2020年12月22-23日，在南京舉辦的2020全球網(wǎng)絡(luò)技術(shù)（GNTC）大會(huì)上，中國(guó)電信、阿里巴巴、中國(guó)信息通信研究院和下一代互聯(lián)網(wǎng)工程中心聯(lián)合在會(huì)場(chǎng)搭建了“5G SA + IPv6 Only”測(cè)試驗(yàn)證項(xiàng)目展臺(tái)，首次對(duì)外公開(kāi)展示了基于純IPv6技術(shù)的5G SA組網(wǎng)試驗(yàn)成果，為未來(lái)的多場(chǎng)景、多域的純IPv6網(wǎng)絡(luò)的商用設(shè)立標(biāo)桿，助力運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)絡(luò)和互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)全面從雙棧向純IPv6的演進(jìn)。 1、背景介紹 “5G SA + IPv6 Only”僅采用IPv6地址實(shí)現(xiàn)設(shè)備互聯(lián)和終端編址，其首要目標(biāo)是：在基本不使用IPv4協(xié)議棧的情況下，滿足5G SA網(wǎng)絡(luò)的各種新特性的運(yùn)行要求，并支持對(duì)應(yīng)用的端到端IPv6訪問(wèn)。其難點(diǎn)是：采用純IPv6技術(shù)支持用戶訪問(wèn)IPv6業(yè)務(wù)和現(xiàn)存IPv4業(yè)務(wù)，并確保網(wǎng)絡(luò)的正常運(yùn)行和用戶體驗(yàn)不降低。從2019年底開(kāi)始，中國(guó)電信成立了包括集團(tuán)總部、研究院、江蘇分公司、四川分公司相關(guān)人員在內(nèi)的項(xiàng)目組，在沒(méi)有國(guó)內(nèi)外先例的情況下，中國(guó)電信先行先試，創(chuàng)新性地制定了基于純IPv6技術(shù)的5G SA網(wǎng)絡(luò)整體組網(wǎng)方案，并在江蘇、四川兩地啟動(dòng)了現(xiàn)網(wǎng)試驗(yàn)。經(jīng)過(guò)一年多的努力，試驗(yàn)效果達(dá)到預(yù)期目標(biāo)，這是全球首個(gè)基于純IPv6的5G SA網(wǎng)絡(luò)案例，中國(guó)電信也成為全球首個(gè)進(jìn)行“5G SA+ IPv6 Only”現(xiàn)網(wǎng)試驗(yàn)的運(yùn)營(yíng)商。在應(yīng)用IPv6改造方面，阿里巴巴2019年就提出了IPv6全功能改造目標(biāo)，即在IPv6-only環(huán)境下也能夠保障全功能的端到端應(yīng)用服務(wù)的性能和可用性。中國(guó)電信的“5G SA+ IPv6 Only”現(xiàn)網(wǎng)試驗(yàn)為支持IPv6的應(yīng)用提供了一個(gè)絕佳的“練兵場(chǎng)”。在應(yīng)用IPv6支持度測(cè)試方面，中國(guó)信息通信研究院和下一代互聯(lián)網(wǎng)國(guó)家工程中心聯(lián)合制訂了測(cè)試規(guī)范并搭建測(cè)試環(huán)境，分別在Native IPv6和 DNS64+NAT64 網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下對(duì)APP IPv6支持度進(jìn)行全面評(píng)測(cè)。 2、技術(shù)方案簡(jiǎn)介 制定基于純IPv6技術(shù)的5G SA網(wǎng)絡(luò)整體組網(wǎng)方案，需要綜合考慮5G網(wǎng)絡(luò)中的漫游、補(bǔ)充業(yè)務(wù)配置及與其他網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)相兼容等各種因素，并盡量采用國(guó)際上成熟的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。整個(gè)方案分為用戶面、控制面和承載面三個(gè)部分：用戶面是與用戶傳輸相關(guān)的層面，它直接面向用戶終端并直接為用戶提供接入服務(wù)。用戶面考慮在終端只分配IPv6地址的情況下，同時(shí)保證IPv4和IPv6數(shù)據(jù)包在純IPv6網(wǎng)絡(luò)中正常轉(zhuǎn)發(fā)。為解決IPv4數(shù)據(jù)包在IPv6網(wǎng)絡(luò)中的轉(zhuǎn)發(fā)，引入國(guó)際主流標(biāo)準(zhǔn)464XLAT（RFC6877）的雙重翻譯技術(shù)，終端側(cè)部署CLAT功能，主要將入口IPv4數(shù)據(jù)包翻譯為IPv6數(shù)據(jù)包；網(wǎng)絡(luò)側(cè)部署DNS64和PLAT功能（即NAT64）在出口將IPv6數(shù)據(jù)包翻譯成IPv4數(shù)據(jù)包，從而實(shí)現(xiàn)純IPv6終端對(duì)于IPv6和現(xiàn)存IPv4業(yè)務(wù)的訪問(wèn)。由于給移動(dòng)終端只分配IPv6地址，因此很好地解決了由于IPv4地址嚴(yán)重不足導(dǎo)致的編址難題。控制面是指核心網(wǎng)設(shè)備之間的互連并且進(jìn)行核心網(wǎng)協(xié)議交互的層面，考慮到對(duì)原有系統(tǒng)的兼容，新系統(tǒng)的易部署性，本方案在核心網(wǎng)內(nèi)部網(wǎng)元接口只配置IPv6協(xié)議，但在對(duì)外的互聯(lián)接口上仍配置IPv4/IPv6雙棧，以滿足新老系統(tǒng)之間協(xié)議的正常交互。承載面是指城域網(wǎng)、骨干網(wǎng)等用于承載用戶面和控制面的網(wǎng)絡(luò)，本次方案中的承載網(wǎng)采用6VPE技術(shù)來(lái)承載用戶面和控制面的IPv6流量。 3、測(cè)試情況 項(xiàng)目組在基于純IPv6的5G SA網(wǎng)絡(luò)上進(jìn)行了對(duì)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、終端、APP業(yè)務(wù)、用戶體驗(yàn)等多方面的測(cè)試，測(cè)試結(jié)果表明了基于純IPv6的5G SA網(wǎng)絡(luò)具有可行性，未發(fā)現(xiàn)純IPv6引入所帶來(lái)的ALG等問(wèn)題。對(duì)終端的測(cè)試表明：市場(chǎng)上所有上市的安卓和IOS操作系統(tǒng)的主流5G終端支持純IPv6功能在客戶端的CLAT功能，并且可以在5G SA環(huán)境下良好運(yùn)行。在業(yè)務(wù)測(cè)試方面，包括TOP 100在內(nèi)的200多種APP全部正常運(yùn)行，當(dāng)然5G本身的基本業(yè)務(wù)如語(yǔ)音，短信等業(yè)務(wù)也正常。在中國(guó)電信的基于純IPv6的5G SA網(wǎng)絡(luò)環(huán)境具備后，阿里巴巴、中國(guó)信息通信研究院和下一代互聯(lián)網(wǎng)工程中心聯(lián)合測(cè)試了典型互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)的運(yùn)行情況。測(cè)試表明，包括高德地圖、釘釘在內(nèi)的十幾款阿里APP均支持純IPv6。 在測(cè)試中也發(fā)現(xiàn)了有一些需要產(chǎn)業(yè)界提升改進(jìn)的地方。如前所述，464XLAT采用了NAT64轉(zhuǎn)換來(lái)實(shí)現(xiàn)純IPv6終端訪問(wèn)現(xiàn)存的IPv4業(yè)務(wù)，項(xiàng)目組對(duì)現(xiàn)有的主流NAT64設(shè)備做了功能和性能測(cè)試，發(fā)現(xiàn)NAT64的基本功能具備但是性能與NAT44相比較低，因此建議隨著后續(xù)網(wǎng)絡(luò)的演進(jìn)和NAT64設(shè)備的商用，需廠商進(jìn)一步提升設(shè)備的性能。NAT64轉(zhuǎn)換較適用于IPv4流量占比較少的情況，因此現(xiàn)階段仍需更大力度的推進(jìn)業(yè)務(wù)的遷移，提升端-網(wǎng)-云-應(yīng)用的端到端純IPv6能力，這樣降低對(duì)NAT64設(shè)備的依賴(lài)性，并使得更多業(yè)務(wù)享受先進(jìn)的IPv6技術(shù)帶來(lái)的各項(xiàng)優(yōu)勢(shì)和服務(wù)。 4、GNTC大會(huì)現(xiàn)場(chǎng)聯(lián)合展示 在2020年度GNTC大會(huì)的展臺(tái)區(qū)，項(xiàng)目組聯(lián)合搭建了純IPv6環(huán)境并展示了現(xiàn)網(wǎng)試驗(yàn)成果，受到了與會(huì)者的廣泛關(guān)注，各界人士前來(lái)觀看和現(xiàn)場(chǎng)體驗(yàn)5G純IPv6環(huán)境。現(xiàn)場(chǎng)體驗(yàn)區(qū)為參觀者展示了純IPv6的5G SA現(xiàn)網(wǎng)環(huán)境下的業(yè)務(wù)承載和訪問(wèn)能力，在純IPv6的5G SA網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，餓了么、淘寶等在內(nèi)的各類(lèi)IPv6/IPv4互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)運(yùn)行正常，其中優(yōu)酷視頻APP的全部功能更是支持Native IPv6（業(yè)務(wù)全部由IPv6協(xié)議承載，不經(jīng)過(guò)NAT64轉(zhuǎn)換），為業(yè)界呈現(xiàn)了商用的端、網(wǎng)、云、用純IPv6演進(jìn)的終極形態(tài)和效果。 5、未來(lái)展望 本“5G + IPv6 Only”案例是我國(guó)電信運(yùn)營(yíng)商和互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)提供商探索商用網(wǎng)絡(luò)從雙棧向純IPv6演進(jìn)中先行技術(shù)試驗(yàn)邁出的第一步，項(xiàng)目成功證明了在5G SA場(chǎng)景下部署純IPv6技術(shù)的可行性。未來(lái)純IPv6將從單一場(chǎng)景逐步擴(kuò)大到多場(chǎng)景，最終形成以IPv6為核心的信息基礎(chǔ)設(shè)施。中國(guó)電信已在新近發(fā)布的《云網(wǎng)融合的2030白皮書(shū)》中提出面向多場(chǎng)景、多域純IPv6網(wǎng)絡(luò)的“全I(xiàn)Pv6網(wǎng)絡(luò)”的目標(biāo)，并提出：“IP骨干網(wǎng)絡(luò)逐步采取純IPv6進(jìn)行路由和轉(zhuǎn)發(fā)，全面支持基于IPv6的安全管控，結(jié)合SRv6等增強(qiáng)型技術(shù)實(shí)現(xiàn)端到端IPv6智能性，并通過(guò)在網(wǎng)絡(luò)邊緣適配IPv4業(yè)務(wù)，提供IPv4流量的承載和穿越” 。阿里巴巴集團(tuán)應(yīng)用在2020年雙十一已經(jīng)支持全功能全鏈路支持IPv6，在未來(lái)三年會(huì)有更多的應(yīng)用支持IPv6-only端到端訪問(wèn)，中國(guó)電信、阿里巴巴、中國(guó)信息通信研究院和下一代互聯(lián)網(wǎng)國(guó)家工程中心將聯(lián)合打造純IPv6的產(chǎn)業(yè)生態(tài)，共同推動(dòng)中國(guó)IPv6規(guī)模部署工作和向全I(xiàn)Pv6網(wǎng)絡(luò)（All-IPv6）的演進(jìn)升級(jí)，為業(yè)界提供引領(lǐng)性的示范，同時(shí)吸引更多志同道合的單位加入其中，為實(shí)現(xiàn)我國(guó)網(wǎng)絡(luò)強(qiáng)國(guó)的戰(zhàn)略目標(biāo)貢獻(xiàn)一份力量。 |
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