华为——IPv6过渡方案.ppt

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1、,2010-4-9,IPv6过渡方案华为技术有限公司,Security Level:,2010年4月HUAWEI TECHNOLOGIES CO.,LTD.,Huawei Confidential,1,2,3,ContentIPv6过渡总体策略IPv6过渡技术的分析IPv6过渡方案建议,HUAWEI TECHNOLOGIES CO.,LTD.,Huawei Confidential,Page 2,IPv6演进对中国运营商更为迫切,物联网M2M移动互联网宽带上网互联网视听,IP地址将成为物联网发展的瓶颈，物联网规模发展预计会有数亿甚至更多地址需求3G和LTE的发展使得移动终端所需IP地址数量众多

2、，移动用户数规模将达数亿宽带的普及率持续提升对IP地址需求还很大，还需要数需数千万上亿的地址三网融合将带来IPTV业务的快速发展，预计未来需数千万IP地址,2012年之后，中国运营商将无法再获得IPv4地址，业务持续发展和IPv4地址即将耗尽是必须面对的现实问题应对地址短缺，IPv6是解决地址问题的根本手段，但关键是如何在地址枯竭前完成从IPv4向IPv6的平滑演进,HUAWEI TECHNOLOGIES CO.,LTD.,Huawei Confidential,Page 3,运营商IPv6网络演进考虑因素,业务业务切入原则：综合考虑IP地址需求、实现难易程度和产业成熟度优先将固定宽带和移动宽

3、带上网业务向IPv6迁移，业务配套支撑系统同步改造自营业务系统优先向IPv6迁移积极推动ICP进行双栈改造,共存和互通在IPv6过渡初期，网络、终端、业务以双栈共存为主根据不同场景，逐步引入过渡和互通技术，尽量引导业务向双栈迁移，减少互通流量,骨干网和城域网,IPv6商用,终端,采用双栈同时承载IPv4和IPv6业务纯IP骨干网：全网双栈MPLS骨干网：6PE/6VPE城域网：双栈接入优先，隧道作为补充,固定终端：优先发展双栈路由型家庭网关，减少对用户的影响移动终端：优先发展数据卡，引导手机终端加速支持IPv6,HUAWEI TECHNOLOGIES CO.,LTD.,Huawei Confi

4、dential,Page 4,IPv4与IPv6将长期共存，选择过渡方案需要考虑多方面因素,初期,发展期Internet规模,IPv4规模,演进后期,IPv4可分配地址数目,IPv6规模,2010,2012,2014,2016,2018,IPv6过渡需要考虑的主要因素：成本、部署难易、业务发展、IPv4地址空间、对用户的影响、网络流量模型（v4/v6比例）、未来演进方向,HUAWEI TECHNOLOGIES CO.,LTD.,Huawei Confidential,Page 5,双栈是基础，演进过程中需考虑不同的技术组合,业务,IPv4,IPv6,IPv4,IPv6,IPv4,IPv6,网络

5、,IPv4/IPv6双栈HGW(双栈),IPv6单栈HGW(双栈),IPv6单栈HGW(IPv6),用户,IPv4,IPv6,IPv4,IPv6,IPv6,技术选择,双栈NAT444/Ds-Lite,DS-Lite,NAT64,网络双栈不能根本解决IPv4地址短缺问题，却是向IPv6演进的关键阶段双栈实施将作为IPv6网络和业务验证的重要阶段，建议运营商在IPv4地址枯竭前尽早开始双栈网络的商用和技术验证，为大规模向IPV6迁移奠定基础,HUAWEI TECHNOLOGIES CO.,LTD.,Huawei Confidential,Page 6,IPv6演进技术汇总,隧道技术6PE/6VPE

6、手工隧道/GRE隧道L2TP隧道6to4隧道,NAT转换技术NAT44NAT-PTNAT64/PNATIVI/DIVI,ISATAP隧道6RDDS-LiteIPv4/IPv6双栈双栈技术是IPv6演进基础，针对不同阶段、不同场景下，双栈可以和隧道、转换技术组合使用,HUAWEI TECHNOLOGIES CO.,LTD.,Huawei Confidential,Page 7,IPv6演进技术的总体分析,双栈 技术简单成熟 不能解决地址短缺 使用建议 双栈是基础，优先部署 隧道 连接孤岛的有效方法 没有ALG问题 使用建议 在骨干网使用6PE、6VPE 适合初期和演进后期,NAT44 延长IPv

7、4使用时间的方法 单向发起，ALG问题，扩展性问题 使用建议 尽量避免两级以上的NAT 提前考虑后期能够兼顾V6与V4的转换 转换 解决v6-only和v4-only通信的唯一方法 继承NAT的所有缺点，尤其是ALG问题，扩展性问题 使用建议 初期尽量减少6-4转换技术的部署,早期业界提出的方案都存在各种问题，近年来提出了多种演进技术的组合方案,HUAWEI TECHNOLOGIES CO.,LTD.,Huawei Confidential,Page 8,隧道技术,IPv6,IPv4,IPv6,IPv4报头,IPv6报头,IPv6有效数据,IPv4载荷在隧道两侧节点上配置隧道通常IPv6报文作

8、为IPv4的载荷，IPv4骨干网连接多个IPv6孤岛（6-over-4），也可以是4-over-6隧道类型是IP-in-IP、GRE等，手工配置隧道、自动配置隧道根据应用场景，选择不同的隧道技术6PE、手工配置、GRE隧道常应用于骨干网络中L2TP可应用于城域网接入ISATAP、6to4常应用于用户侧,HUAWEI TECHNOLOGIES CO.,LTD.,Huawei Confidential,Page 9,L2TP隧道部署BRAS支持v6/v4双栈接入，v6/v4双,栈终端PPPoEv6接入v6/v4双栈BRAS，获得v4/v6双栈地址在不支持双栈接入的局点，v6/v4双,IPv4骨干网

9、,IPv6骨干网,栈终端PPPoE接入现网v4 BRAS现网v4 BRAS（LAC）建立L2TP 隧道,v4 BRAS,双栈城域网L2TP隧道,v4/v6 BRAS,到双栈BRAS，将PPP连接终结到双栈,BRAS（LNS），双栈BRAS给终端分配v4/v6双栈地址,HG,IPv4IPv6,接入设备二层透传v6报文,双栈,终端及业务：双栈或IPv4单栈,v4,v4/v6图 L2TP方案,v4/v6,HUAWEI TECHNOLOGIES CO.,LTD.,Huawei Confidential,Page 10,地址转换技术NAT,地址转换,地址转换,0:ffff:0:x.y.z.v,IPv6,

10、IPv4,IPv4,a.b.c.,d传统的NAT44 vs.NAT64（NAT-PT）：传统的NAT44技术用于V4私有地址与V4公有地址之间的转换，NAT64用于V6与V4之间的转换有状态和无状态地址转换无状态的地址转换技术：IVI，没有解决地址短缺问题，适用于IPv6小型网络有状态的地址转换技术：NAT-PT、NAT64等NAT-PT（RFC 2766）有状态的4-6报文翻译，原理同NAT，通过“IPv4地址端口”与IPv6地址的映射表来记录会话状态，NAT-PT需要实现DNS-ALG用于DNS报文中的地址翻译,NAT64NAT-PT 的简化形态，只允许IPv6主动发起的连接，分离出独立的

11、DNS64,HUAWEI TECHNOLOGIES CO.,LTD.,Huawei Confidential,Page 11,过渡技术组合满足运营商IPv6演进需要,现网导入IPv6的技术：双栈、6RD、DS-LITE、,过渡技术选择的评估依据,6PE、L2TP、6to4+解决IP地址紧缺的技术：NAT444、NAT64、NAT44、PNAT、IVI、NAT-PT,保护现网投资，成本合理，网络改造难度适中 产业链可支持发展 现有业务不受损，用户体验好 推动、鼓励IPv6的发展,IPv6网络演进方案,可部署的三种主流过渡方案组合：1.双栈+NAT444，未来NAT642.6RDNAT44，后期需

12、引入双栈3.DS-LITE（NAT44），未来NAT64既要实现IPv6演进、同时需要解决地址紧缺问题，运营商需要的是两类技术的组合,HUAWEI TECHNOLOGIES CO.,LTD.,Huawei Confidential,Page 12,部署方案（1）双栈+NAT444LSN Session表,IPv4/Port10.0.0.2/TCP 10000,IPv4/Port128.0.0.1/TCP 5000,IPv4骨干网 129.0.0.1,IPv6骨干网,私网用户通过LSN（NAT44）访问,IPv4 Internet。在HG上做第一次,双栈城域网,NAT，在LSN上做第二次NATL

13、SN相对于传统NAT的区别在于位置,LSNME60,128.0.0.110.0.0.1,提升和性能提升,NAT444通常和双栈一块使用，用户同时得到IPv4私网地址和IPv6地址对视频、话音等业务需要两层ALG,HG,10.0.0.2192.168.0.1192.168.0.2,IPv4IPv6双栈,2001:0:1:1:2,v4/v6,图 NAT444方案,v4/v6,HUAWEI TECHNOLOGIES CO.,LTD.,Huawei Confidential,Page 13,部署方案（2）6RD和6To4的区别是使用运营商前缀,地址保持现有IPv4网络基础上快速提,IPv4骨干网,IP

14、v6骨干网,供IPv6接入用户分配公有或私有IPv4地址，只给愿意使用IPv6的用户提供IPv6接入,ME60,v4城域网,6RD隧道,6RD Gateway,v4/v6用户通过与6RD Gateway间的隧道访问IPv6 Internet,HG,IPv4IPv6,终端：双栈和IPv4单栈，家庭网关需要支持6RD,v4,图 6RD方案,v4/v6,双栈,HUAWEI TECHNOLOGIES CO.,LTD.,Huawei Confidential,Page 14,BRAS(v6),部署方案（3）DS-LiteDS Lite CGN Session表129.0.0.1,Softwire/IPv

15、4/Port2001:0:0:1:1/10.0.0.1/TCP 10000,IPv4/Port128.0.0.1/TCP 5000,IPv4骨干网,IPv6骨干网,IPv4DS-Lite CGN,128.0.0.1 DS-Lite CGN是特殊的CGN设备，2001:0:0:1:1使用HG上的IPv6地址和终端上的IPv4地址一起建立NAT Session表,v6城域网,IPv6双栈,CGN设备上支持自动的4over6隧道，返程IPv4报文进行NAT转换后直接完成4over6封装,4in6隧道HG,2001:0:0:1:210.0.0.12001:0:1:1:1,外层IPv6 SA：2001:

16、0:0:1:2外层IPv6 DA:2001:0:0:1:1内层IPv4 SA：10.0.0.2内层IPv4 DA：129.0.0.1,终端：双栈和IPv6单栈，家庭网关,需要支持DS-LiteHUAWEI TECHNOLOGIES CO.,LTD.,10.0.0.22001:0:1:1:2Huawei Confidential,v4/v6图 DS-Lite方案Page 15,三种主流过渡技术组合的网络部署差异,v4/v6骨干网,骨干网提供普遍业务服务，要求支持IPv4/IPv6双栈,城域核心层6RDGW,v4/v6,v4/v6,DS-liteCGN,无论采用哪种过渡技术，城域核心层都要求支持I

17、Pv4/IPv6双栈引入中间层处理过渡技术,POP层,v4,v4/v6,v6,采用不同的过渡技术，对城域POP层设备的要求不同,6RD方案中可仅支持v4单栈,接入网二层透传,双栈方案中要求支持v4/v6双栈DS-Lite方案中可仅支持v6单栈,CPE,v4/v66RD方案,v4/v6双栈方案,v4/v6DS-lite方案,不同过渡方案对CPE要求不同,HUAWEI TECHNOLOGIES CO.,LTD.,Huawei Confidential,Page 16,双栈、6RD、DS-LITE向IPv6演进路线,直接演进,NAT444,IPv4单栈,6rd,双栈,DS-Lite,IPv6,L2T

18、P引入IPv6业务,NAT64解决IP地址瓶颈问题,双栈、DS-lite可以演进到IPv66RD不解决网络IPv6过渡的问题，须再经过一次演进过程，才能过渡到IPv6DS-lite是以IPv6为基础，可以加速和推进IPv6产业链发展,HUAWEI TECHNOLOGIES CO.,LTD.,Huawei Confidential,Page 17,IPv6演进初期（2012年前）应用场景：IPv4地址尚未耗尽，,IPv4流量占绝大部分，应用尚没有大规模迁移到IPv6 要解决的主要问题：网络提供,IPv4骨干网,IPv6骨干网,IPv4/IPv6双栈接入能力 部署策略：选择易于部署的方案快速引入I

19、Pv6，同时兼顾后续演进 技术方案：双栈+L2TP 重点对城域网核心和汇聚设备,v4 BRASHG,双栈城域网L2TP隧道LAC,LNS,v4/v6 BRASIPv4IPv6,升级双栈 v4 BRAS通过L2TP隧道接入到,v4,v4/v6,v4/v6,双栈,双栈BRAS,图 双栈+L2TP方案,HUAWEI TECHNOLOGIES CO.,LTD.,Huawei Confidential,Page 18,IPv6发展期（2012年2015年）应用场景：IPv4地址即将耗尽，大,部分应用没有迁移到IPv6，IPv4流量仍然占大多数 要解决的主要问题：IPv4地址缺乏下业务迁移，推动向IPv6

20、演进 部署策略：尽量缩短和减少中间阶段的部署,DS-Lite CGN,IPv4骨干网4in6隧道,IPv6骨干网双栈城域网BRAS（v6）,技术方案：,方案2,方案1,BRAS（v4/v6）+LSNIPv4,方案一：双栈+NAT444 在地址短缺地市给用户分配IPv4私有地址,HG,HG,IPv6双栈,方案二：新增用户采用DS-Lite，老用户双栈接入,v4/v6,图 发展期方案对比,v4/v6,HUAWEI TECHNOLOGIES CO.,LTD.,Huawei Confidential,Page 19,IPv6演进后期（2015）,应用场景：应用大规模迁移到IPv6后，IPv6流量占主流

21、 要解决的主要问题：推动向,IPv4骨干网,IPv6骨干网,IPv6演进，简化网络运维 部署策略：向纯IPv6迁移 技术方案：DS-Lite+NAT64,V6城域网NAT64+DS-Lite CGN4in6隧道,BRAS（v6）,Native IPv6支持 DS-Lite解决v4穿越v6城域网访问v4应用,HG,IPv4IPv6,NAT64解决IPv6 only终端访问少量IPv4应用的场景HUAWEI TECHNOLOGIES CO.,LTD.,v4/v6Huawei Confidential,图 DS Lite+NAT64方案Page 20,v6,双栈,CGN设备引入位置分析,分布式设备性

22、能要求相对低转换设备分布式部署可以分散被攻击的风险维护复杂，升级工作量大城域网分布式，转换设备部署在城域网业务控制层（例BRAS）,集中式设备性能要求高，可能成为瓶颈集中的业务控制点，有利于逐步部署维护简单，便于升级城域网集中式，转换设备部署在城域核心层,在流量不是很大的时候，可采用集中式快速部署，随着流量增长和设备的稳定成熟，可逐步将设备融合进IP城域网边缘接入设备,HUAWEI TECHNOLOGIES CO.,LTD.,Huawei Confidential,Page 21,IPv6演进,IPv6演进路线图直接部署DS-lite加,6rd快速引入IPv6,DS-Lite,速用户演进IPv6,纯IPv6,6rd,路线 3,路线 2,路线 1,双栈+NAT444,保证业务平滑演进基础上引入IPv6延缓IPv4地址消耗,IPv4NAT444或DS-lite可以平滑演进到IPv6，6rd不解决IPv4地址短缺，必须再经过一次演进过程才能过渡到IPv6DS-lite是以IPv6为基础，可以加速和推进IPv6产业链发展,HUAWEI TECHNOLOGIES CO.,LTD.,Huawei Confidential,Page 22,Thank you,