IPv4/IPv6網(wǎng)絡(luò)過渡早已成為業(yè)界共識，產(chǎn)業(yè)鏈和政府為實現(xiàn)該目標(biāo)辛苦付出已超過10之久，然而時至今日我們?nèi)〉玫某煽兒?0年前的期望仍存在懸殊差距，而IPv4所能維持時間已經(jīng)屈指可數(shù)，按照目前消耗速度，IANA和RIR未分配IPv4地址空間將分別在2011/2012年耗盡，IPv4/IPv6網(wǎng)絡(luò)過渡需求變得越來越迫切。

網(wǎng)絡(luò)IPv6演進(jìn)為何進(jìn)展緩慢

相比IPv4，IPv6具備地址充足，報頭高效，即插即用，網(wǎng)絡(luò)安全，端到端QoS以及良好移動IP等諸多優(yōu)勢，然而網(wǎng)絡(luò)IPv6演進(jìn)卻進(jìn)展緩慢，原因何在？

產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展不均衡是基本原因，網(wǎng)絡(luò)IPv6演進(jìn)涉及網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、終端、IT系統(tǒng)、業(yè)務(wù)系統(tǒng)以及應(yīng)用程序等各個環(huán)節(jié)，雖然IPv6技術(shù)已經(jīng)基本發(fā)展成熟，但產(chǎn)業(yè)鏈長期存在“木桶短板”現(xiàn)象，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和IT系統(tǒng)已經(jīng)基本具備IPv6商用部署能力，而絕大多數(shù)終端（PC除外）、業(yè)務(wù)系統(tǒng)和應(yīng)用程序仍不具備IPv6商用能力，從而導(dǎo)致IPv6網(wǎng)絡(luò)可支撐業(yè)務(wù)種類稀缺，運營商利益得不到體現(xiàn)，產(chǎn)業(yè)鏈不均衡從根本上制約了網(wǎng)絡(luò)IPv6部署。

方案不完善是直接原因，目前骨干網(wǎng)IPv6演進(jìn)方案已經(jīng)基本成熟，可滿足現(xiàn)階段需求，但城域網(wǎng)演進(jìn)方案仍未達(dá)到規(guī)模部署的程度，其主要問題為用戶接入方案，目前存在兩種思路，Native IPv6接入方案和雙棧接入方案：Native IPv6方案，用戶通過PPPoEv6/IPoEv6從IPv6 BNG獲取IPv6地址等相關(guān)信息，并接入IPv6網(wǎng)絡(luò)；雙棧接入方案，用戶通過Single PPP for both IPv4/IPv6或者IPoEv4/IPoEv6獲取IPv4/IPv6配置信息，并接入雙棧網(wǎng)絡(luò)。Native IPv6方案可解決IPv4地址短缺，但由于目前絕大多數(shù)應(yīng)用程序無法在純IPv6主機(jī)正常啟動，該方案限制了用戶業(yè)務(wù)豐富性，無法適應(yīng)現(xiàn)階段網(wǎng)絡(luò)特征（可應(yīng)用于網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)末期）；雙棧接入方案，可保障用戶業(yè)務(wù)豐富性，但由于該方案消耗公有IPv4地址，不具規(guī)模部署可行性，僅可作為試點技術(shù)。方案的不完善，導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)IPv6演進(jìn)遲遲不能取得成效。

為促進(jìn)IPv6增量部署，基于DS-Lite CGN的網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)方案正逐漸成為目前研究熱點。

DS-Lite CGN技術(shù)簡介

用戶由于應(yīng)用層軟件或終端硬件局限等問題，無法短時間內(nèi)大規(guī)模升級到IPv6，而且絕大多數(shù)ICP尚無升到IPv6的意愿，未來相當(dāng)長時間內(nèi)，網(wǎng)絡(luò)中的主要流量仍將是IPv4-IPv4流量�；�于理性看待IPv4和IPv6的發(fā)展關(guān)系，實現(xiàn)IPv4業(yè)務(wù)延續(xù)和促進(jìn)IPv6部署，DS-lite方案被提出來。

DS-Lite實現(xiàn)模型如圖1所示，其結(jié)合IPv4 in IPv6隧道和IPv4 NAT技術(shù)，由AFTR（Address Family Translation Router）和B4（Base Bridge Broadband element，通常為家庭網(wǎng)關(guān)或者用戶終端 ）協(xié)作實施。

圖1. DS-Lite模型

B4（家庭網(wǎng)關(guān)）開啟DHCPv4 Server功能，為內(nèi)部終端分配私有IPv4地址（若B4為終端，則B4固化私有IPv4地址），運營商網(wǎng)絡(luò)通過靜態(tài)配置或DHCPv6等方式通告AFTR位置信息（IPv6地址）。B4發(fā)起建立至AFTR的IPv4 in IPv6 隧道（Softwire），封裝/解封裝出向IPv4數(shù)據(jù)流/入向IPv6數(shù)據(jù)流（目的IPv6地址為B4 WAN接口IPv6地址）。

AFTR建立至B4的IPv4 in IPv6隧道（Softwire）并執(zhí)行NAT功能，實現(xiàn)解封裝/封裝出向IPv6流量/入向IPv4流量和IPv4-IPv4 NAT。由于用戶IPv4地址由用戶自行分配，不同用戶IPv4地址可能相同，為避免沖突， AFTR內(nèi)部維護(hù)的NAT表項與普通IPv4 NAT不同，增加B4 的WAN接口IPv6地址以區(qū)分用戶。

DS-Lite模型同時支持IPv6部署，AFTR和B4對IPv6流量執(zhí)行Native 轉(zhuǎn)發(fā)。

DS-Lite CGN部署方案

DS-Lite CGN實現(xiàn)模型分為獨立型CGN和融合型CGN兩類。獨立型CGN整機(jī)功能專一，硬件實現(xiàn)DS-Lite AFTR；融合型CGN在BNG（BRAS）平臺開發(fā)，采用專用業(yè)務(wù)單板實現(xiàn)DS-Lite，并提供PPPoEv6 /IPoEv6+DS-Lite實現(xiàn)用戶接入和DS-Lite AFTR功能。目前業(yè)界已經(jīng)存在相關(guān)產(chǎn)品，中興通訊ZXR10 M6000即可實現(xiàn)獨立型CGN又可作為融合型CGN部署。

CGN的部署方案采用獨立型CGN還是融合型CGN，業(yè)界存有較大分歧，本文將對比分析兩種方案的優(yōu)缺點，并提出自己的觀點。

獨立型CGN部署方案：獨立型CGN部署模型分為兩大類：集中式部署和分布式部署。

集中式部署模型，用戶通過PPPoEv6/IPoEv6從IPv6 BNG獲取IPv6配置信息，并建立至CGN的Softwire，CGN雙上聯(lián)城域網(wǎng)核心CR路由器，實現(xiàn)城域整網(wǎng)用戶DS-Lite AFTR功能，并成對部署以實現(xiàn)DS-Lite熱備和負(fù)載分擔(dān)，提供網(wǎng)絡(luò)可用性。其部署模型如圖2所示。

圖2. 獨立型CGN集中式部署模型

分布式部署模型，CGN側(cè)掛城域業(yè)務(wù)邊緣控制層設(shè)備IPv6 BNG，實現(xiàn)BNG下掛區(qū)域用戶AFTR功能，其部署模型如圖3所示。

圖3. 獨立型CGN分布式部署

融合型CGN部署方案：BNG部署PPPoEv6/IPoEv6+DS-Lite ，實現(xiàn)BNG下掛區(qū)域用戶的IPv6接入和DS-Lite AFTR功能；由于部分現(xiàn)網(wǎng)BNG無法升級，為實現(xiàn)其下掛用戶IPv6接入，現(xiàn)網(wǎng)IPv4 BNG作為LAC，IPv6 BNG集成LNS和CGN網(wǎng)關(guān)功能，IPv4 BNG（LAC）和IPv6 BNG（LNS）之間建立L2TP隧道，用戶家庭網(wǎng)關(guān)（B4）和IPv6 BNG之間建立Softwire，從而實現(xiàn)用戶IPv6接入，其部署模型如圖4所示。

圖4. 融合型CGN部署

獨立型CGN方案和融合型CGN方案各有優(yōu)劣，其對比分析如表1。

表1. 獨立型CGN方案VS融合型CGN方案

目前來看，由于融合型CGN設(shè)備尚不完善，且方案存在現(xiàn)網(wǎng)業(yè)務(wù)中斷風(fēng)險，低可靠性和擴(kuò)展性以及維護(hù)復(fù)雜等缺陷，而獨立型CGN方案由于具有現(xiàn)網(wǎng)影響低，相對較高可靠性和擴(kuò)展性，維護(hù)簡單和設(shè)備升級簡單等優(yōu)點得到運營商的青睞，目前法國電信已經(jīng)選擇在其網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)初期采用獨立型CGN部署方案。

獨立型CGN集中式部署方案實現(xiàn)低成本快速部署，不過用戶規(guī)模受CGN限制，但由于CGN業(yè)務(wù)單板能力遠(yuǎn)高于BNG（5倍左右），且隨著網(wǎng)絡(luò)和業(yè)務(wù)逐漸實現(xiàn)Native IPv6或雙棧，DS-Lite應(yīng)用幾率逐漸降低，其生命周期僅存在與網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)初期和發(fā)展期。因此獨立型CGN集中式部署方案可作為運營商網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)最佳選擇。獨立型CGN分布式部署方案僅在大型城域網(wǎng)場景作為獨立型CGN集中式部署的補(bǔ)充，以覆蓋大規(guī)模用戶。

DS-lite CGN理性看待IPv4/IPv6發(fā)展關(guān)系，實現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)平滑演進(jìn)，維護(hù)了運營商利益，促進(jìn)了IPv6部署。

作者：牛啟波 來源：中興通訊