杨致国

（中国广电四川网络股份有限公司，四川 成都 610000）

0 引 言

随着物联网技术的飞跃式发展和模块化应用，以“互联网+”为背景的网络技术资源已经出现局部短缺，尤其是以IPv4协议为代表的网络地址段的节点空间出现难以匹配用户增长的现象，无法有效满足广电网络新媒体5G技术的发展需求，如何利用新的技术协议实现IPv4向IPv6的平滑过渡是当前互联网商业运用亟需解决的问题[1]。2017年中共中央办公厅、国务院办公厅印发《推进互联网协议第六版（IPv6）规模部署行动计划》，详细介绍了IPv6技术结构建设与应用部署的时间线和工作线。中国广电立足于有线网络发展现状，结合自身建设实际情况深入研究从IPv4到IPv6的混合网平滑过渡策略，各结构演进实施必须具备满足IPv4/IPv6混合式业务模式同时展开的系统支撑能力，并极大程度保证IPv4业务的服务体验。基于此，分析IPv6规模部署的技术路线，能够匹配业务模式可持续发展的平台统筹建设能力。

1 广电有线网络IPv4/IPv6混合网平滑过渡策略

1.1 双协议栈技术在混合网络中的应用

双协议栈（Dual Stack）主要指在信息传输的组织网络架构中任意的点位既满足IPv4协议，又同时符合IPv6协议，即同时满足2条通路双分协议的信息数据传输，此时网络节点能够最大限度支撑信息网络IPv4/IPv6传输机制的实现，如图1所示[2]。

图1 双协议栈的技术结构

为了能够在混合网条件下达到有效的信息融合传输，网络层采用传输控制协议（Transmission Control Protocol，TCP）/用 户 数 据 报 协 议（User Datagram Protocol，UDP），通过底层信号拆分进行数据融合后直达应用层，此时基于Dual Stack的网络节点可以直接转化为单节点的融合，这也是前期技术实现中的一种常见过渡策略。

1.2 隧道技术在混合网络中的应用

隧道技术实际上可以看作双协议栈技术的升级版，将实际网络中的IPv4骨干网（隧道1）和周边适用IPv6协议的网络节点串接起来进行环状分布，即直接将原始数据封入IPv4数据包中，并将起始地址和目的地址作为IPv6骨干网（隧道2）的入口或出口，在出隧道后可以将打包数据进行解封并完成整个传输过程[3]。通过隧道技术能够不改变原有的网络框架体系，最大程度还原原始数据，其实现流程如图2所示。

图2 隧道技术的实现流程

将IPv4网络隧道的边界看作信道通路的出入口，分别对接着IPv6网络的两端，则完成的信号数据传输链需要经由边界路由器进行数据封包、传输以及拆包，从而实现两端IPv6孤立节点间的数据联通[4]。

1.3 混合网框架下的策略应用与技术实现

基于隧道技术的IPv4/IPv6过渡机制是使用较为广泛且成本最低的方法，目前应用于中国广电网络升级进程中，有效解决了信号数据转换问题。采用扁平化3层网络框架，同步升级数据出/入口设备，包括高性能路由器H3C ER2100V2、3层核心交换机SICOM6448G-4X20G28GE[5]。其中H3C ER2100V2经数据接口能够同时完成终端1的1号数据端口与2号数据端口对接IPv4网络、终端3的1号数据端口与3号数据端口对接IPv6网络、终端3的1号数据端口内部数据与SICOM6448G-4X20G28GE的1号数据端口内部数据实现同步，并在混合网框架下实现IPv4/IPv6数据传输双协议，如图3所示。采用单播、多播方式时，交换机的下行数据传输端口可以只支持IPv4协议的设备接口[6]。

图3 端口内部数据同步

2 广电有线网络IPv6技术路线实现方案

广电有线网络IPv6技术路线实现方案主要涉及网络规划、业务终端以及机制协议等，需要针对安全机制设计具体实践措施，尤其是针对信息数据传输过程中的问题要给出响应机制，保证实现IPv4到IPv6的平滑过渡[7]。从时间上主要区分为准备阶段、实现阶段（初、中和末期）。在准备阶段，针对性提升IPv6技术协议对于混合网框架下业务的支撑能力，拟定实践计划；在实现阶段初期，针对规划部分进行试点，尤其是需要进行安全性测试和防护性优化；在实现阶段中期，结合网络承载量逐步增加IPv6网络节点，实现规模化、程序化，加强隧道技术与双协议栈协议的应用，推进网络系统端和功能段逐步适配IPv6；在实现阶段末期，随着网络节点数和终端用户数的增加，需要降低优化IPv4节点数直至归零，从而实现IPv6网络全面过渡[8]。

2.1 准备阶段的技术路径

作为整体过渡部署的核心板块，准备阶段应主要实现以下目标：一是软件与硬件应当符合企业级的IPv6技术参数标准；二是设计业务实现的过程中全面调整为IPv4/IPv6混合模式；三是新开发的用户节点应当全面支持IPv6协议[9]。针对网络规划、业务终端以及机制协议等了解软硬件支持IPv6技术协议的具体情况，设计IPv6网络组织架构并拟制IPv6网络地址分配，结合混合网框架设计公用隧道，满足相应使用需求。

2.2 实现阶段的技术路径

实现阶段初期，网络节点以IPv4通道为主，相应流量要稍加倾斜，为后续过渡做好准备。计划节点和开展业务要规划为隧道模式或直接分配至IPv6网络地址，原IPv4网络和业务维持不变。测试IPv6协议，针对IP网段分配要逐步开通双栈。与此同时，测试业务模式下的安全性，如图4所示。

图4 IPv6模式下数据业务测试

实现阶段中期，逐步拓宽IPv6业务，并实现双栈向纯网的过渡[10]。逐步升级业务模式，将设备和软件调试至适配IPv6节点通信机制，其中规划业务只针对IPv6服务。将混合网全面升级为双栈模式，同步升级数据中心、智慧运维等业务终端。网络地址分配向IPv6倾斜，并将数据平台相关设置统一规划为IPv6网络。

实现阶段末期，全面推广IPv6网络。封闭数据隧道，解除双栈协议，完成业务终端和网络规划的纯网化。全面关闭IPv4网络，并完成原业务和节点的盘点。

3 结 论

通过深入研究广电有线网络从IPv4到IPv6的平滑过渡，根据具体业务规划采取双协议栈、隧道技术完成混合网模式下的过渡设计，并给出了明确的IPv6部署实现路径。针对准备阶段、实现阶段初期、实现阶段中期以及实现阶段末期这4个时间节点展开针对性分析，得到了能够实现局部最优的策略方案，能够达到网络建设平滑过渡的标准和要求。