IPv6在广电网络中的应用探讨

谭学琴

摘 要：随着互联网技术的不断发展，IPv4的弊端渐显，使之成为制约网络发展的瓶颈。而IPv6简化了报头格式、增大了地址空间，具有更高的安全性和可管理性等诸多优点，很好的解决了目前IP资源缺乏的问题。对于广播与电视运营商来说，如何对IPv6进行应用部署、让网络优势发挥到极致、使建网者在三网融合中能够占取先机，就显得格外重要。该文针对IPv6的部署，从用户因素、网络因素、成本因素几个方面出发，提出了一套应用思路，并给出了相应的建网方案以供建设方参考。

关键词：IPv6 IPv4 双栈

中图分类号：TN919.2 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2015）02（a）-0012-02

Abstract：With the continuous development of Internet technology， IPv6 application deployment is very important. According to the deployment of IPv6 and put forward a set of application method， and gives corresponding solutions.

Key Words：IPv6 IPv4 Dual Stack

目前，三网融合是我国通信业的热点技术，通过三网融合，广播电视网不仅可以提供电视节目，还能提供互联网和语音通信等多种业务。然而，广电行业要想规模性发展互联网业务，IP地址的欠缺是一个不可避免的瓶颈，是广电公司必须面临的一个现实问题，一些诸如IPv4重编址、地址重用等改善方案都不能根本解决问题。广电行业没有IPv4地址储备，通过NAT等技术手段，仅可以支撑短期的发展，长期来看仍无法满足未来三网融合业务发展的需要。因此，提前进行广电网络IPv6的示范应用及局部推广显得十分有必要。

1 应用思路

目前，IPv6的标准体系已基本趋于完善。在这个过程中，IPv6逐步优化了协议体系结构，为业务发展创造了更多机会。

IPv6的演进需要从整个产业的角度去考虑演进的各种影响因素，从目前的网络发展经验来看，至少需考虑以下几个核心因素。

1.1 用户因素

IPv6是对IPv4完全不兼容的网络层协议，在引入后要求对现网影响降低到最小。据以往的经验，类似于PSTN的网络改造，核心技术产生变革，但终端业务展现方式没变，用户使用习惯上没有任何改变，这样的网络改造是用户可接受的，是易于推广的网络演进方式。另外，新发展的IPv6用户不能在访问原有的IPv4业务上存在限制，体验不能有大的降低，甚至要在使用各种商务策略的倾向性上提高IPv6用户的体验，这样才能引导IPv4用户向IPv6的迁移。

1.2 网络因素

IPv6的网络部署上，需考虑端到端的实施，网络各个层面的组网和设备在网络架构、技术选择、设备能力、厂商组成、IPv6支持能力等方面上存在较大差异，需要综合考虑IPv6的可演进方案。为了减少对现网的影响，在成本可以接受的前提下，早期部署上可考虑新建专网或专用设备，如采用独立的IPv6网关接入IPv6用户，这样既可以避免IPv6早期部署上可能存在的各类问题对于现网业务的冲击，也可以避免一次性升级所有的现网设备支持IPv6，造成的短期改造成本过高，并且可以在新网络新设备上采用独立的维护管理体系，在IPv6引入初期提供强有力的保障。

1.3 成本因素

IPv6的引入是一个长期的系统工程，应该慎重考虑引入的时机和节奏，这需要权衡改造和升级的综合成本。过早的切入IPv6，就必然要承担和周围网络互通的成本，过晚的切入，会造成网络迁移的总成本的增加。所以，在短时间内将所有的网络设备改造替换为支持IPv6的设备是不可取的。但是无法提供IPv6业务的网络，不能切入IPv6实际商用过程积累运营经验的滞后也是不可接受的，IPv6的引入必须从成本角度考虑采用渐进式的发展模式。

2 建网思路

2.1 骨干网：逻辑双平面，资源可调节

骨干网络IPv6引入基本思路是以双栈模式为主，纯IP网络以双栈模式为主，MPLS网络以6PE/6vPE为主。

纯IP骨干网部署方式上，形成骨干逻辑平面，升级部分逻辑平面为IPv6单栈或双栈。核心节点和核心汇聚节点一般存在多链路冗余连接，通常为交叉模式，变更交叉模式为上下并行模式，在不影响冗余多链路可靠性保证的同时，清晰了网络结构和流量策略。同朝向流量形成同一个逻辑面。这样，当存在多个冗余的逻辑朝向时，即在核心节点和核心汇聚节点之间形成多个逻辑平面，逻辑平面可以为上下互联设备或端口，这样在整网将形成多个互为备份的逻辑网络，将其中部分逻辑网络升级为支持IPv6单栈或双栈，这样在将骨干网升级为支持IPv6的同时，将因引入新协议导致的网络风险降低到最低。纯IP骨干网部署方式如图1所示。

MPLS骨干网部署方式：设备层面保持IPv4 MPLS可达，业务层面形成IPv4/IPv6双逻辑平面。IPv6 VPN以6vPE方式引入，承载在IPv4 MPLS上，升级网络边缘PE支持6vPE，引入IPv6 VPN路由。IPv6互联网业务以6PE方式引入，承载在IPv4 MPLS上，升级网络边缘PE支持6PE，引入IPv6公网路由。

2.2 城域网：多接入并存，协议间互通

城域网建网应遵循以下原则。

（1）先集中，后分布。IPv6引入早期，IPv6用户较少，分布也可能较为分散，可以采用集中部署IPv6网关设备，集中进行IPv6用户的统一接入服务，通过小范围改造和较小投资，可以快速使网络具备IPv6业务提供能力；后续再考虑网络IPv6的发展情况，全面升级全网络设备的IPv6支持能力，形成全分布式的规模IPv6网络业务提供能力。如L2TP、DS-Lite等过渡技术可以作为早期的IPv6城域网方案。

（2）先封闭，后开放。封闭型业务如互动电视（VOD）业务，网络和业务系统相对独立，和外部网络不存在交互要求，没有兼容性要求，相对应的网络管理和维护人员都较为独立，对这样的业务网络升级为IPv6，可以对现网其他业务影响小，易于引入。另外，对于封闭型业务，用户终端对网络地址协议不关心，更换网络层协议用户并不感知，降低引入难度。可在IPv6过渡早期优先部署封闭型业务，通过IPv6早期商用积累IPv6运营经验，优先解决封闭型业务，开放型业务后续逐步引入。

（3）先44，后64。IPv6引入的根本原因是解决IPv4地址耗尽的问题，并且引入IPv6是个渐进的系统工程，不存在某天IPv4完全退出变更为IPv6的可能，所以IPv4是仍然会长久和IPv6共存，解决IPv4地址耗尽必然会使用IPv4私网地址来过渡解决，所以必须先规模解决NAT44，解决地址问题，后续随着IPv6的逐步引入解决IPv6访问IPv4的问题。

2.3 网管：统一运维，管控合一

先IPv4管理通道，后IPv6管理通道：IPv6管理信息可以先考虑通过IPv4管理通道进行管理，后续再考虑逐步引入IPv6管理通道，降低管理通道的IPv6化对业务发展的影响。

先物理平面，后业务平面：业务管理上，先考虑设备物理平面上双栈资源管理和隔离，随着业务管理的逐步深入和精细化，再后续逐步考虑业务逻辑层面，包括逻辑拓扑管理，VPN内逻辑双栈资源管理和隔离等。

3 网络改造方案

在不同场景下，经过组合形成了不同的IPv6改造方案。其中，“双栈+NAT”方案具有对现网改造难度低、成本不高、不会大面积影响现有用户的业务等优点，成为了首选。

该方案将网络设备以及终端升级到支持双栈，通过运营级v4 NAT技术解决v4地址不足的问题。是在过渡时期，同时支持v4/v6业务最直接的方案。后续升级到纯v6环境不需要再次对网络进行改造。该方案初期投入成本相对较高，但是后期过渡到纯v6网络时基本不需要再作投入。

运营商级NAT（CGN，Carrier-Grade NAT）方案最早由日本NTT提出，其主要思想是将NAT44部署位置提高，同时与用户侧的NAT组成两级地址转换NAT44，形成三块地址空间，即用户侧私有地址、运营商私有地址、公网地址。CGN设备由于部署位置很高，具有大容量、高可靠、高性能等特点。

CGN设备目前有独立设备和插卡两种形态。独立CGN网关设备旁挂或者直挂网络设备，CGN插卡作为板卡插入现网设备。

CGN可以部署在运营商网络流量汇聚点或者业务接入点。在实际部署中，CGN网关部署在城域网出口层面，形成集中式部署方式；部署在城域边缘业务接入点层面，形成分布式部署方式。

4 结语

通过IPv6在在广电网络内的应用示范及部署，可以使广电网络在三网融合中占取先机，改善互联网业务电信一家独大的局面；同时，通过IPv6技术更安全、更可管理的特性，也能大大提高广电宽带网络的可管可控，保障广电网作为国家宣传喉舌的政治地位，进一步发挥广电网络在国家信息化进程中的重要作用。

参考文献

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