盡管現在我們大多數用戶還是使用的IPv4網絡，但是IPv6已經漸漸普及開來。那么今天我們將要講述一下有關于IPv6路由協議的內容。這個也是我們更高地使用IPv6的一個條件。IPv6是一個新版"網絡層協議",其設計的最初目的就是為了克服傳統互聯網的核心協議-IPv4協議的不足之處｡

自從1991年IPv6的概念被提出以來,在各方的努力下,包括地址結構､路由､IPv4/IPv6過渡､移動IPv6在內的各項IPv6路由協議標準目前已經完成,IPv6技術也從研究階段過渡到實施階段｡許多廠家已經開發了各種類型的IPv6設備,測試表明這些設備可以初步滿足運營商網絡的要求｡一些運營商和研究機構建立了規模不等的IPv6網絡,并實現了全球互聯,向企業用戶和個人用戶提供接入服務｡在我國,國家發改委聯合科技部､教育部､信產部和自然科學基金會等部門啟動CNGI(中國下一代互聯網)核心網項目,本項目通過建設一個高性能的網絡平臺,促進我國電信運營業的新業務和應用的開發,帶動我國民族信息產業的發展,IPv6路由協議是CNGI核心網的重要網絡層協議｡ 

一､IPv6業務應用發展現狀及存在的問題

對于IPv6及下一代互聯網來說,業務是成功的關鍵｡IPv6路由協議的優勢在于能更好地支持各種端到端及多媒體業務,如視頻會議､VoIP､文件共享､信息家電､及時通信以及上面提到的移動數據業務｡目前,部分國外廠家在此領域也進行了一些前瞻性的開發,實現了相應的原型產品,但這些應用產品側重于功能的初步開發,缺乏完整的體系結構和良好的可擴展性,也沒有配套的支撐管理系統,因此和實際的電信級業務產品之間還具有較大的距離｡

隨著以IPv6路由協議為核心的下一代互聯網的逐步部署,廠商和運營商合作開發新型業務及應用成為非常重要的工作｡對于運營商來說,需要明確用戶在下一代互聯網中的實際業務需求,并研究制定下一代業務平臺的體系架構,解決在實施下一代業務中所需的關鍵技術,并制定新型業務的規范,爭取在下一代互聯網的價值鏈中占據有利地位｡對于設備制造商來說,根據運營商的業務需求和網絡業務現狀,盡早開發出符合市場需求的業務產品,使這些業務能充分發揮IPv6路由協議的新特性｡另外,盡管IPv6和IPv4協議都是網絡層技術,但在支持業務方面,IPv6還需要解決一些關鍵問題,如:業務質量､業務安全､用戶的標識與認證､用戶狀態及定位等,這些問題需要在下一代互聯網的背景下重新研究與解決,而不能照搬傳統IPv4網絡的解決方案｡

二､IPv6的移動數據能力

移動數據業務是在移動通信平臺上開展的多種數據業務,如:視頻點播､移動定位､遠程監控､企業網絡訪問､多媒體短信､互聯網訪問､WAP和電子商務等｡移動數據業務是移動通信和數據通信相互結合的產物,與固網數據業務相比,更能體現業務的個性化和多樣化特色,它是繼移動話音后有可能帶動移動網絡快速發展的重要動力｡目前移動網絡主要采用IPv4協議來支持數據業務,但在移動網絡中采用IPv4協議在許多方面的實現效果并不是很理想｡以地址為例,由于IPv4地址很有限,負責亞太地區IP地址分配的APNIC(Asia-Pacific Network Information Center,亞太網絡信息中心)規定,移動運營商在為移動終端分配IPv4地址時,盡可能采用私有IPv4地址｡使用私有IPv4地址可以支持傳統的互聯網訪問和WAP業務,但對端到端型業務,如加密型､多方通信､多媒體通信等,就會存在許多困難｡IPv6路由協議在設計時充分考慮了移動需求,并將移動IPv6作為IPv6路由協議的基本組成部分,因此已經成為移動數據業務的主要候選協議｡3GPP組織已經將IPv6路由協議作為第三代移動通信3G系統的重要組成部分,并規定在3GPP R5版本中采用IPv6路由協議來支持IMS(IP Multimedia Subsystem,基于IP的多媒體子系統)｡移動數據網絡采用IPv6路由協議可實現移動終端之間､移動終端和固網終端之間端到端的雙向通信,從而使移動通信形式和功能更加多樣化｡

目前,IETF和3GPP針對在移動網絡中如何部署IPv6路由協議進行了非常多的工作,如制定為3G終端分配IPv6地址方案｡由于全球移動終端數量巨大,全球剩下的約1/3的IPv4地址空間不能滿足移動用戶的需求,而IPv6地址空間非常巨大,可以為每個移動用戶分配公有的IPv6地址｡如何在3G核心網中為移動終端配置IPv6地址是非常重要的問題,IETF根據3GPP需求制訂了基于IPv6路由協議承載數據業務的相關建議,并形成了RFC3314和RFC3316等,還有部分內容正在討論之中,處在草案階段｡移動網絡為終端配置IPv6地址的方式有兩種:有狀態地址配置和無狀態地址配置.有狀態地址配置需要DHCP服務器來給終端配置IPv6地址,無狀態地址配置方式不需要另外的實體(除GGSN外)參與地址配置過程｡

由于移動終端可通過多種接入技術實現對于IP網絡的訪問,如:WLAN､GPRS/3G蜂窩系統等,所以當用戶終端在這些不同接入方式間發生切換時,需要最大限度地保持現有的通信會話連接(如TCP連接等)｡移動IPv4和移動IPv6都可使用戶跨越不同接入介質,并能保證網絡層以上會話的正常進行,同時用于跨越不同移動網絡時(不同GGSN域間)移動功能的實現｡與移動IPv4相比,移動IPv6在許多方面進行了改進,如:取消了移動IPv4中的外地代理(FA),方便了移動IP的實施;用IPv6協議機制實現了"路由優化",可克服移動IPv4中的"三角路由"問題;移動IPv6協議已經集成在IPv6協議中,因此可在全球的任意兩個終端(包括固定和移動)之間實施路由優化;IPv6地址空間大,便于為移動終端分配轉交地址;在移動IPv6中,發向移動節點的大量數據可利用IPv6的路由報頭進行傳送,而移動IPv4中隧道方式的開銷較大｡移動IPv6能有效地解決無線和有線網絡中主機移動性問題,對于增強3G網絡中終端的移動性是一個可行的補充方案｡目前移動IPv6的建議是今年6月份在IETF剛剛通過的RFC3755(Mobility support in IPv6)｡

三､中國電信在IPv6方面的工作

作為國內最大固網運營商--中國電信集團公司一直對IPv6和下一代互聯網領域非常重視,并對其進行了長期的跟蹤研究｡作為中國電信集團公司的直屬研究機構--中國電信股份有限公司北京研究院在IPv6領域開展了長期深入的研究和實踐工作｡

2001年5月份開始,中國電信進行了IPv6總體技術方案項目的研究工作,主要對IPv6各方面的技術特性進行了詳細的調研和研究,根據相關國內標準和國際標準,結合中國電信的具體情況,制定中國電信IPv6網絡總體技術方案｡重點研究了IPv6地址格式､IP地址規劃和IPv6地址分配､IPv4向IPv6過渡的技術方案､路由協議擴展､DNS擴展､IPv6對移動性的支持､IPv6對實時業務的支持､網絡安全機制､IPv6對上層的影響､路由器升級方案､中國電信數據網的過渡策略以及相應的實驗方案等｡

2002年8月份,北京研究院編制地址申請報告,協助集團公司相關部門從APNIC申請到了正式的IPv6地址:2001:c68::/32,中國電信也成為國內最早從APNIC拿到IPv6正式地址的電信運營商,從而為IPv6的進一步的研究工作打下了良好的基礎｡對于申請到的地址,中國電信已初步完成地址的實驗性分配和規劃工作,為正式分配做好準備｡從2003年4月份起,北京院在湖南IPv6試驗網的基礎上,設計和建立了一個覆蓋北京､上海､廣州､長沙四個省市的IPv6路由協議實驗網絡,并對此網絡進行了一系列的實驗和測試工作,包括設備測試､互通性測試､IPv6路由協議測試､用戶接入試驗､業務試驗､安全測試及QoS測試等｡這些試驗采用了多廠家的設備,其中部分實驗是在中國電信的現行網上進行的｡從試驗中得到的許多重要的結論為將來深入研究NGI/IPv6打下了良好的基礎,目前此網絡已經實現了和全球IPv6網絡的互通｡

從傳統互聯網向下一代互聯網的演進是非常復雜和重要的問題｡北京研究院針對運營商網絡的實際情況和技術發展現狀,在試驗和參考國外運營商經驗的基礎上,對于新技術進行取舍和整合,提出了國內網絡演進的方案和策略｡鑒于接入網､城域網和骨干網在容量､特性和功能上的差異,分別針對這些網絡提出了不同的演進方案｡業務是新一代互聯網成功的關鍵,北京研究院目前的一個研究重點是下一代互聯網業務研究,包括:下一代網絡及業務平臺體系架構,關鍵技術實現以及相關試驗等｡我們期望通過努力,使下一代互聯網在中國能獲得突破性發展,并能為運營商､設備制造商和用戶帶來實際的益處｡