周倩 蔣勝 鄒婷 華為技術(shù)有限公司 《電信網(wǎng)技術(shù)》標(biāo)準(zhǔn)聚焦專欄
摘 要 隨著IP地址的逐步耗盡，IPv6協(xié)議從2008年開(kāi)始又重新得到業(yè)界的關(guān)注。IPv6標(biāo)準(zhǔn)的主要制定組織IETF及業(yè)界專家、學(xué)者根據(jù)數(shù)十年來(lái)的研究、試驗(yàn)和部署情況，從技術(shù)上重新考慮如何改進(jìn)IPv6，以便更有效地使用和部署。
關(guān)鍵詞 IPv6 IETF 標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)狀 發(fā)展趨勢(shì)
1 引言
隨著Internet的快速發(fā)展，終端數(shù)量和業(yè)務(wù)的不斷增長(zhǎng)，IPv4地址空間耗盡將進(jìn)一步惡化。據(jù)最新估計(jì)，IPv4地址將在2011年完全耗盡（見(jiàn)圖1）。
圖1 IPv4地址將在2011年完全耗盡
IETF已提供了一系列有效緩解IPv4地址耗盡的技術(shù)手段，包括私有IP地址空間，動(dòng)態(tài)IP地址分配，可變長(zhǎng)子網(wǎng)掩碼(VLSM)，無(wú)類域間路由(CIDR)，地址轉(zhuǎn)換(NAT/NAPT)等。很難再產(chǎn)生新的有效緩解IPv4地址耗盡的短期方案, 修改或擴(kuò)展IPv4地址管理的可能性很小。
隨著3G，NGN和IMS的部署，以及ALL IP的發(fā)展趨勢(shì)，還需要消耗大量IP地址。IPv4地址空間耗盡的來(lái)臨，迫使IPv6加快商用和過(guò)渡，加速了IPv6全球部署。但是IPv6過(guò)渡方案還不完善，全球部署中還會(huì)碰到很多問(wèn)題，協(xié)議組還需要不斷完善。
IPv6標(biāo)準(zhǔn)主要由IETF制定，其它ITU-T，BBF，3GPP等標(biāo)準(zhǔn)組織只提供網(wǎng)絡(luò)場(chǎng)景和需求等方面的輸入文稿，最終標(biāo)準(zhǔn)文稿需要提交到IETF。
IETF從1994年發(fā)布第一篇IPv6 RFC以來(lái)，共制定了相關(guān)的IPv6標(biāo)準(zhǔn)（RFC）約1000篇，內(nèi)容覆蓋了命名、尋址、路由、演進(jìn)機(jī)制、安全、管理等各個(gè)技術(shù)域。IPv6基礎(chǔ)協(xié)議2005年后已經(jīng)定型，后續(xù)標(biāo)準(zhǔn)重點(diǎn)將向業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)移，包括業(yè)務(wù)和應(yīng)用相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)，基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)對(duì)業(yè)務(wù)的支撐和適應(yīng)，基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)自身的管理、完善和演進(jìn)。常用RFC根據(jù)功能分列如圖2所示。
相比IPv4而言，IPv6 RFC數(shù)量只是IPv4的一半，所以仍然有不少技術(shù)方案被提出和優(yōu)化。
圖2 常用RFC根據(jù)功能分列
2 華為IPv6標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)狀
作為通信設(shè)備的主流供應(yīng)商，華為從2001年開(kāi)始積極關(guān)注和跟蹤IP（包括IPv6）標(biāo)準(zhǔn)的進(jìn)展和研究。截至目前，華為在IETF發(fā)布了25篇RFC，覆蓋IPv6，路由，MPLS/GMPLS，P2P，安全等工作組。其中，2009年發(fā)布12篇RFC，RFC數(shù)量年度增長(zhǎng)150%以上，是IP領(lǐng)域成長(zhǎng)最快的IETF標(biāo)準(zhǔn)新勢(shì)力。目前，華為已提交了232篇個(gè)人草案，其中工作組文稿65篇。同時(shí)，華為公司在IETF擔(dān)任多個(gè)重要職位，包括IAB (Internet Architecture Board) 1個(gè)，AD(Area Director) 2個(gè)，工作組主席12個(gè)，運(yùn)維管理域理事1個(gè)，路由域理事1個(gè)以及AAA Doctor 1個(gè)。
華為積極參與IETF IPv6的標(biāo)準(zhǔn)工作，覆蓋了IPv6過(guò)渡技術(shù)，翻譯技術(shù)，IPv6接入和安全及IPv6的其他相關(guān)領(lǐng)域（如移動(dòng)IPv6和地址自動(dòng)配置等），提出2篇RFC（RFC4925，RFC5790，RFC 5121）和其它24篇草案（見(jiàn)圖3）。
在IPv6過(guò)渡技術(shù)領(lǐng)域，IETF目前研究的重點(diǎn)有：NAT444，DS-Lite (NAT464)，NAT64，Incremental Deployment of IPv6，6rd等。華為聚焦于網(wǎng)絡(luò)部署和隧道技術(shù)，已發(fā)布RFC4925，RFC5790和6篇草案。其中，RFC 5790是第一篇由中國(guó)廠商主導(dǎo)的組播領(lǐng)域標(biāo)準(zhǔn)，旨在解決當(dāng)前IGMPv3和MLDv2協(xié)議過(guò)于復(fù)雜，實(shí)際開(kāi)發(fā)和部署困難的問(wèn)題，推動(dòng)組播在IPv6環(huán)境中的快速部署。草案Incremental CGN（draft-ietf-v6ops-incremental-cgn）定義了網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)初期如何為少量分散用戶提供IPv6接入，華為已率先在其路由器設(shè)備上實(shí)現(xiàn)了此功能特性。另外，關(guān)于隧道技術(shù)，除了雙棧（DS-Lite）外，GI DS-LITE（Gateway Initiated Dual Stack-Lite）也是IETF Softwire工作組的研究熱點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了在網(wǎng)絡(luò)設(shè)備上做隧道代理，避免對(duì)終端的改造；但是該技術(shù)存在一個(gè)問(wèn)題：對(duì)于寬帶上網(wǎng)的場(chǎng)景，使用普通的IP-in-IP的隧道，不能支持用戶的IPv4地址重疊，目前可選的方案有將用戶鏈路信息與IPv6的Flow Label匹配，并采用Flow Label作為NAT密鑰。
圖3 華為積極參與IETF IPv6的標(biāo)準(zhǔn)工作
在翻譯技術(shù)領(lǐng)域，華為提交2篇草案，聚焦于網(wǎng)絡(luò)翻譯技術(shù)架構(gòu)的改進(jìn)，包括翻譯技術(shù)的冗余備份和負(fù)載分擔(dān)，翻譯前綴的獲取方式等。
在IPv6接入和安全技術(shù)方面，主要集中在Mobile IPv6相關(guān)工作組，華為已發(fā)布RFC 5121和8篇草案，Mobile IPv6的基礎(chǔ)協(xié)議已經(jīng)完成，當(dāng)前的工作主要聚焦在提升切換性能和安全性，增加對(duì)實(shí)時(shí)應(yīng)用的支持，以及對(duì)IPv4/v6遷移的支持。
在IPv6其他相關(guān)技術(shù)方面，華為已發(fā)布8篇關(guān)于移動(dòng)IPv6，地址自動(dòng)配置等相關(guān)草案，目的在于提出IPv6網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)配置的需求及解決方案。
另外，在6man工作組，IPv6的基本協(xié)議完善方面，對(duì)于Flow Label的各種應(yīng)用場(chǎng)景及使用方法也是華為關(guān)注的熱點(diǎn)；在Behave工作組，IPv4和IPv6共存互通問(wèn)題是當(dāng)前焦點(diǎn)，但在各個(gè)互通場(chǎng)景和功能需求的必要性上看法分歧較大；在DNSEXT/DNSOPS工作組，針對(duì)IPv6 DNS在部署和操作中遇到的問(wèn)題做出協(xié)議修補(bǔ)和改進(jìn)。
華為與前IETF主席Brian Carpenter主導(dǎo)發(fā)起的IPv6 ISP部署問(wèn)卷調(diào)查，共收集了超過(guò)30份運(yùn)營(yíng)商反饋答卷，分析結(jié)果在V6OPS反響積極，在IETF引起了廣泛的關(guān)注和肯定。研究結(jié)果的文稿，將會(huì)進(jìn)入RFC快速發(fā)布通道。作為第一次相關(guān)的調(diào)查，客觀翔實(shí)的數(shù)據(jù)為后續(xù)業(yè)界IPv6部署研究提供了依據(jù)。
此外，華為還在寬帶接入領(lǐng)域參與了BBF的WT-146，WT-177，WT-187等IPv6相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的制定。在ITU主導(dǎo)和參與了Y.ipv6na，Y.ipv6migration，Y.ipv6split等文稿的制定。
3 聯(lián)合運(yùn)營(yíng)商，推動(dòng)IPv6標(biāo)準(zhǔn)
各運(yùn)營(yíng)商也在積極參與IETF IPv6研究，基于自己的網(wǎng)絡(luò)情況，提出相適應(yīng)的IPv6部署和過(guò)渡方案。
法國(guó)電信（簡(jiǎn)稱法電）是目前在IPv6標(biāo)準(zhǔn)最活躍的主導(dǎo)運(yùn)營(yíng)商。在IETF，華為聯(lián)合法電在Behave工作組推動(dòng)了基于SCSP (Server Cache Synchronization Protocol) (RFC2334)的NAT數(shù)據(jù)庫(kù)同步機(jī)制，以支持NAT設(shè)備的熱備份和負(fù)載均衡，目前進(jìn)展較好。
ITU-T的IPv6標(biāo)準(zhǔn)制定偏重于IPv6場(chǎng)景和需求的研究。在本研究期（2009－2012年）ITU-T正在制定的5篇標(biāo)準(zhǔn)中，有3篇為華為主導(dǎo)。其中，華為攜手中國(guó)移動(dòng)，共同完成了2個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的起草，分別是Y.ipv6na和Y.ipv6migration。 Y.ipv6migration (Roadmap for IPv6 Migration from NGN Operators’ Perspectives)聚焦于指導(dǎo)運(yùn)營(yíng)商如何逐步從基于IPv4的NGN網(wǎng)絡(luò)向基于IPv6的NGN網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)。Y.ipv6na (Functional Requirement for Network access in IPv6-based NGN) 聚焦于網(wǎng)絡(luò)接入?yún)?shù)配置的標(biāo)準(zhǔn)制定，包括前綴，地址，DNS服務(wù)器以及其他服務(wù)器的配置等。
4 IPv6標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展趨勢(shì)
在IETF，多個(gè)IPv6過(guò)渡技術(shù)相關(guān)的草案可能會(huì)成為正式標(biāo)準(zhǔn)，包括6rd，DS-Lite，NAT64，IVI和Incremental CGN。
IETF短期內(nèi)需要繼續(xù)研究的熱點(diǎn)包括：
（1）部署場(chǎng)景。
（2）地址格式和選擇。
（3）DHCPv6的新功能，包括DHCPv6安全，CGA配置的Option，終端生成ID等。
（4）DNS支持IPv6（包括DNS64）。
（5）組播支持（包括IPv4/v6的過(guò)渡場(chǎng)景）。
（6）IPv6接入(包括ACL，AAA，PPP等)。
（7）IPv6安全（包括ND，SeND，CGA等）。
（8）移動(dòng)IPv6。
（9）IPv6路由增強(qiáng)。
（10）隧道技術(shù)(包括自動(dòng)隧道配置、動(dòng)態(tài)隧道控制等)。
（11）NAT相關(guān)(包括穿越、翻譯、數(shù)據(jù)庫(kù)同步等)。
在BBF，幾個(gè)熱點(diǎn)發(fā)展的項(xiàng)目包括：WT-177 (IPv6在以太的擴(kuò)展-TR-101)，WT-187 (IPv6的PPP)，PD-192 (家庭網(wǎng)關(guān)的IPv6需求)，WT-146(IP會(huì)話)，WT-242(IPv4和IPv6共存及演進(jìn))。
在ITU-T，多個(gè)華為主導(dǎo)的項(xiàng)目正在發(fā)展中，除了Y.ipv6na和Y.ipv6migration外，還包括Y.ipv6split（ID和location的分離架構(gòu)）。
