IPv6升级从三层网络改造开始

·华为技术有限公司

　　中国电信在长沙实施的IPv6网络改造表明，现有城域网在IPv6演进初期可以只升级改造三层网络设备，二层接入网络设备不用进行大范围改造，采取IPv6业务透传方式完成过渡。

　　2009年，中国电信在湖南长沙率先开始了向IPv6网络演进的探索，先后完成了IPv4向IPv6过渡的技术调研、方案制定、设备终端测试等各项工作，最终采用双栈技术于2009年完成了IPv6网络的商用部署。

　　在长沙项目中，中国电信携手华为等设备商合作伙伴一起探索了在IP城域网进行IPv6升级改造的技术方案，并打通了从用户到营业厅申请、到受理流程以及再到计费等等相关环节。从整个改造方案来看，现有城域网在IPv6演进初期可以只升级改造三层网络设备，二层接入网络设备不用进行大范围的改造，采取IPv6业务透传方式即可。

　　在网络改造的具体实施层面，通过对长沙电信现网设备软件升级，包括NE40E/80E系列路由器、BRASME60业务网关、以太网交换机S9300，防火墙等，顺利实现了IPv6城域网的实现和IPv6商用业务的开展。

“长沙模式”IPv6网络改造特点

　　基于长沙城域网的改造实施方案，我们可以总结出长沙IPv6网络改造方案的两个重要特点。第一，可以充分保护现网投资，长沙城域网新增加IPv6，是由现网平滑演进获得的，并且没有对现网IPv4用户产生任何影响；第二，将改造成本控制在了合理的范围内，大部分设备新提供的IPv6网络应用能力，都是通过设备软件升级获得的，同时，我们可以看到，在初期，网络节点数量最多的二层设备，可以采取透传方式支持IPv6的连接。

　　中国电信集团副总经理在湖南视察时，对这个改造方案给予了高度评价：“该项目探索了低成本、可复制的网络平滑演进‘长沙模式’，对于实施IPv6网络演进具有重要的指导意义，而且相关应用示范对于物联网和下一代互联网的融合发展具有重要的参考价值。”

从“长沙模式”来看现网的IPv6演进思路

　　运营商现网向IPv6演进，骨干网、城域网和移动网是其中的基础网络部分，业务平台、终端和后台支撑系统将在这三个网络基础上，进行业务与应用的切换。

　　从“长沙模式”改造方案特点，以及考虑到IPv6规模部署时的业务运营需要，我们可以得到IPv6网络演进的三个基本原则。如下：第一，保证用户业务的一致性和连续性；第二，充分保护运营商现有投资；第三，改造成本适度。基于这三个原则，我们来分析现有的骨干网、城域网和移动网向IPv6演进的总体思路。

·骨干网：双栈为主形成逻辑双平面

　　基于现有骨干网设备的能力，骨干网络IPv6引入基本思路可以双栈模式为主，纯IP网络部署双栈，IP/MPLS网络则可以部署6PE/6vPE等增量技术。

　　纯IP骨干大多为逻辑平面，升级部分逻辑平面为IPv6单栈或双栈。骨干升级为支持IPv6的同时，将网络因引入新协议导致的风险降到最低。

　　MPLS骨干设备层面保持IPv4MPLS可达，业务层面形成IPv4/IPv6双逻辑平面。IPv6VPN以6vPE方式引入，承载在IPv4MPLS上，升级网络边缘PE支持6vPE，引入IPv6VPN路由。

　　IPv6互联网业务以6PE方式引入，承载在IPv4MPLS上，升级网络边缘PE支持6PE，引入IPv6公网路由。支持双栈的网络设备要求在不同协议栈间，保证设备资源的动态共享和可调节，在网络演进的不同阶段，可根据不同协议业务的流量情况，合理调节网络的资源应用。

　　由于现网骨干设备，对于上述改造思路，大多能良好的支持，因此，其演进过程中的现网保护、成本控制需求均能得到满足。同时，设备启动双栈后的性能下降问题，也正在得到解决，因此，可以预见，用户的网络服务质量也将能得到保障。

·城域网：分层实施，多接入并存

　　初期阶段，城域网以IPv6业务引入为主。此时，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，可以快速提升网络的IPv6业务提供能力；后续再根据IPv6业务的发展情况，全面升级全网络设备的IPv6支持能力，全分布式地提供IPv6网络业务能力。

　　规模实施阶段，可以从城域核心到接入网进行逐层实施。城域网一般分为三层核心边缘和二层接入网络，可以优先解决城域网核心及边缘路由器等三层设备的IPv6业务支持能力，保证IPv6基本业务的提供能力，对二层交换机和DSLAM等二层接入设备，初期可以不对IPv6的安全、组播等能力提出过高要求，在IPv6业务发展上量后，再逐步升级替换成IPv6支持较为完备的二层设备。

　　对于城域网的组播业务，由于初期的IPv6组播业务量较少，对核心层设备要求支持三层组播协议，对二层接入设备不做二层组播复制的要求，考虑在城域核心和边缘按用户进行组播复制，降低对二层接入设备的IPv6要求，后续再考虑逐步引入二层网络设备的IPv6组播复制能力，这样可以控制好整体的演进节奏。

　　在解决IPv4地址紧缺的方案上，先期一般采用NAT44翻译技术，在IPv6网络覆盖范围足够大后，逐步升级为NAT64翻译技术，这样既解决了IPv4地址紧缺问题，也解决IPv6和IPv4的业务互通问题。

　　通过城域网分阶段、逐层实施方案，我们可以将相对复杂的城域网，平滑升级支持IPv6应用，同时通过局部NAT部署解决IPv4地址紧缺的问题。整个改造过程符合低成本、低风险，可以满足IPv6演进过程的一些原则性需求。

·移动网：先业务，后承载

　　IPv4地址耗尽主要影响的是终端用户，用户的业务会直接面临IPv6化的问题，相对应的网络设备间的地址需求量较少，设备间的IP地址并不紧迫，可长期保持承载面IPv4不变，所以需优先解决业务层面业务IPv6化，考虑用IPv4承载面解决IPv6业务面的承载问题，如IPv6overIPv4GRE等隧道技术。

　　移动网络中，由于移动核心网网关是集中部署，改造难度较小，可以优先实施IPv6的演进。对于RAN侧的传输，可以在城域网IPv6的规模部署之后，逐步切换到城域网中进行承载，实现城域网内的IPv6多业务统一承载。

　　可以看出，在骨干网和城域网改造的基础上，移动网络相对简便，其主要的难点是业务和终端的IPv6升级。

　　IPv6网络演进既是一个逐步发展的过程，同时又是一个非常明确的。通过“长沙模式”的积极探索以及对IPv6规模运营的考虑，我们总结出了IPv6网络演进的一些原则，即保护现网投资、成本适度以及保证用户体验一致，基于这三个原则和现有产品解决方案的能力，分析了骨干网、城域网和移动网的IPv6演进思路。“互联世界，网络万物”，IPv6网络能力给我们展现了一个美好的愿景，相信通过产业链上下游的通力合作，下一代互联网一定能提前来到我们身边。