運營商 IPv6遷移實踐的建議 Practice consideration for SP IPv6 transition 思科公司 運營商網(wǎng)絡(luò) 架構(gòu)師 王伯劍 Apr. 2010 2 議題 運營商 IPv6遷移的動力 IPv6遷移的步驟和關(guān)鍵技術(shù) 中國運營商 IPv6遷移策略建議 總結(jié) Presentation_ID 2010 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. Cisco Confidential 3 運營商 IPv6遷移的動力 Presentation_ID 2010 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. Cisco Confidential early trials early trials 4 全球范圍內(nèi)運營商 IPv6實踐 IPv6應(yīng)用 : 視頻、 VoIP、物聯(lián)網(wǎng) 等 . early trials Connected Home -Connected Life (Flip) -Sensor networks Voice & Video - IPv6 VoD and BTV - IPv6 VoIP Video Content -Caching -Ad-insertion -CDN early trials Connected Home -Connected Life (Flip) -Sensor networks Voice & Video - IPv6 VoD and BTV - IPv6 VoIP Video Content -Caching -Ad-insertion -CDN 擴展并加強 IPv4/IPv6并存 的部署 IPv6 data services - IPv6oE Sessions - Service Accounting - NMS/OSS - Native IPv6 over Ethernet access - IPv6 walled garden applications (eg VoIP) IPv6 data services - Full DOCSIS 3.0. DPM - IPv6 CPE traffic - IPv4 over IPv6 (DS-lite) - IPv6 PCMM - NMS/OSS IPv4為主 early trials IPv6 enablement - IPv6 routing, PPPv6 Tunneling - 6rd early trials IPv6 enablement -IPv6 DOCSIS 3.0. -IPv4 user traffic -IPv4 & IPv6 APM provisioning 啟 動 IPv6 NAT44 for data services (scalable throughput & session count) NAT44 for data services (scalable throughput & session count) 2009 2010 2011 2012 2013+ 固網(wǎng)運營商 2009 2010 2011 2012 2013+ 有線運營商 內(nèi)容提供商 Presentation_ID 2010 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. Cisco Confidential 5 IPv6遷移策略的選擇不僅僅是技術(shù)問題 最主要的動力來自于地址資源短缺的壓力 不同運營商選擇了不同的業(yè)務(wù)開始啟動 IPv6遷移 不同的 IPv6遷移技術(shù)被使用，與業(yè)務(wù)重心、運營商基礎(chǔ)設(shè)施條件、技術(shù)儲備、競爭態(tài)勢等 因素有關(guān) 納什博弈論 在 IPv6遷移策略中并不適用 需要有破局者出現(xiàn)，運營商需要推動內(nèi)容提 供商和政府積極參與 IPv6遷移 基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)和業(yè)務(wù)系統(tǒng)的 IPV6遷移帶來的新 投資保護、 CAPEX、 用戶流失的壓力、內(nèi)容 平衡點 業(yè)務(wù)機會、用戶體 驗改善和競爭優(yōu)勢 提供商相對滯后 IPv6遷移的商業(yè)化策略選擇 Presentation_ID 2010 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. Cisco Confidential 6 IPv6遷移策略中需要兼顧的原則 遷移成本 對網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施的投資保護， 如何“少花錢，多辦事” 有限的 CAPEX 避免因引入 IPv6遷移，影響用 戶體驗而造成用戶流失 選擇有成功部署應(yīng)用的技術(shù)， 降低技術(shù)風(fēng)險 選擇產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化 較好的技術(shù) 選擇部署更加簡便的技術(shù) 技術(shù)復(fù)雜度 IPv6 實施遷移的業(yè)務(wù)選擇 重要且緊急的業(yè)務(wù) 運營商能夠主導(dǎo)的業(yè)務(wù) 能體現(xiàn)長久競爭優(yōu)勢的業(yè)務(wù) 立即行動 難以一蹴而就，制訂分階段的遷 移策略，解決不同階段的主、次 要矛盾 IPv4/v6將長期共存 遷移的時機 Presentation_ID 2010 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. Cisco Confidential 7 IPv6遷移的步驟和新興技術(shù) Presentation_ID 2010 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. Cisco Confidential IPv6 8 連接未來 CGv6 三部曲 思科運營商級的 IPV6遷移解決方案 Cisco Carrier-Grade IPv6 Solution(CGv6) 繁榮 Prosper 加速增長和創(chuàng)新，全面支持 IPv6 準(zhǔn)備 Prepare 準(zhǔn)備、開發(fā)和交付 IPv6服務(wù) 保值 Preserve 保護既有 IPv4投資和資產(chǎn) IPv4 現(xiàn)在 未來 Presentation_ID 2010 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. Cisco Confidential 9 啟動運營商 IPv6的遷移 建設(shè)運營商級的地址轉(zhuǎn)換和隧道傳送能力 保值 Preserve 通過引入私有 IPv4地址 +NAT44， 準(zhǔn)備 Prepare 提供 IPv4 / IPv6互通能力和應(yīng)用 保持 IP網(wǎng)絡(luò)的繼續(xù)發(fā)展 NAT46 /64 Address Family Translation Private IP NAT44 Translation IPv4 IPv4 IPv6 IPv6 IPv4 IPv6 6-over-4 / 4-over-6 Tunneling/L2TP / 6rd Presentation_ID 2010 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. Cisco Confidential 10 運營商 IPv6遷移 隧道技術(shù) IPv4/v6 tunnel IPv4 Tunnel 骨干網(wǎng) tunnel Softwires Tunnels /6PE/6VPE 家庭網(wǎng)關(guān)和 CPE發(fā) 起的 tunnel 6rd IPv6 IPv6 IPv4 IPv4 IPv6 IPv4 IPv4 IPv4 IPv6 Tunnel IPv6 4/6 AFBR 4/6 AFBR IPv6 IPv4 CPE 4/6 PE/AFBR 4/6 IPv6 CPE 4/6 MPLS/4-only DS-lites 保持端到端的 IP連通性 對中間網(wǎng)絡(luò)部分無影響，透 明傳送 僅需要端點支持隧道封裝 利用控制協(xié)議（ BGP）進(jìn)行路由通 告和 tunnel信令的建立 中間網(wǎng)絡(luò)支持 MPLS或者純 IP 端點 PE需要支持雙棧 支持 VPN應(yīng)用 適合接入網(wǎng)絡(luò) 要求家庭網(wǎng)關(guān)或者 CPE設(shè)備支持 無狀態(tài)、輕量級 tunnel 支持 anycast tunnel端保護 Presentation_ID 2010 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. Cisco Confidential 11 運營商 IPv6遷移 地址轉(zhuǎn)換技術(shù) AFT Location IPv6 Carrier Grade IPv4 Public IPv4 eNodeB SGW 3G/4G Mobililty PDN SP Core Internet Carrier CE IPv6 IPv6 IPv4 VPN Grade Remote IPv4-only VPN sites SP PE Windows 7 Direct Access Enterprise Corporate IPv4 Data Public IPv4 CPE/RG Sensor Networks 實現(xiàn)不同地址族之間的地 址轉(zhuǎn)換和連接 網(wǎng)絡(luò)中點的改造（ AFT路由器），其余部分可保持純 IPv4或 v6 存在挑戰(zhàn)： AFT對業(yè)務(wù)的影響 Internet Presentation_ID 2010 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. Cisco Confidential 12 運營商 IPv6遷移涉及的業(yè)務(wù)領(lǐng)域 3-Play家庭用戶 互聯(lián)對接和企業(yè)網(wǎng)絡(luò) Consumer Home Private IPv4 Dual-Stack PE Enterprise v6 IPv4 DS-Lite BRAS CMTS OLT VRF VRF Enterprise v4 & v6 IPv6 6rd CGV6 運營商 骨干網(wǎng) 雙棧 移動網(wǎng)絡(luò) IPv6 CGV6 /6PE/6VPE IPv4 Internet Dual-Stack 數(shù)據(jù)中心 IDC IPv4 SGW PGW AFBR IPv6 Service/Content Provider IPv4 IPv6 v6 Presentation_ID 2010 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. Cisco Confidential 13 中國運營商 IPv6遷移的策略建議 Presentation_ID 2010 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. Cisco Confidential 1530 14 3G移動互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)成為 IPv6的灘頭陣地 相比較寬帶互聯(lián)網(wǎng)，運營商對移動互聯(lián)網(wǎng)的掌控能力更強 （從終端定制、網(wǎng)絡(luò)建設(shè)以及內(nèi)容經(jīng)營） 3G 移動互聯(lián)網(wǎng)市場空間巨大，用戶發(fā)展速度快， 3G也將成 為運營商收入的主要來源， IPv6晚上不如早上 Carrier Grade NAT 在移動互聯(lián)網(wǎng)非常重要： IPv6 內(nèi)容不會一天就緒 新的移動互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用需要更多 TCP連接 NAT/AFT設(shè)備上限制 session將影響用戶體驗 Source: BDA report China 3G market forecast 2009 互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用 Google search/MAP Apple Itune Amazon Web NAT session per sub. TCP連接數(shù)需求 30-60 TCP 230-370 TCP 90 TCP 100 session at least 20 TCP sessions Presentation_ID 2010 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. Cisco Confidential IXC Yes Yes 15 IPv6對 3G移動互聯(lián)網(wǎng)的改造需求 Content providers 2G MS 3G MS NodeB Femto HNB RAN RNC SGSN Gn Ga (GTP) Core Network GRX Ga (GTP) Policy WAP Gn/Gp (GTP) GGSN Ga (GTP) DNS RADIUS QS DMZ DPI/FW IMS Core NAT Internet IPv6雙棧 Billing System Charging Gateway Roaming partners DHCP Signaling Data IPv4 單棧 網(wǎng)元 eNodeB RNC SGSN HLR/HSS GGSN Billing DPI, Quote Server WAP, Data Accelerator 需要升級具備的 IPv6能力 Radio layer. Can use IPv4 backhaul Iu-CS/Iu-PS can use IPv4 backhaul Initiate mobile APN query & authentication IPv6 capable IPv6 PDP, standards IPv6 features, prefix allocation Mediation and processing of IPv6 CDR Pre-paid implementation, IPv6 parsing & CDR capability IPv6 packet compressions, cache capability 是否需要升級 No No TBD Yes Yes TBD Firewalls DNS Presentation_ID IPv6 rules capability, performance IPv6 DNS capability 2010 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. Cisco Confidential Yes Yes PB/month 0 16 Presentation_ID 視頻業(yè)務(wù)具備 IPv6部署的必要性 20,000 單純的封閉型 IPTV業(yè)務(wù)不足以印證部署 IPv6的必要性（無法體 Internet Video to TV 現(xiàn)提供業(yè)務(wù)體驗的差異性） 三屏合一 的新型視頻服務(wù)，將是視頻業(yè)務(wù)向 IPv6遷移的最主 要動力 運營商啟動 IPv6遷移的時機依賴 三網(wǎng)融合 產(chǎn)業(yè)政策的落地 TV broadcast headend Backend System IRDs, H.264 encoders Satellite dishes 10,000 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 Internet Video to PC VoIP Video Communications Gaming P2P Web/Data IPv6雙棧 Terrestrial channels 2x GE Policy Entitlement Server Server Portal Server A servers (RTP+retry) D servers (ICC+retry) VoD servers (HTTP) Backend and interface servers Content Delivery System Mediaroom platformh 2010 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. Cisco Confidential 17 固網(wǎng)寬帶業(yè)務(wù) 利用地址翻譯 (AFT)和隧道技術(shù) (tunnel)來啟動 IPv6遷移 寬帶 IP網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)設(shè)施現(xiàn)狀 核心路由器和業(yè)務(wù)邊緣路由器： IPv6和雙棧能力較強 接入網(wǎng)絡(luò)部分，包括： BRAS、 DSLAM、 PON、 Switch、 RG和 STB， IPv6和雙棧能力較差 或根本不支持 固網(wǎng)寬帶業(yè)務(wù)在 IPv6遷移過程中面臨的主要矛盾 IPv4用戶地址短缺 主要的互聯(lián)網(wǎng)內(nèi)容仍然是以 IPv4為主 IPv6遷移的原則 中短期：通過網(wǎng)絡(luò)中點的投資（地址翻譯和隧道網(wǎng)關(guān)）避免網(wǎng)絡(luò)接入平面的升級改造，即發(fā) 展 IPv6用戶，又減少 CAPEX投入、保護用戶體驗；終端須先實現(xiàn)雙棧 長期目標(biāo)：終端、接入網(wǎng)、核心網(wǎng)和內(nèi)容的雙棧 Presentation_ID 2010 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. Cisco Confidential 低 中 18 固網(wǎng)寬帶業(yè)務(wù) IPv6遷移示意圖 IPv6 IPv6 BRAS NAT/AFT的網(wǎng)絡(luò)位置 IPv4私有地址 IPv4 為什么要建議放在網(wǎng)絡(luò)中高于 BRAS的位置？ IPv6 公有地址 家庭網(wǎng)關(guān) IPv6 BRAS/LAC NAT44/64 NAT44/64 考慮占城域網(wǎng)穿越流量主體的 P2P 業(yè)務(wù) IPv6 LNS Public PPPoE 撥號用戶 骨干網(wǎng) 雙?；?MPLS 雙棧 IPv4 Core Router 過渡方式 適用場景 工程難度 投資 成本 公有 IPv4地址 公有 IPv6地址 IPv4 專線客戶網(wǎng)關(guān) BRAS/ SR IPv4 NAT44/64 6RD BR Public IPv6 L2TP+NAT44 寬帶撥號用 戶 接入 BAS的 配置簡單且充分利用現(xiàn) 網(wǎng) BAS、 DSLAM、 SW 等設(shè)備，降低設(shè)備升級 費用； 配置簡單且充分利用現(xiàn) 低 IPv6 IPv6 專線或 IPoE用戶 IPv6 雙棧 /6PE/6VPE 6RD隧道方 式 +AFT IPv6 BRAS+AFT 專線用戶 / 非 PPPoE 用戶 寬帶撥號用 戶 網(wǎng) BAS、 DSLAM、 SW 等設(shè)備，降低設(shè)備升級 費用； 需要升級 BRAS具有雙 棧能力， DSLAM和 SW 設(shè)備保持不變 公有 IPv6地址 企業(yè)用戶 雙棧 +AFT 接入 SR的 專線用戶 設(shè)備需要大量升級或者 改造，適合于新建網(wǎng)絡(luò) 高 Presentation_ID 2010 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. Cisco Confidential 19 數(shù)據(jù)中心業(yè)務(wù)的 IPv6遷移 Dual-stack 雙棧 最佳技術(shù)選擇 性能、安全、 QoS、組播和網(wǎng)管 眾多的交換機產(chǎn)品支持 IPv6硬件轉(zhuǎn)發(fā) Hybrid 混合模式 盡量利用現(xiàn)有設(shè)備，在可能的地方使用雙棧，在 其它地方使用隧道 優(yōu)勢 盡量多的使用現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?劣勢 隧道技術(shù) (例如 ISATAP)會帶來網(wǎng)絡(luò)設(shè)計和管理的復(fù)雜性，隧道技 術(shù) (例如 ISATAP)不支持 IPv6組播 IPv6 Service Block IPv6服務(wù)區(qū) 建設(shè)一個全新的 IPv6網(wǎng)絡(luò)服務(wù)區(qū)， 臨時性提供和 IPv6網(wǎng)絡(luò)的連接 優(yōu)勢 獨立的、可控的、靈活的 IPv6部署。傳統(tǒng) IPv4網(wǎng)絡(luò)保持原樣。 劣勢 額外的設(shè)備投入成本，不能充復(fù)用現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)設(shè)計和構(gòu)架，用戶仍 然需要規(guī)劃遷移至純粹雙棧的構(gòu)架 需要重點