华为IPv6标准现状及标准发展趋势

周倩  蒋胜  邹婷    华为技术有限公司 《电信网技术》标准聚焦专栏

摘  要

     随着IP地址的逐步耗尽，IPv6协议从2008年开始又重新得到业界的关注。IPv6标准的主要制定组织IETF及业界专家、学者根据数十年来的研究、试验和部署情况，从技术上重新考虑如何改进IPv6，以便更有效地使用和部署。

关键词

    IPv6  IETF  标准现状  发展趋势

1  引言

随着Internet的快速发展，终端数量和业务的不断增长，IPv4地址空间耗尽将进一步恶化。据最新估计，IPv4地址将在2011年完全耗尽（见图1）。

     

    IETF已提供了一系列有效缓解IPv4地址耗尽的技术手段，包括私有IP地址空间，动态IP地址分配，可变长子网掩码(VLSM)，无类域间路由(CIDR)，地址转换(NAT/NAPT)等。很难再产生新的有效缓解IPv4地址耗尽的短期方案, 修改或扩展IPv4地址管理的可能性很小。

     随着3G，NGN和IMS的部署，以及ALL IP的发展趋势，还需要消耗大量IP地址。IPv4地址空间耗尽的来临，迫使IPv6加快商用和过渡，加速了IPv6全球部署。但是IPv6过渡方案还不完善，全球部署中还会碰到很多问题，协议组还需要不断完善。

   IPv6标准主要由IETF制定，其它ITU-T，BBF，3GPP等标准组织只提供网络场景和需求等方面的输入文稿，最终标准文稿需要提交到IETF。

   IETF从1994年发布第一篇IPv6 RFC以来，共制定了相关的IPv6标准（RFC）约1000篇，内容覆盖了命名、寻址、路由、演进机制、安全、管理等各个技术域。IPv6基础协议2005年后已经定型，后续标准重点将向业务转移，包括业务和应用相关的标准，基础网络对业务的支撑和适应，基础网络自身的管理、完善和演进。常用RFC根据功能分列如图2所示。

相比IPv4而言，IPv6 RFC数量只是IPv4的一半，所以仍然有不少技术方案被提出和优化。

2  华为IPv6标准现状

作为通信设备的主流供应商，华为从2001年开始积极关注和跟踪IP（包括IPv6）标准的进展和研究。截至目前，华为在IETF发布了25篇RFC，覆盖IPv6，路由，MPLS/GMPLS，P2P，安全等工作组。其中，2009年发布12篇RFC，RFC数量年度增长150%以上，是IP领域成长最快的IETF标准新势力。目前，华为已提交了232篇个人草案，其中工作组文稿65篇。同时，华为公司在IETF担任多个重要职位，包括IAB (Internet Architecture Board) 1个，AD(Area Director) 2个，工作组主席12个，运维管理域理事1个，路由域理事1个以及AAA Doctor 1个。

华为积极参与IETF IPv6的标准工作，覆盖了IPv6过渡技术，翻译技术，IPv6接入和安全及IPv6的其他相关领域（如移动IPv6和地址自动配置等），提出2篇RFC（RFC4925，RFC5790，RFC 5121）和其它24篇草案（见图3）。

在IPv6过渡技术领域，IETF目前研究的重点有：NAT444，DS-Lite (NAT464)，NAT64，Incremental Deployment of IPv6，6rd等。华为聚焦于网络部署和隧道技术，已发布RFC4925，RFC5790和6篇草案。其中，RFC 5790是第一篇由中国厂商主导的组播领域标准，旨在解决当前IGMPv3和MLDv2协议过于复杂，实际开发和部署困难的问题，推动组播在IPv6环境中的快速部署。草案Incremental CGN（draft-ietf-v6ops-incremental-cgn）定义了网络演进初期如何为少量分散用户提供IPv6接入，华为已率先在其路由器设备上实现了此功能特性。另外，关于隧道技术，除了双栈（DS-Lite）外，GI DS-LITE（Gateway Initiated Dual Stack-Lite）也是IETF Softwire工作组的研究热点，实现了在网络设备上做隧道代理，避免对终端的改造；但是该技术存在一个问题：对于宽带上网的场景，使用普通的IP-in-IP的隧道，不能支持用户的IPv4地址重叠，目前可选的方案有将用户链路信息与IPv6的Flow Label匹配，并采用Flow Label作为NAT密钥。

在翻译技术领域，华为提交2篇草案，聚焦于网络翻译技术架构的改进，包括翻译技术的冗余备份和负载分担，翻译前缀的获取方式等。

在IPv6接入和安全技术方面，主要集中在Mobile IPv6相关工作组，华为已发布RFC 5121和8篇草案，Mobile IPv6的基础协议已经完成，当前的工作主要聚焦在提升切换性能和安全性，增加对实时应用的支持，以及对IPv4/v6迁移的支持。

在IPv6其他相关技术方面，华为已发布8篇关于移动IPv6，地址自动配置等相关草案，目的在于提出IPv6网络自动配置的需求及解决方案。

另外，在6man工作组，IPv6的基本协议完善方面，对于Flow Label的各种应用场景及使用方法也是华为关注的热点；在Behave工作组，IPv4和IPv6共存互通问题是当前焦点，但在各个互通场景和功能需求的必要性上看法分歧较大；在DNSEXT/DNSOPS工作组，针对IPv6 DNS在部署和操作中遇到的问题做出协议修补和改进。

华为与前IETF主席Brian Carpenter主导发起的IPv6 ISP部署问卷调查，共收集了超过30份运营商反馈答卷，分析结果在V6OPS反响积极，在IETF引起了广泛的关注和肯定。研究结果的文稿，将会进入RFC快速发布通道。作为第一次相关的调查，客观翔实的数据为后续业界IPv6部署研究提供了依据。

此外，华为还在宽带接入领域参与了BBF的WT-146，WT-177，WT-187等IPv6相关标准的制定。在ITU主导和参与了Y.ipv6na，Y.ipv6migration，Y.ipv6split等文稿的制定。

3  联合运营商，推动IPv6标准

各运营商也在积极参与IETF IPv6研究，基于自己的网络情况，提出相适应的IPv6部署和过渡方案。

法国电信（简称法电）是目前在IPv6标准最活跃的主导运营商。在IETF，华为联合法电在Behave工作组推动了基于SCSP (Server Cache Synchronization Protocol) (RFC2334)的NAT数据库同步机制，以支持NAT设备的热备份和负载均衡，目前进展较好。

ITU-T的IPv6标准制定偏重于IPv6场景和需求的研究。在本研究期（2009－2012年）ITU-T正在制定的5篇标准中，有3篇为华为主导。其中，华为携手中国移动，共同完成了2个标准的起草，分别是Y.ipv6na和Y.ipv6migration。 Y.ipv6migration (Roadmap for IPv6 Migration from NGN Operators’ Perspectives)聚焦于指导运营商如何逐步从基于IPv4的NGN网络向基于IPv6的NGN网络演进。Y.ipv6na (Functional Requirement for Network access in IPv6-based NGN) 聚焦于网络接入参数配置的标准制定，包括前缀，地址，DNS服务器以及其他服务器的配置等。

4  IPv6标准发展趋势

在IETF，多个IPv6过渡技术相关的草案可能会成为正式标准，包括6rd，DS-Lite，NAT64，IVI和Incremental CGN。

IETF短期内需要继续研究的热点包括：

（1）部署场景。

（2）地址格式和选择。

（3）DHCPv6的新功能，包括DHCPv6安全，CGA配置的Option，终端生成ID等。

（4）DNS支持IPv6（包括DNS64）。

（5）组播支持（包括IPv4/v6的过渡场景）。

（6）IPv6接入(包括ACL，AAA，PPP等)。

（7）IPv6安全（包括ND，SeND，CGA等）。

（8）移动IPv6。

（9）IPv6路由增强。

（10）隧道技术(包括自动隧道配置、动态隧道控制等)。

（11）NAT相关(包括穿越、翻译、数据库同步等)。

在BBF，几个热点发展的项目包括：WT-177 (IPv6在以太的扩展-TR-101)，WT-187 (IPv6的PPP)，PD-192 (家庭网关的IPv6需求)，WT-146(IP会话)，WT-242(IPv4和IPv6共存及演进)。

在ITU-T，多个华为主导的项目正在发展中，除了Y.ipv6na和Y.ipv6migration外，还包括Y.ipv6split（ID和location的分离架构）。

作者：周倩 蒋胜 邹婷   来源：《电信网技术》标准聚焦专栏