思科运营商IPv6迁移实践的建议

运营商 IPv6迁移实践的建议 Practice consideration for SP IPv6 transition 思科公司 运营商网络 架构师 王伯剑 Apr. 2010 2 议题 运营商 IPv6迁移的动力 IPv6迁移的步骤和关键技术 中国运营商 IPv6迁移策略建议 总结 Presentation_ID 2010 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. Cisco Confidential 3 运营商 IPv6迁移的动力 Presentation_ID 2010 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. Cisco Confidential early trials early trials 4 全球范围内运营商 IPv6实践 IPv6应用 : 视频、 VoIP、物联网 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 扩展并加强 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为主 early trials IPv6 enablement - IPv6 routing, PPPv6 Tunneling - 6rd early trials IPv6 enablement -IPv6 DOCSIS 3.0. -IPv4 user traffic -IPv4 & IPv6 APM provisioning 启 动 IPv6 NAT44 for data services (scalable throughput & session count) NAT44 for data services (scalable throughput & session count) 2009 2010 2011 2012 2013+ 固网运营商 2009 2010 2011 2012 2013+ 有线运营商 内容提供商 Presentation_ID 2010 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. Cisco Confidential 5 IPv6迁移策略的选择不仅仅是技术问题 最主要的动力来自于地址资源短缺的压力 不同运营商选择了不同的业务开始启动 IPv6迁移 不同的 IPv6迁移技术被使用，与业务重心、运营商基础设施条件、技术储备、竞争态势等 因素有关 纳什博弈论 在 IPv6迁移策略中并不适用 需要有破局者出现，运营商需要推动内容提 供商和政府积极参与 IPv6迁移 基础网络和业务系统的 IPV6迁移带来的新 投资保护、 CAPEX、 用户流失的压力、内容 平衡点 业务机会、用户体 验改善和竞争优势 提供商相对滞后 IPv6迁移的商业化策略选择 Presentation_ID 2010 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. Cisco Confidential 6 IPv6迁移策略中需要兼顾的原则 迁移成本 对网络基础设施的投资保护， 如何“少花钱，多办事” 有限的 CAPEX 避免因引入 IPv6迁移，影响用 户体验而造成用户流失 选择有成功部署应用的技术， 降低技术风险 选择产业链发展和技术标准化 较好的技术 选择部署更加简便的技术 技术复杂度 IPv6 实施迁移的业务选择 重要且紧急的业务 运营商能够主导的业务 能体现长久竞争优势的业务 立即行动 难以一蹴而就，制订分阶段的迁 移策略，解决不同阶段的主、次 要矛盾 IPv4/v6将长期共存 迁移的时机 Presentation_ID 2010 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. Cisco Confidential 7 IPv6迁移的步骤和新兴技术 Presentation_ID 2010 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. Cisco Confidential IPv6 8 连接未来 CGv6 三部曲 思科运营商级的 IPV6迁移解决方案 Cisco Carrier-Grade IPv6 Solution(CGv6) 繁荣 Prosper 加速增长和创新，全面支持 IPv6 准备 Prepare 准备、开发和交付 IPv6服务 保值 Preserve 保护既有 IPv4投资和资产 IPv4 现在 未来 Presentation_ID 2010 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. Cisco Confidential 9 启动运营商 IPv6的迁移 建设运营商级的地址转换和隧道传送能力 保值 Preserve 通过引入私有 IPv4地址 +NAT44， 准备 Prepare 提供 IPv4 / IPv6互通能力和应用 保持 IP网络的继续发展 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 运营商 IPv6迁移 隧道技术 IPv4/v6 tunnel IPv4 Tunnel 骨干网 tunnel Softwires Tunnels /6PE/6VPE 家庭网关和 CPE发 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连通性 对中间网络部分无影响，透 明传送 仅需要端点支持隧道封装 利用控制协议（ BGP）进行路由通 告和 tunnel信令的建立 中间网络支持 MPLS或者纯 IP 端点 PE需要支持双栈 支持 VPN应用 适合接入网络 要求家庭网关或者 CPE设备支持 无状态、轻量级 tunnel 支持 anycast tunnel端保护 Presentation_ID 2010 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. Cisco Confidential 11 运营商 IPv6迁移 地址转换技术 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 实现不同地址族之间的地 址转换和连接 网络中点的改造（ AFT路由器），其余部分可保持纯 IPv4或 v6 存在挑战： AFT对业务的影响 Internet Presentation_ID 2010 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. Cisco Confidential 12 运营商 IPv6迁移涉及的业务领域 3-Play家庭用户 互联对接和企业网络 Consumer Home Private IPv4 Dual-Stack PE Enterprise v6 IPv4 DS-Lite BRAS CMTS OLT VRF VRF Enterprise v4 & v6 IPv6 6rd CGV6 运营商 骨干网 双栈 移动网络 IPv6 CGV6 /6PE/6VPE IPv4 Internet Dual-Stack 数据中心 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 中国运营商 IPv6迁移的策略建议 Presentation_ID 2010 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. Cisco Confidential 1530 14 3G移动互联网应成为 IPv6的滩头阵地 相比较宽带互联网，运营商对移动互联网的掌控能力更强 （从终端定制、网络建设以及内容经营） 3G 移动互联网市场空间巨大，用户发展速度快， 3G也将成 为运营商收入的主要来源， IPv6晚上不如早上 Carrier Grade NAT 在移动互联网非常重要： IPv6 内容不会一天就绪 新的移动互联网应用需要更多 TCP连接 NAT/AFT设备上限制 session将影响用户体验 Source: BDA report China 3G market forecast 2009 互联网应用 Google search/MAP Apple Itune Amazon Web NAT session per sub. TCP连接数需求 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对 3G移动互联网的改造需求 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双栈 Billing System Charging Gateway Roaming partners DHCP Signaling Data IPv4 单栈 网元 eNodeB RNC SGSN HLR/HSS GGSN Billing DPI, Quote Server WAP, Data Accelerator 需要升级具备的 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 是否需要升级 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 视频业务具备 IPv6部署的必要性 20,000 单纯的封闭型 IPTV业务不足以印证部署 IPv6的必要性（无法体 Internet Video to TV 现提供业务体验的差异性） 三屏合一 的新型视频服务，将是视频业务向 IPv6迁移的最主 要动力 运营商启动 IPv6迁移的时机依赖 三网融合 产业政策的落地 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双栈 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 固网宽带业务 利用地址翻译 (AFT)和隧道技术 (tunnel)来启动 IPv6迁移 宽带 IP网络的基础设施现状 核心路由器和业务边缘路由器： IPv6和双栈能力较强 接入网络部分，包括： BRAS、 DSLAM、 PON、 Switch、 RG和 STB， IPv6和双栈能力较差 或根本不支持 固网宽带业务在 IPv6迁移过程中面临的主要矛盾 IPv4用户地址短缺 主要的互联网内容仍然是以 IPv4为主 IPv6迁移的原则 中短期：通过网络中点的投资（地址翻译和隧道网关）避免网络接入平面的升级改造，即发 展 IPv6用户，又减少 CAPEX投入、保护用户体验；终端须先实现双栈 长期目标：终端、接入网、核心网和内容的双栈 Presentation_ID 2010 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. Cisco Confidential 低 中 18 固网宽带业务 IPv6迁移示意图 IPv6 IPv6 BRAS NAT/AFT的网络位置 IPv4私有地址 IPv4 为什么要建议放在网络中高于 BRAS的位置？ IPv6 公有地址 家庭网关 IPv6 BRAS/LAC NAT44/64 NAT44/64 考虑占城域网穿越流量主体的 P2P 业务 IPv6 LNS Public PPPoE 拨号用户 骨干网 双栈或 MPLS 双栈 IPv4 Core Router 过渡方式 适用场景 工程难度 投资 成本 公有 IPv4地址 公有 IPv6地址 IPv4 专线客户网关 BRAS/ SR IPv4 NAT44/64 6RD BR Public IPv6 L2TP+NAT44 宽带拨号用 户 接入 BAS的 配置简单且充分利用现 网 BAS、 DSLAM、 SW 等设备，降低设备升级 费用； 配置简单且充分利用现 低 IPv6 IPv6 专线或 IPoE用户 IPv6 双栈 /6PE/6VPE 6RD隧道方 式 +AFT IPv6 BRAS+AFT 专线用户 / 非 PPPoE 用户 宽带拨号用 户 网 BAS、 DSLAM、 SW 等设备，降低设备升级 费用； 需要升级 BRAS具有双 栈能力， DSLAM和 SW 设备保持不变 公有 IPv6地址 企业用户 双栈 +AFT 接入 SR的 专线用户 设备需要大量升级或者 改造，适合于新建网络 高 Presentation_ID 2010 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. Cisco Confidential 19 数据中心业务的 IPv6迁移 Dual-stack 双栈 最佳技术选择 性能、安全、 QoS、组播和网管 众多的交换机产品支持 IPv6硬件转发 Hybrid 混合模式 尽量利用现有设备，在可能的地方使用双栈，在 其它地方使用隧道 优势 尽量多的使用现有的网络设备和现有网络拓扑 劣势 隧道技术 (例如 ISATAP)会带来网络设计和管理的复杂性，隧道技 术 (例如 ISATAP)不支持 IPv6组播 IPv6 Service Block IPv6服务区 建设一个全新的 IPv6网络服务区， 临时性提供和 IPv6网络的连接 优势 独立的、可控的、灵活的 IPv6部署。传统 IPv4网络保持原样。 劣势 额外的设备投入成本，不能充复用现有网络设计和构架，用户仍 然需要规划迁移至纯粹双栈的构架 需要重点