從技術角度看IPv6與IPv4不能兼容,并且IPv6中一些新概念會改變當前寬帶網絡的運作模式,例如:IPv6的尋址方式的取消,包括單播LLA(鏈路本地地址)、GUA(全球單播地址)和ULA(本地唯一地址),組播尋址,廣播尋址;IPv6報頭也發生了變化,體現在下一個報頭等方面;對于SLAAC,無狀態地址自動配置,不需要使用DHCP Server;缺省路由器支持使用路由器通告(RA);對DHCP PD,通過DHCP的前綴委派為家庭網絡分配前綴地址;并且鄰居發現(ND),MLD(組播偵聽發現)等通過ICMP支持。
新改變在展現優勢的同時,也對IPv6在住宅用戶網絡部署方面產生了影響,并且運營商采用的網絡設計不同,引入IPv6所帶來的影響也不同。
PPPoE網絡:匯聚網元無影響
在寬帶論壇的TR-187中明確定義了如何在使用PPPoE的電信網絡環境中支持IPv6。在PPPoE/L2TP網絡中引入IPv6不會對接入和匯聚網元產生任何影響。IPv6 PPP會話認證方式與IPv4一樣使用PAP/CHAP或option82,并且IPv4和IPv6會話的認證可以在同一個認證階段進行。由于PPPoX IPv6CP只定義鏈路本地地址,全球IPv6地址通常由DHCP或SLAAC分配。
在使用IPv6路由型家庭網關的情況下,家庭網關和BNG/BRAS之間需要下列機制確保IPv6連接。
PPPoE IPv6CP將用于鏈路本地地址分配(LLA)。
DHCPv6的前綴委派(IA - PD)用于獲取局域網地址前綴。
無狀態DHCPv6用于獲取其他配置參數。
當部署numbered RG模型時,有狀態的DHCPv6(IA-NA)用于獲取家庭網關的IPv6地址,而部署unnumbered RG模型時,則不是必需。
使用路由器通告分配默認網關。
另一種用于提供IPv6 PPPoE連接的方法是使用橋接型家庭網關(目前聯通應用最廣的家庭網關類型),也稱為主機模型。為確保在這個模型下的IPv6連接,在終端設備(通常是個人電腦)和BNG/BRAS之間需要執行下列機制。
PPPoE IPv6CP用于鏈路本地地址分配(LLA)。
SLAAC用于為主機獲得全球單播IPv6地址。
無狀態DHCP用于獲取其他的配置參數。
使用路由器通告分配默認網關。
在提供PPPoE業務時,無論是采用N:1 VLAN結構或1:1 VLAN結構對于部署IPv6或IPv4沒有區別。在采用PPPoE的寬帶網絡中引入IPv6只對BNG和CPE/RG產生影響,對CPE/RG具體影響取決于家庭網絡使用橋接模式還是路由模式。采用RADIUS進行認證/計費/COA時,還需要RADIUS支持一些新的屬性。
VLAN模型決定IPoE網絡影響
在寬帶論壇的TR-177中詳細定義了在電信網絡中如何支持IPv6 IPoE。在中國聯通,IPoE尚未普遍使用,因此,這里較為簡單地描述一下引入IPv6 IPoE對網絡的影響。影響主要取決于部署的VLAN模型是1:1模型還是N:1模型,以及家庭網絡選擇橋接型還是路由型。
使用IPv6路由型家庭網關部署DHCPv6,在家庭網關和BNG/BRAS之間需要執行下列機制以確保IPv6連接。
DHCPv6的前綴委派(IA-PD):為家庭網關分配唯一的IPv6前綴在家庭網絡中使用。
如果使用numbered RG模型,為家庭網關分配DHCPv6廣域網地址。
從BNG收到有效路由器通告后,設定BNG鏈路本地地址作為下一跳缺省路由。
當部署橋接家庭網關模型來支持IPv6 IPoE時,對網絡的影響取決于是采用DHCP還是SLAAC為終端設備分配地址。
采用DHCP時,橋接型家庭網關IPoE模型與路由型模型的主要區別是只對主機分配一個IA地址而不需要DHCP PD地址。特別要注意的是,要確保家庭網絡中的IPv6設備之間的通信在本地完成的,不通過BNG。
而采用SLAAC則會帶來一系列新的問題。如線路標識、重復地址檢測(DAD)消息的發送等。這些問題需要BNG/接入設備增加額外的功能來解決。因為這些問題仍在IETF討論,目前也很少有BNG/接入設備支持,在此就不詳述了。
移動網絡中UE、GGSN/PGW為主要網元
移動網絡中的IPv6連接場景在3GPP R7/R8等規范中已經得到了清楚的體現。建立IPv6連接所涉及的主要網元是UE和GGSN/PGW,在GSM、WCDMA網絡中提供IPv6連接,在UE和GGSN/PGW之間需運行下列機制。
SLAAC(路由器請求/路由器通告)使用/64地址提供IPv6連接。
在創建的PDP響應內PCO選項中提供DNS信息。
從GGSN/PGW收到有效路由器通告后,設定GGSN/PGW的鏈路本地地址作為下一跳缺省路由。
3GPP從R8開始定義了一種機制,在單一的PDP/Bearer Context上使用PDP type (IPv4IPv6)同時分配IPv4和IPv6地址。有了這一機制,引入IPv6時不需要額外創建PDP Context。然而,在R8之前,每種PDN類型(IPv4和IPv6)都需要一個PDP Context,這將降低GGSN的可擴展性。
在解決IPv4公網地址耗盡問題和逐步引入IPv6的過程中存在很多可能性及實際部署的問題。阿爾卡特朗訊使用ISOCORE第三方獨立實驗室對各種IPv6部署場景下的部署細節進行驗證,并通過細致的技術驗證工作幫助中國聯通從IPv4向IPv6遷移的過程中做出正確的選擇,從技術和業務上解決多種緯度問題。