施双栈+PMIPv6技术 城域网实施双栈、L2TP、6RD、CGN等多种过渡技术建立产业联盟完善端到端的IPv6应用 应用层厂商承担相应的职责 探索IPv6业务，丰富IPv6内容；走出“革命”路线，成为IPv6的领先的实践者!,Q and A,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,