IPv6 网络布局[1]..

1、IPv6 网络布局的新考虑点由于IPv6与IPv4互不兼容, 大多数专家都认为 IPv6与IPv4 网络将会在相当长的一段期间内共存。 在设计IPv6 网络时, 其中一项重要的决定是IPv6网的深度与广度。 理论上, IPv6网越向客户端靠近, 成本越高。 如何决定一个具成本效益的深度与广度, 并不是一个容易以简单公式可以划定界线的问题。 基本逻辑是: l 多付出的费用会带来甚么好处?l 这些好处是否合乎预期的投资回报时间段内的迫切需要?l 费用是多少? 会否超出预算?IT几乎可以说是世界上变化最快的行业。 老的金科玉律不断被新的发展所打破。 要比较好地回答上述三个必答题, 必须经常在新的形势

2、下作出新的反思及新的判断。 本文尝试整理了一些较新的材料, 供有关决策人参考。 希望对读者的工作有所帮助。1. 2008年互联网上的形势:众所周知, 每一个存在于互联网上的实体必需具有一个全球唯一的一个IP地址。 这个地址虽然是可以“共享” (即当使用该地址的实体暂时不使用时, 可以被其它实体“暂借”), 但是, “共享”并不影响IP地址的唯一性及总数目的有限性。 过去一直沿用的地址模式(指第四代IP) 是以32个2进制数字组成。 一般表示成XXXXXXXXXXXX。 。数学上, 可以有232 种不同组合, 即42.9亿个不同的IP地址。 实际上可供网民使用的互联网址是不到37亿个。 据联合国

3、人口基金会的世界人口状况报告统计显示, 2008年初, 世界人口估计是大约66亿。 即目前只能容纳全球56%以下人口 “同时”上网。 当中未扣除网站及大量网上设备所固定占用的互联网IP地址。 根据Internet World Stats 2007年12月统计, 网民占人口比例超过56%的国家及地区如附表。 虽然, 中东及非洲等地区目前网民占人口的比例仍然不高, 但是, 发展速度居世界之首。 由2000年至2007年网民人数分别是增长了920%及882%。北美网民/人口比欧洲网民/人口比United States71%Norway88%Greenland67%Netherlands88%Cana

4、da66%Iceland85%Bermuda64%Sweden77%Portugal73%亚洲网民/人口比Faroe Islands72%Korea, South71%Luxembourg71%Hong Kong70%Switzerland69%Japan69%Denmark69%Taiwan67%United Kingdom66%Malaysia60%Germany65%Liechtenstein64%Finland63%Slovenia62%Monaco61%Estonia58%Italy57%Austria57%Spain57%有专家在2007年底预测, 全球IPv4 地址将于大概1,2

5、00日内耗尽。 考虑到实时视信广播, 视像会议, 实时遥距控制等应用都必须要在使用时段内占有不可共享的IP地址, 随着可供共享的IP地址减少, 共享的轮候时间会越长。 将来, IPv4轮候共享的IP地址所需的时间, 是否仍可以维持在一个可接受的范围内, 与IPv6网络的建设速度和普及程度有关。 2. IPv6带出的新境像IPv6 与IPv4有以下主要分别:a. 网址数量不同:第六代IP 是以128个2进制数字组成。 数学上, 可以有2128 种不同组合, 即340 sextillion个不同的IP地址。 (等于340后加36个零)。c. 地址所包含的信息内容不同IPv4地址只包含用户及用户从何

6、获得地址的讯息。 IPv6地址包含了用户目前接入接点(SLA ID), 其上层(NLA)及顶层(TLA)聚集体的ID号。 这使用户可以很轻松地由一个接入节点漫游至另一接入节点, 甚至由一个地区漫游至另一地区。 当漫游或移动通讯时, 网络会通过接入节点自动更改相应的ID号, 而无需干扰用户的持续通讯。IPv6地址包含地址前缀(FP), 用于区别不同的地址类型。 IPv6定义了三种不同的地址类型。分别为单点传送地址(Unicast Address)，多点传送地址（Multicast Address）和任意点传送地址（Anycast Address）。 有利于实现网络广播。d. 通讯协议不同在IPv

7、6通讯协议中重新命名及定义了三个控制字段：长度(Length)、服务类型(Service Type)、生存时间(Time to Live), 并新增加了两个字段：优先级(Priority)和流标识(Flow Label)。亦取销了一些IPv4中的控制字段。 由以上的差异带出以下的好处:a. 移动连接由于IPv6地址分立地包含了用户各层接点及聚集体的ID号。 这使用户可以很轻松地实现移动连接。 当漫游或移动通讯时, 不会因跨越发射站而受到干扰。b. 基于服务级别的新计费系统由于IPv6报头中新增加了字段“业务级别”和“流标记”。 IPv6能不同业务提供不同水平的服务。这主要在传输过程中，中间的各

8、节点就可以识别和分开处理任何IP地址流。将来它会用于基于服务级别的新计费系统。c. 服务流类别“业务级别”和“流标记” 其目的是允许发送业务流的源节点和转发业务流的路由器在数据包上加上标记，并进行除默认处理之外的不同处理。一般来说，在所选择的链路上，可以根据开销、带宽、延时或其它特性对数据包进行特殊的处理。d. 服务质量(QoS)基于IPv4的Internet在设计之初，只有一种简单的服务质量，即采用“尽最大努力”（Best effort）传输，从原理上讲服务质量QoS是无保证的。文本传输，静态图像等传输对QoS并无要求。随着IP网上多媒体业务增加，如IP电话、VoD、电视会议等实时应用，对传

9、输延时和延时抖动均有严格的要求。e. 安全特性IPv6 内置 IPsec (IP Security Protocol)保密, 标配有加密及身份核实认证。 不单保障了你的网上私隐, 而且为电子商务, 电子理财服务提供了重要的发展基础。f. 易于管理IPv6上可实现自动配置(auto configuration)。 现在, 在IPv6网络上插入具自动配置功能的产品, 会好像USB产品一样轻松地即插即用(Plug & Play)。 设备更易于管理。g. 点对点 在IPv6中, 点对点的应用程序会运行得更快更好及占用更少频宽 比开发IPv4的点对点应用程序, 便宜80%及更短的开发周期。3.

10、IPv6 网络当前的发展状况:世界各先进国家都在积极地建设IPv6 网。 美国在2002年已经起步, 2005到2007是共存期。 美国联邦政府规定所有政府部门必需在2008年6月在骨干网络上要使用IPv6。 并且规定所有供货商必须提供可支持IPv6的产品。其它国家的政府对IPv6网的建设, 都有不同程度的参与, 并按照国情制定上不同的时间表。我国对IPv6网的建设非常重视, 由于他是国家进步和社会发展的重要基础设施，认为抓住互联网发展的战略转折机会，掌握互联网核心技术具有重大战略意义。 可使我国在新一代互联网发展中处于有利地位，推动整个信息产业的大发展，增强综合国力和可持续发展能力。2001

11、年11月，杨嘉墀等57名院士致信国务院领导，提出建设我国第二代互联网的学术性高速主干网。国务院领导对此作了重要批示。 2003年8月，国务院批复同意国家发改委等八部委“关于推动我国下一代互联网发展有关工作的请示”， 同意投入了14亿元的经费, 正式启动“中国下一代互联网示范工程CNGI”, 在全国各地合共建立39个核心节点。 到04年3月, CNGI不单联通了国内各大主要城市, 而且还接通了美国的Internet II, 欧洲的Ceant II 及亚太的APAN。 中国教育和科研计算机网, 网络中心在2004年9月的报告中指出: 21世纪初互联网将引发20万亿美元的大市场 信息技术的下一波大浪

12、潮将在20042005年度出现，并造就2005-2020十五年的黄金时代，互联网将从2000年的1万亿美元成长为一个20万亿美元的大市场。 未来社会的竞争是人才的竞争 消除数字鸿沟是当务之急，互联网将发挥主要作用。 未来战争将从“平台中心战”转为“网络中心战” 未来的信息产业将面向网络的应用、服务和产品 用于网络计算的芯片、计算机、服务器，基于网络的系统软件、中间件、路由器，以及各类应用和服务将是产业发展重点。 抓住互联网发展的战略转折机会 可使我国在下一代互联网发展中处于有利地位，增强综合国力和可持续发展能力。目前, 不少大学已经在某个范围内开通了IPv6网, 一批又一批的大学正在组建, 或

13、策划组建中。 4. 迈向IPv6的阻障既然IPv6有那么多先进之处, 为什么我们不马上一步跳入纯IPv6的世界? 既然IPv6网已经在全国主要城市范围内开通了, 为什么我们还未感受到IPv6春天那个繁花似锦的世界? 在06年, Linux, IBM AIX Unix, HP UX11i 都先后支持了IPv6。 微软相继在07年及08年推出了支持IPv6的WIN VISTA 及WIN Server 2008。 新版的OFFICE将会也支持IPv6。既然万事俱备, 我们还欠那一阵东风? 一般网民要等多久才可以享受上面所描述过的IPv6好处?IPv6 吸引人之处, 在于其与IPv4的差别。 令人不得

14、不三思之处, 亦同样是这些差别。 为了支持新一代的应用需求, IPv6 不得不放弃与IPv4的兼容性。 不单是地址长度, 地址的含意及地址的分配方法上不兼容, 而且通讯协议也不兼容。 这使得大量现时正在使用的网络设备, 在IPv6网上都不能使用。 这些设备可能包括有网络打印机, 高速扫描仪, 网络磁盘阵列, 以致昂贵的网络视像会议器材。 要更换这些网络设备, 不单是耗费庞大, 而且是可供采购的选择不多。 截至2008年4月, 已经获得IPv6Ready 认证的产品, 只有159项。 当中约有1/3的产品是路由器。 其余的2/3中有各式各样的产品, 也包含了软件及操作系统。(注: 佳能在2007

15、年认证了一个的打印控制器。 同一个打印控制器可以应用在很多不同型号的佳能打印机上。 所以已获IPv6Ready 认证的产品数目, 与实际在市场上可购买得到的产品数目之间没有必然的数学关系。)5. IPv6 网络当前的主流方案:由于种种的条件因素, 目前组建的IPv6 网主要在主干上。 通过双栈及隧道的技术, 使用户在IPv4的分网上可以查询IPv6网上的信息, 以及利用现有的IPv4网络连通各IPv6的主机。 信息产业部电信研究院通信标准研究所, 曹蓟光博士对这两种方法有以下的论述:IPv4IPv6(1)双协议栈(DualStack)采用该技术的节点上同时运行IPv4和IPv6两套协议栈。这是

16、使IPv6节点保持与纯IPv4节点兼容最直接的方式。针对的对象是通信端节点（包括主机、路由器）。这种方式对IPv4和IPv6提供了完全的兼容，但是对于IP地址耗尽的问题却没有任何帮助。由于需要双路由基础设施，这种方式反而增加了网络的复杂度。(2) 隧道或包含的方法隧道技术巧妙地利用了现有的IPv4网络，它的意义在于提供了一种使IPv6的节点之间能够在过渡期间通信的方法，但它并不能解决IPv6节点与IPv4节点之间相互通信的问题。可见, 目前大多数方案, 是考虑了目前的种种条件因素之下, 为目前的IPv4网络用户提供IPv6网络查询及为必需的设备提供IPv6网联通所使用的。 他带有以下的局限性:

17、a. 对于IP地址耗尽的问题没有任何帮助。b. 在网络中仍保留的IPv4部份, 没法享受IPv6的好处。 例如: 移动连接, 基于服务级别的新计费系统, 服务流按类别处理, 服务质量保证等。c. 在IPv4终端查询在IPv6内受到 IPsec (IP Security Protocol)保密的内容时, 要注意会否存在保密漏洞。 d. 视像会议时, 频宽及耗用IP都会倍增。 双栈路由器有可能会成为樽颈。6. 未来的发展方向:IPv6是一个无容置疑的标准。 目前的IPv6主干最终必需向终端扩展才能发辉最大的效益。 在未来3至5年内, 随着IPv6的普及, 各种新的技术, 新的设备将会不断涌现, IPv6的网络产品因逐渐成为厂家的主力战场, 价格将会逐步变得大众化。 向IPv6过度的步伐将会越走越快。 清华同方,中兴通讯, H3C等公司近年推出了多款国产的双栈路由器及其它IP v6产品, 使IP v6组网成本得以改善。 IPv6的普及化提供了很大的帮助。2007年底, SILEX公司开发出一款 IP v4/IP v6转换器SX-2600CV, 外型与价格都与国外的打印服务器接近。 可以提供地址与协议的转换。 包括有TCP: telnet(#23), http(#80), LPR(#515), IPP(#631), RAW mode print(#9100), FTP-Se