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關注!IPv6使網(wǎng)絡“扁平化”成為可能

2013年4月7日 16:19  中關村在線  

    本文所提出的是一個開放性,具有探索意義的話題。主要從IPv6協(xié)議技術的角度切入,思考在這種協(xié)議體系下,所構建的IPv6網(wǎng)絡的架構特征。

    眾所周知,在實際運營IPv4網(wǎng)絡過程中,發(fā)現(xiàn)Pv4存在先天不足。這些問題包括,IP地址容量受限、無源地址認證導致IP地址偽裝,三角路由導致移動性能差,安全性不好,配置復雜,路由表膨脹,端到端的業(yè)務模式缺少等問題。

    IETF在制定IPv6標準的過程中,充分考慮這些問題,并在協(xié)議規(guī)范中解決這些問題。

    地址容量擴大。地址編碼由32bit編碼,擴容為128bit編碼,這樣地址空間就擴大了43億倍。

    擴展支持組播和任意播地址,這使得數(shù)據(jù)包可以發(fā)送給任何一個或一組節(jié)點。

    即插即用的無狀態(tài)地址協(xié)議。大容量的地址空間能夠真正的實現(xiàn)無狀態(tài)地址自動配置,使IPv6終端能夠快速連接到網(wǎng)絡上,無需人工配置,實現(xiàn)了真正的即插即用。

    引入流標簽。也就是在IPv6協(xié)議頭中,增加了20bit的流標簽,從而使基于IPv6技術網(wǎng)絡層具備了可以實現(xiàn)端到端流標記區(qū)分能力,從而使流管理細粒度化具備了理論基礎。

    IPv4技術一直是采用best-effort的傳送能力,有了流標記,就能夠實現(xiàn)差分服務。

    報頭格式大大簡化。從而有效減少路由器或交換機對報頭的處理開銷,這對設計硬件報頭處理的路由器或交換機十分有利,從而使得IPv6網(wǎng)絡的網(wǎng)速大幅提高在理論上既可得到保證。

    IPv6的報文分片技術只在端到端的主機之間進行。路由器不再參與分片和重組,因此對路由器緩沖區(qū)的需求量將極大的降低,從而在在理論上會對網(wǎng)速提高有質的改變。

    IPv6增加了增強的組播能力。并且在局域網(wǎng)內取代了廣播,在全網(wǎng)絡中通過組播能力,可以非常有效的支持廣播類流量服務,這使得在廣域網(wǎng)絡中類似服務發(fā)現(xiàn)機制。

    事實上,IPv6并非是IPv4簡單升級,或者更確切的說,IPv6不是IPv4技術的兼容升級,而是IPv4的替代品。因此,對于基于IPv6技術下的網(wǎng)絡體系需要重新認識。

    從硬件體系架構上看,IPv6網(wǎng)絡是層次化的路由體系,從接入路由器到匯聚路由器,甚至到核心路由器,網(wǎng)絡路由層級匯聚。越靠近核心,路由表聚合越強。層次化的網(wǎng)絡體系架構才能形成路由聚合,大幅提升削減路由表,路由轉發(fā)效率才會提高,硬件投資才會更有效。這對于現(xiàn)有的維護基礎設施的運營商而言,是有利的,他么可以在現(xiàn)有的層次體系下升級或者更新硬件即可。但是,在過渡過程中,需要有意思的控制,NAT路由設備的持續(xù)建設。

    從業(yè)務邏輯上看,IPv6網(wǎng)絡體系是扁平化的。IPv6提供了充裕的IPv6地址,用戶不再應為缺少IP地址而隱藏在私網(wǎng)下,與其他用戶共用IP地址。在IPv4網(wǎng)絡環(huán)境下,由于NAT的存在,使得IP網(wǎng)的通信只能保證通信的端到端的可達性。在IPv6網(wǎng)絡環(huán)境下,每個用戶都可能擁有IPv6地址,從而可以實現(xiàn)“服務可達”,不再是經(jīng)由NAT路由實現(xiàn)的端到端的C/S通信,而是端到端的對等通信。因此,基于IPv6協(xié)議下的對等可靠服務的網(wǎng)絡體系架構是有理論依據(jù)的。但是,網(wǎng)絡中的節(jié)點間要實現(xiàn)真正的對等通信,在信息不對稱的情況下是不可能的,因此我們認為網(wǎng)絡是“扁平”的,因此需要更多“權威”的存在。這對現(xiàn)有的互聯(lián)網(wǎng)架構會有沖擊。

    面對未來網(wǎng)絡架構的扁平化,現(xiàn)有的過渡技術在構建的整個過程中,需要充分考慮網(wǎng)絡建設的硬件可重用性,而不是快速部署?焖俨渴饝鉀Q用戶訪問IPv6資源的可達性,充分讓用戶體驗到IPv6網(wǎng)絡扁平化架構下的服務便捷。但是,過渡技術的選擇需要謹慎,這是接入服務商需要認真考慮的問題。另一方面,IPv6網(wǎng)絡扁平化的架構,也就對構建新的基于IPv6網(wǎng)絡的服務體系提出了要求。怎樣充分深度挖掘IPv6協(xié)議的技術要素,構建IPv6應用服務體系,是一個非常值得研究的課題。CNNIC的6Pilot平臺正在積極開展適應IPv6扁平化架構的應用體系研究,構造快速接入IPv6資源的平臺及服務,以及新應用的探索。

編 輯:劉妍
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