IPv6规模部署下的网络基础设施 | 解析园区网IPv6演进策略

中共中央办公厅、国务院办公厅于2017年11月26日印发了《推进互联网协议第六版(IPv6)规模部署行动计划》，称基于互联网协议第四版（IPv4）的全球互联网面临网络地址消耗殆尽、服务质量难以保证等制约性问题，IPv6能够提供充足的网络地址和广阔的创新空间，有助于显著提升我国互联网的承载能力和服务水平，其中明确提出三个主要目标：1.2018年末，IPv6活跃用户数达到2亿，在互联网用户中的占比不低于20%；2.2020年末，IPv6活跃用户数超过5亿，在互联网用户中的占比超过50%，新增网络地址不再使用私有IPv4地址；3.2025年末，网络、应用、终端全面支持IPv6，完成向下一代互联网的平滑演进升级。

IPv6的原生优势使得在5G，物联网，大数据，云计算等场景下有自己独特价值，IPv6的核心优势契合了业务的诉求。

一般而言，园区网络分为接入层，汇聚层，核心层及网络出口。接入层提供以太网以及WLAN网络接入，以及终端的准入控制。汇聚层收集各个区域流量，上行至核心交换机。核心层实现各个区域、园区出口和数据中心之间的高速转发。网络出口连接园区网络和Internet，或连接到企业自建的广域网络，外部分支机构和出差人员可以使用VPN等方式接入园区网络。如何对园区网络进行端到端的IPv6演进，我们尝试做出阶段性的解析。

初期简介：

在一个小范围内试点，试点方式可以是集中试点，也可以是分散式试点。试点范围应当包括云-管-端的完整的一个业务流程。

我们推荐全双栈过渡方式，其步骤是：

1. 改造数据中心部分业务，使之支持IPv6方式访问；

2. 改造特定区域之接入层与汇聚层，使之支持双栈；

3. 改造网管部分和核心层，使之支持双栈；

4. 在网络出口部署双栈防火墙/路由器，使之能够通过隧道方式与其他分支通过IPv6互通。

中期简介：

试点范围继续扩大到园区内几乎全部终端以及大部分的业务，在该阶段，Internet/WAN已经部分支持双栈服务，园区网可以选择合适的运营商提供IPv6出口，或改造自建WAN实现各园区/分支/数据中心的互联。

我们推荐的改造步骤：

1. 改造园区内大部分区域使其支持双栈网络；

2. 改造WAN，使之支持双栈；

3. 撤销原有穿越WAN之IPv6 Over IPv4隧道。

后期简介：

整个园区网络已经全面支持IPv6；无论是Internet还是企业自有广域骨干网，均能够支持局域网之间通过IPv6互联互通；整个企业的多数园区和分支机构也几乎均过渡到IPv6；大部分应用业务已经迁移到IPv6。但是，由于历史原因，有少部分分支机构尚未部署IPv6；少数业务和应用尚未开通IPv6访问方式。

在过渡后期，IPv4 Over IPv6隧道的应用，是该阶段的主要特点。

末期简介：

过渡末期的到来时间是难以确定的。实际上，随着IPv4协议的传统业务的生命周期终结，IPv4退出历史舞台，整个过渡阶段才结束。在这期间，IPv4孤岛之间的隧道，随着IPv4孤岛逐渐改造完成，而逐一撤销，最后整网均运行IPv6协议。

园区向IPv6演进过程中，关键诉求将集中于平滑升级，用户认证和用户规格：

1. 大量终端升级到双栈，IPv6用户需要独立的认证和权限控制流程，保证IPv6网络的安全性；

2. IPv6在高校园区部署较早，网络虚拟化（VxLAN）在部分高校园区开始部署，IPv6在VxLAN网络的传输可以保证园区向IPv6的平滑升级；

3. 过渡期间，园区大量终端升级到双栈，同时占用交换机的IPv4/IPv6表象，对芯片表象规格要求高。

针对上诉场景需求，华为公司创新性的优化了演进方案，可以较好地支持以下特性：

1. IPv6用户接入认证与访问控制：IPv6用户的认证，对和IPv4和IPv6进行权限独立控制，支持IPv6的业务随行，可以根据用户身份控制IPv6业务的访问权限；

2. VxLAN支持IPv6业务：IPv6报文在VxLAN隧道中的封装和转发；

3. 设备规格提升：华为自研ENP芯片，具备更大的表象规格，满足大量终端升级到双栈。