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城域網IPv6一NAT444與DS-lite過渡技術詳解

發布時間:2022-07-24 文章來源:xp下載站 瀏覽:

網絡技術是從1990年代中期發展起來的新技術,它把互聯網上分散的資源融為有機整體,實現資源的全面共享和有機協作,使人們能夠透明地使用資源的整體能力并按需獲取信息。資源包括高性能計算機、存儲資源、數據資源、信息資源、知識資源、專家資源、大型數據庫、網絡、傳感器等。 當前的互聯網只限于信息共享,網絡則被認為是互聯網發展的第三階段。

  城域網ipv6過渡的兩大關鍵過渡——NAT444和DS-lite,選擇兩種過渡時需要考慮哪些基本因素?本博文將詳細為您介紹這兩種技術方案的原理,以及如何進行后部署。

  城域網的寬帶用戶數量巨大,是消耗網絡IPv4地址的主力軍。面對IPv4地址的枯竭,可采取的措施一是減緩IPv4地址的消耗速度,改變用戶獨享一個IPv4地址的方式,通過NAT技術實現多個用戶共享一個IPv4地址,措施二是大力發展IPv6應用,將用戶吸引到IPv6網絡上,減少對IPv4的消耗,而后者牽扯到IPv6終端、業務、運維、網絡等產業鏈的集體聯動,近年來雖已經得到的較快發展,但相對于龐大的IPv4群體還很渺小,因此,減緩IPv4地址的消耗速度,已經成為當前網絡建設者首要任務。

  在城域網的IPv6過渡過程中,NAT444+DS和DS-lite是目前討論最多的技術方案。

  NAT444+DS技術:對于IPv4業務,通過兩級NAT44實現承載,第一級NAT44是在家庭網絡CPE側,實現用戶私有IPv4地址到運營私有IPv4地址的映射,模式是1:1映射,第二級NAT44是在網絡的LSN(Large Sacle NAT),實現運營私有IPv4地址到公網IPv4地址的映射,模式是N:1映射。對于IPv6業務,通過端到端的IPv6協議棧進行承載。

  DS-lite技術:對于IPv4業務而言,通過IPv4-in-IPv6隧道結合NAT44實現承載,家庭網絡CPE作為B4設備,實現對私網IPv4業務的隧道封裝/解封裝,是IPv4-in-IPv6隧道的端點,網絡CGN設備作為AFTR設備,實現對隧道數據的解封裝/封裝,同時將私網IPv4地址轉換為公網IPv4地址,模式是N:1模式。對于IPv6業務,與NAT444類似通過端到端IPv6協議棧進行承載。

  在城域網中如何根據網絡情況進行兩種技術的選擇,以及如何進行部署方式的選擇?

  首先,是基于網絡的現狀來分析。

  如果待改造網絡僅支持IPv4協議,且升級到IPv4/IPv6雙棧的能力不足,如設備陳舊不能支持軟件升級支持雙棧。在這類網絡基礎上進行改造的原則是維持現網業務,不引入IPv6需求。此時NAT444技術較為有優勢,應為其不需要網絡增加IPv6協議也可以對新增業務進行“節省IPv4地址”部署,且其對家庭網絡CPE要求也只有NAT44功能,目前所有的CPE設備均支持。

  如果待改造網絡能夠支持軟件升級到IPv6,且升級后不影響現有IPv4業務的承載。在這類網絡基礎上進行改造的原則是在維持現網業務的前提下,發展IPv6業務。由于骨干網絡(主要指城域網SR、BRAS、CR)均具有IPv6 Ready能力,因此在骨干網層次均滿足NAT444+DS和DS-lite的需求。家庭網絡CPE設備由于數量眾多且類型繁多能力不一,因此家庭網絡的改造是影響NAT444+DS和DS-lite選擇的主要因素。DS-lite需要CPE支持IPv4/IPv6雙棧且支持IPv4-in-IPv6的隧道封裝和解封裝能力,目前現網原有CPE是不支持的,僅新增的CPE是具有的,NAT444對單棧IPv4用戶的CPE至需要支持NAT44功能,目前現網CPE均支持,對于雙棧用戶需要支持IPv4/IPv6雙棧和NAT44功能,僅新增的CPE是具有的。因此NAT444適用性更廣。

  如果待改造網絡是已經完全具備IPv6能力的新建網絡,對IPv4/IPv6能力支持非常高,包括骨干網和家庭網絡CPE均支持主流的過渡技術,此時網絡層面均滿足NAT444+DS和DS-lite的要求,如何來選擇需要繼續進行下一個層次的分析。

  其次,是基于業務的承載和網絡運維來分析。

  在業務承載方面,NAT444+DS和DS-lite對IPv6流量的承載是端到端的IPv6協議承載,沒有任何差別;對于IPv4業務,NAT444是對IPv4報文進行了兩次NAT44轉換,報文還是以IPv4方式承載,也沒有新增報頭,DS-lite是對IPv4報文進行了IPv6報頭的封裝,新增了報頭,這會帶來MTU等問題,并且承載效率也會低一些。因此在業務承載效率上分析,NAT444+DS要高于DS-lite。

  在網絡運維方面,NAT444+DS和DS-lite對BRAS、AAA、計費、報表、溯源等系統均提出了改造需求。對于NAT444+DS而言,網絡存在IPv4和IPv6兩類業務流,因此在業務部署和管理方面需要對兩類業務均進行管理,如果是對于雙棧用戶,還需要將相應的IPv4業務流和IPv6業務流的報表進行合并。對于DS-lite而言,對于DS-lite用戶僅基于IPv6地址進行管理,用戶的認證、計費和管理均可以統一基于用戶IPv6地址進行,在這一點上,DS-lite對用戶管理上優勢明顯,縱觀整網,網絡改造期間是IPv4和IPv6共存的,因此部署DS-lite的網絡還是會存在IPv4用戶,因此基于用戶IPv4地址的運維系統管理仍是必須的。所以,DS-lite在運維管理方面比較超前,在網絡IPv6程度比較高的網絡優勢明顯,但對處于改造期的網絡仍然不能完全實現IPv6單棧的管理。NAT444+DS在要求完全的雙棧業務管理,并對報表、溯源等系統提出新的需求。

  再者,是基于網絡的改造進程來分析。


網絡的神奇作用吸引著越來越多的用戶加入其中,正因如此,網絡的承受能力也面臨著越來越嚴峻的考驗―從硬件上、軟件上、所用標準上......,各項技術都需要適時應勢,對應發展,這正是網絡迅速走向進步的催化劑。

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