中国移动——IPv6的实践、发展和变化：IPv6与移动互联网、物联网的结合.ppt

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1、IPv6的实践、发展和变化,-IPv6与移动互联网、物联网的结合,中国移动研究院,段晓东,2010年4月 北京,2,Agenda,中国移动的IPv6技术策略,对IPv6过渡的新思考,移动互联网、物联网与IPv6,IPv6的最新进展和问题,IPv4地址不足离我们越来越近的事实,IANA目前只剩22个A类地址2011年可能仅剩5个A类地址（IANA 09年报）,IPv4地址消耗计数器,除公有IPv4地址不足外，私有IPv4地址也可能不足重复使用RFC 1918定义的IPv4私有地址的问题（德国电信）1）不便于通过IP地址对用户进行区分，从而满足内容监管或者运营商业务部署的要求2）地址的维护和管理复

2、杂3,家庭业务：0.21亿,IP地址需求量集团业务：23亿M2M业务,行业用户，集团客户等http:/,IP地址是IP网络寻址的码号标识，IP地址是一种稀缺资源,潜在地址需求未来IP地址需求量预测合计：5.29亿个以上个人业务：35亿,对IP地址空间提出新要求，成为IPv6发展新动力4,IPv6 新的发展动力-移动互联网，物联网，三网融合全IP化趋势下多种网络融合-移动互联网、物联网、三网融合,移动互联网移动电视,移动游戏,在线视频、音乐,视频监控,移动互联网用户与业务发展迅速,手机地图视频会议,视频教育,多媒体通信,移动终端数量快速增长 在线时间延长增加地址需求,Internet,新的地址分

3、配模式与需求,互联网电视,PC,物联网,大量物联网终端接入网络 IP 地址需求增加三网融合融合网络,5,中国移动2009年IPv6新实践,立项推动移动终端支持IPv6的技术要求,传统 IPv4 应用PNAT网络接口CCSA立项,开发基于IPv6的新兴业务,推动超高清IPv6视频业务,承载网设备实验室规模测试单机测试912项，组网测试396项,移动网实验室测试 分组域测试IPv6 PDP激活测试GGSN IPv6地址无状态自动配置测试GGSN周期性路由宣告测试用户IPv4和IPv6数据包通过GTP隧道穿越PS域测试Gi接口支持IPv6静态路由测试Gi接口支持IPv6动态路由测试,推动移动终端支持

4、IPv6,提出新的IPv6过渡技术：PNAT,测试结果,通过率,M,etr,ic,50,eti,c3,01,M,30,1,etr,ic,00,Metric,201,M,Metric,100,Metric101,Metric,300,Metric,200,5,6,涉及主流7家路由器厂商设备,通过率,ARBR1,88%,88%,80E-1-BRAR1,87%,84%,Met.1,83%80%,.13,82%,ric,30,Metric 5001 10.1.5.2/30,Ge-10/2/2,IPv4 CE,60%,双栈CE,10.1.1.1/30,00,Met,0,10.1.7.2/30,GSR12

5、416-2-ARBR2,ric,40%,7750-2-AR2,30010.1.8.253/30,etr,.16,Metric 5001,20%,80E-2-BRAR2,.17,.14,0%,厂家,1,2,3,4,问题1：测试结果显示现网设备支持IPv6存在商用部署差距,组网测试共涉及5个领域，涵盖：双栈、6VPE、6PE、纯IPv6、隧道技术,测试结果显示厂家设备功能上支持双栈、6VPE和6PE，但尚,不支持纯IPv6组网和部分隧道技术，如6over4,GRE,6to4,ISATAP,Teredo,4to6,涉及主流核心网厂家设备 核心网设备厂家09年只有部分能够参加基本功能测试，其余尚不支持

6、IPv6,且没有明确的支持路标。测试中只有少量产品能够满足目前的功能要求 参加测试的厂家设备不支持部分功能,10008006004002000,GSR12416-1-,路由器支持IPv6测试7750-1-AR.15,10.1.1.254/30100%Ge-10/1/1.1110.1.7.254/305000E-1-CR1Ge-10/1/210.1.5.1/3010.1.9.1/300 10.1.1.250/3010.1.7.253/30 10.1.1.249/3010.1.1.253/3010.1.9.2/3010.1.13.250/3010.1.7.1/30 10.1.2.254/30Ge-

7、10/2/110.1.8.254/3010.1.1.2/305ic10.1.2.250/30 M.1210.1.2.249/3010.1.2.253/3080E-3-AR310.1.13.249/30 5000E-2-CR2.210.1.12.250/3010.1.11.1/30RR10.1.11.2/30IPv6 CE 10.1.12.249/30测试项目 实际通过80E-4-AR4.18单机测试共912项，涵盖：基本协议、路由协议、性能、服务质量、收敛性能、隧道技术、安全、网管、端口捆绑测试结果显示厂家设备测试通过率平均在85%左右。普遍存,GGSN,SGSN,双栈UE,RNC,承载网,双

8、栈,IPv4业务,双栈业务,双栈UE,BSC,在问题HLR,移动核心网支持IPv6测试,共同问题：测试过程中发现及时设备制造上本身对被测设备的IPv6功能特性不够熟悉，基本上是边摸索边测试，曾出现配置不当影响其他功能的情况6,问题2：终端成为移动通信领域支持IPv6的关键环节,终端对移动通信领域支持IPv6至关重要,终端是体验IPv6先进性距离用户最近的设备，直接影响IPv6的推广和产业化终端产业链长，涉及芯片、操作系统、终端设备制造等各个环节终端类型和数量众多大量不支持IPv6的存量终端已经存在，需要考虑如何兼容运营商对终端的控制力较弱，推动困难,TD终端对IPv6的支持也很薄弱目前还没有完

9、善支持IPv6的TD终端TD芯片厂家目前都没有能够支持IPv6的TD芯片只有一家TD芯片厂家有明确IPv6支持计划7,技术功能有待完善,没有标准系统规定移动终端支持IPv6的技术要求,移动终端入网测试IPv6不做要求,产业现状支持情况差,8,问题3：,业务和应用的支持问题,PNAT,传统IPv4 应用程序应用,操作系统（IPv6 地址）,9,中国移动主办3GPP和IETF IPv6联合峰会-2大标准化组织激活了IPv6标准制定工作,2009年，SA2建立了专门研究IPv6的Study Item移动网络中可能出现的4个IPv6应用场景被提出和讨论,IPv6联合峰会,在Softwire工作组，新的

10、基于隧道技术的过渡方案被提出，例如DS-Lite,6rd在Behave工作组，新的基于翻译技术的过渡方案被提出，例如,PNAT,NAT64,在中国移动的努力和承办下，国际标准化组织3GPP和IETF针对IPv6演进问题，在2009年11月和2010年4月分别于中国上海和美国旧金山召开了联合峰会，讨论IPv6演进和部署问题。这是时隔十年以来，这两个国际标准化组织重新联合在一起讨论IPv6问题。会议盛况空前，超过四十家国际运营商、设备厂商、互联网内容提供商、研究机构，共超过120名代表参加峰会，并就3GPP提出的应用场景和IETF提出的IPv6过渡方案进行激烈讨论。IPv6联合峰会的召开，将IPv

11、6带到了两大国际标准化组织研究的最前沿，成为了当前两大组织的最热门论题。,10,Agenda,中国移动的IPv6技术策略,对IPv6过渡的新思考,移动互联网、物联网与IPv6,IPv6的最新进展和问题,11,IPv6与移动互联网：发展迅速，需要发展IPv6全球3G用户快速增长，普及率提升，智能手机增长快,数据业务占据主要网络流量,普通手机用户每天12分钟,iPhone用户每天33分钟,群雄并起，全球各种新兴应用蔚然成风,面世9个季度之后：iPhone+iTouch用户=8倍美国在线用户,2010年，预计普及率20%拐点：3G及更先进技术的普及率达到商业最佳点,发达国家智能手机市场份额快速增长日

12、本、北美、欧洲智能手机份额均超20%,iPhone等应用提高用户在线时长新应用促进数据数据业务的发展，普通手机的语音使用占70%，而iPhone 的语音使用仅占45%,用户面提供双栈连接：可以v4v6双栈承载；或者使用v4和v6两个承载对漫游场景提供支持，用户漫游到拜访地或用户漫游入本运营商网络挑战：一些运营商无法提供足够的IPv4公有地址,场景1：双栈连接，有限的公有IPv4地址,终端可有双栈能力，网络仅提供v6连接需求：访问v6服务，或者访问网络中仍存在IPv4服务，第三方的应用挑战：现有的Gi接口要提供IPv6的能力潜在的解决方案：NAT64,场景3：仅有IPv6连接的终端访问v4/v6

13、业务,终端有双栈连接，终端被分配v6和私有v4地址PDN网络内使用NAT来保障对外部网络访问挑战1：私有IPv4地址的复用带来地址管理的复杂性挑战2：无法通过IPv4来对用户区分，从而满足用户区分和业务管理的需求,场景2：双栈连接，有限的私有IPv4地址,终端有双栈的能力，IPv4应用需访问IPv4业务网络提供IPv6的连接，终端从网络侧获得（或自己产生）IPv4的地址挑战：网络可仅提供IPv6连接，终端需要端到端的互访,场景4：双栈主机上的v4应用访问v4业务,EPS/GPRS core,Non-3GPP Access12,GGSN/PGW,3GPP Access,UE,NAT44Inter

14、net,运营商业务,3GPP确定的移动网络中四个IPv6应用场景中国移动牵头在3Gpp联合超过30家厂家，提出4个场景分析TR,13,IPv6促进端到端的物联网应用和业务控制,IPv6 智能感知节点对外可见IPv6 智能感知节点成为用户IPv6 智能感知节点与Internet深度互联,IPv6与物联网物联网终端、业务迅速增长，而IPv4地址正面临耗尽，IP地址成为物联网最大瓶颈物联网的终端和业务量持续上升IPv4 地址=43亿，尚不能满足互联网业务的发展IPv6 成为发展契机,适应低功耗网络的 IPv6协议修改,挑战：,小MTU低数据率 20 250 Kbps丢包率较高：无线通信易受干扰非对称

15、链路：节点失效复杂路由协议难以满足需要,M2M 逐步发展为上亿终端市场,中国移动终端数量超过了400 万,IETF第 77次大会,感知延伸层的轻量级TCP/IP协议栈,受限节点上的存储和计算资源都不足以运行完整的IPv6 协议栈,TCPICMPv6ND,UDPIPv6 IGMPv6DAD,报头压缩功能裁剪,性能提升互联互通,裁剪优化,IPv6 协议栈,轻量级IPv6,协议栈14,中国移动发起并主持LwIP BarBOF研究课题：适用于传感器网络的轻量级IP协议栈的实现适用于传感器网络的轻量级TCP协议针对传感器网络的各种应用场景profile的制定传感器网络的信息获取架构约80名专家出席，包括

16、4位IETF 领域主席，IETF 前主席和6位工作组主席物联网感知延伸层的轻量级TCP/IP协议栈,15,Agenda,中国移动的IPv6技术策略,对IPv6过渡的新思考,移动互联网、物联网与IPv6,IPv6的最新进展和问题,对IPv6过渡的新思考,部署IPv6网络并不是改造现有网络中的一段以支持或者承载IPv6包传输，而是应该满足端到端的IPv6应用通讯部署真正的IPv6网络是需要给终端分配IPv6地址，以促使IPv6应用的端对端实现发展IPv6，必须兼容IPv4,GGSN,GRE,IP network,WA P GWFirewall,部署真正的IPv6网络,从IPv4到IPv6，是共存，

17、不是过渡,移动网络2G-3G平滑升级模型,IPv6 过渡方案,从IPv4到IPv6,应该不能单纯的认为是过渡，而应该被认为是长时间的两者共存IPv6的过渡应该学习移动网络从2G到3G的平滑升级以及2G/3G共存理念。在做到网络升级到IPv6的同时，需要顾及到IPv4/IPv6共存情况的出现,加速将IPv4流量向 IPv6迁移，应该是所有IPv6过渡方案的初衷,IPv4流量,IPv6流量,IPv6过渡技术IPv6流量 IPv4流量,随着IPv6过渡技术的部署以及IPv6应用程序的推广，全网所能见的IPv4流量应该越来越少，反之IPv6流量应该越来越多 将IPv4流量向IPv6迁移，应该是IPv6

18、过渡方案的设计思想基础和衡量标准16,对IPv6过渡的新思考引入IPv6的契机新网络先行LTE作为移动网络演进的方向，对IPv6的支持是必要条件物联网等新兴的网络在组网时可重点考虑IPv6,MMES-GW,HSSP-GW,eNodeB,相对封闭的网络和业务先行相对封闭的网络（如IMS网络）使用IPv6可较少考虑互通的问题相对独立的业务，如一些行业应用，可相对独立组网，如设置单独的APN，从而考虑IPv6的应用17,18,Agenda,中国移动的IPv6技术策略,对IPv6过渡的新思考,移动互联网、物联网与IPv6,IPv6的最新进展和问题,外部产业推动推动终端规范完善，及入网测试中对IPv6的

19、要求推动芯片、操作系统和终端支持IPv6联合ISP/ICP，升级应用推动和完善行标和国际标准,公司内部加快准备完善企标制定，采购的设备要求支持IPv6评估各种过渡技术，选择合适的过渡技术IP承载网、移动业务网、IMS等现网试点积极进行IPv6过渡新技术研究公司内部全面的IPv6宣贯和培训19,中国移动IPv6发展策略针对IPv6引入存在的根本问题,应用和业务支持较为落后,几乎找不到具备完全商用能力的设备,绝大部分终端不支持IPv6,CM-IMS,承载网,网,核心网 信令 域,PON,业务心,业务网R4软交换网,分组域,CMN,P-CSCF ePDG,IMS I/S-CSCF,MSS,MME,P

20、-GW,家庭,集团,以商用业务为主线，进行端到端规模试验,AS,CE,承载网SBCCEIMS站点防火墙SR/BRAS城域网/接入网PON,PC客户端 PC客户端IMS+固定接入,GRESGSN,WAP GWGGSN,IPv4/v6 IPv4/v6CMWAP+移动接入,推进现网试点IMS站点 业务平台(v4/v6)IMS核心网元,业务平台(v4),IPv6业务平台,6vPE,IP专网6vPEIPv6用户IPv6业务平台双栈CMNET双栈,IPv6隧道,CNGIIPv6用户承载网,传送网用户,城域网TD-SCDMA/HSPA(TDD)个人,NG-GSM,省际/省内干线W PL OA NN,Fibe

21、r,TD-LTE,接入网Cable,大规模端到端实验室测试为现网试点做好准备,终端,接入网,承载网,核心网 业务网,业务支撑系统通过技术评估形成端到端IPv6引入方案MSS BSS OSS支撑网数据中数据 DSMPHLR HSSBGCF MRSMGCF S-GWMGWMGWGG SSN GCMNET SNIP专网,三大推进要点：LTE+IMS+终端20,LTE,+IPv6,HSPA+,2.2Mbps,TD-HSUPA,2.2Mbps,WCDMA,HSDPA,HSDPA7.2Mbps,HSUPA1.45.8Mbps,1Gbps,LTE+100Mbps,EV-DO Rel.0DL:2.4MbpsU

22、L:153.6kbp,cdma20001x153.6kbps,D0 Rel.ADL:3.1MbpsUL:1.8Mbps,Do Rev B,TD-LTE/LTE FDD,DL:100MbpsUL:50Mbps,384KbpsGSM EDGE,120Kbps,1.8/3.6MbpsGSM GERAN,240K-2MbpsTD-HSDPA,TD-SCDMA,384Kbps,HSPA+,移动技术都朝着满足未来业务需求的方向发展，并且逐渐趋于一致,TD-LTE需要IPv6，IPv6也需要LTETD-LTE天然具有永远在线的特性，对IPv6的需求非常迫切支持IPv6可更好促进TD-LTD的应用和发展；IP

23、v6和LTE的结合是提升我国在下一代互联网中竞争力的有利契机TD+LTE=新网络、新机遇！21,22,推出业界首款支持IPv6的TD OPhone终端：用户体验最近的设备，直接影响IPv6的推广和产业化手机芯片操作系统终端产品,推动TD/LTE 芯片、操作系统对IPv6技术的支持撬动产业研发资源，深入产业链的内部和关键环节计划于2010年底之前推出业界首款支持IPv6的TD OPhone,推动FMC的核心-IMS对IPv6的支持以IMS为切入点，实现固定移动融合的 IPv6支持采用SBC支持IPv6/IPv4双栈，并保证信令和媒体的双向畅通CM-IMS核心网初期实现对IPv6信息的处理，暂时支

24、持IPv4单栈CM-IMS核心网逐渐向IPv6/IPv4双栈过渡，最终向单栈IPv6演进,固定+移动,终端：采用PC软终端，并且优选支持IPv6地址城域网：能够为终端分配IPv6/IPv4地址，并提供配套支持IPv6的DNS服务器SBC：能够支持IPv6/IPv4双栈，提供针对UE的信令面IPv6接口，针对核心网的信令面IPv4接口，针对媒体面的IPv6接口,对IMS提出端到端IPv6要求，作为IPv6的突破口之一23,中国移动PNAT创新提出了移动网络IPv6过渡发展的新思路,Server,IPv4Host B,主机协议栈,NodeBNodeB,IPv6 InternetRNCSGSNRNC

25、,C,AddressAssignmentGGSN,IP DataIPv4 Internet,Translation:,NAT64PNAT64IPv4 DNS,TCP/UDP/IPv6,IPv6 DNSServerE,v6,客户端主机v4应用1 应用2 应用3应用4 应用5 应用6应用7 应用8 应用9网络协议栈,服务3服务6服务9,服务器v4服务1 服务2服务4 服务5服务7 服务8网络协议栈,IPv6 Appl.IPv4 Appl.Network StackPNATClient,通过PNAT的IPv6超高清视频业务，移动业务支持对新技术进行验证,PNAT开源代码工程将使全世界共享IPv6创新

26、成果，促进IPv6的广泛部署和应用24,移动网络中IPv6过渡新技术创新IPv6过渡方案要考虑移动网络中出现的新问题、新需求如何不影响应用，而且是网络侧来解决问题移动网络IPv6过渡技术的创新之路PNAT过渡技术,25,总结,对IPv6的需求已经越来越紧迫，IPv6在产业链上还存,在巨大不足，需要加快这个进程,全球IPv6均出现积极进展，移动互联网和物联网成为,推动IPv6的新强大推动力,中国移动相信“Real”IPv6的解决方案，并且认为IPv6的过渡问题上，互联网和移动通信网应该互相借鉴,中国移动成为在全球大力推进移动网络，传感网网络,和IPv6结合的先锋，采取实际行动推进IPv6,推进3Gpp和IETF两大阵营就IPv6问题的合作 规模商用级的测试和试点,全力推进：LTE、IMS、终端、芯片、业务应用,让我们携手推进IPv6！,谢谢大家！,