浅谈 IPv4 至 IPv6 演进的实施路径

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作者：个推运维平台网络工程师 宗堂

1 业务背景

在互联网呈现爆炸式发展的今天，IPv4 网络地址数量匮乏等问题将会影响到我国的互联网发展与应用，制约物联网、5G 等新业务开展。今年 4 月国家工信部发布了《关于开展 2019 年 IPv6 网络就绪专项行动的通知》，重点任务包括网络基础设施 IPv6 能力就绪等。IPv6 即互联网协议第 6 版，是互联网工程任务组（ IETF ）设计的用于替代 IPv4 的下一代 IP 协议，使用 IPv6 网络不仅能解决网络地址资源数量的问题，而且也解决了多种接入设备连入互联网的难题。

本文将带您细细解读从 IPv4 至 IPv6 改造的技术模型、改造实施的硬性条件以及个推 IPv6 的实施进度。

2 IPv4 至 IPv6 改造的技术模型

业界对 IPv4 至 IPv6 改造过度提供三种解决方案，即双栈技术模式、隧道技术模式、地址转换模式。

1、双栈技术模式：在同一个网络上运行两个彼此独立的平面：一个 IPv4 网络平面，一个 IPv6 网络平面，各自维护自己的 IGP/EGP 状态及路由。在这种模式下，IPv4 和 IPv6 共存，既不影响现有 IPv4 业务，也可以满足 IPv6 的新需求。但这种模式下实施成本较高，一是需要全网的网络设备支持，二是全网设备 IGP/EGP 调整工作难度较大，如果仅在小范围内实施，这是一种比较好的选择模式。

2、隧道技术模式：这种模式运用于 IPv4 和 IPv6 的边界。首先，借助 IPv4 网络来建立 IPv4 隧道，然后实现 IPv6 点到点访问，通常用于 IDC 出口边界或内部 IGP 跨域访问。技术协议包括 6in4 隧道、DS+NAT、DS-Lite 等。隧道模式是三种改造方式中最便捷的一种，但是对内网 IGP 协议以及关键链路流量用量有一定的要求。

3、转换模式：即在不改动现有网络结构情况下，通过地址转换协议，进行 IPv4 to IPv6 或 IPv6 to IPv4 访问转换，可满足 IPv4 与 IPv6 之间的双向访问需求。技术部署协议包括 NAT 46，一般面向数据中心出口，提供由外到内，由内到外的映射。这种模式对于设备性能要求较高，对高并发业务支撑较困难，适合会话较小的业务。

3 IPv4 至 IPv6 实施所依赖的硬性条件

1、 网络设备：所涉及到的交换机、防火墙及操作系统，均要支持 IPv6 协议族。

2、 出口运营商：需要提供 IPv6 接入能力。

3、 内部业务改造：业务代码层面，需要新增 IPv6 协议栈的支持。

4 个推 IPv6 实施进度

1、改造模式的选择 个推实施 IPv6，首先要满足实现 IPv6 所依赖的硬性条件基础，同时核心需求是既要满足 IPv4 用户高质量、低延迟访问，也要进一步保障 IPv6 新用户的接入。通过对三种改造模式的解析，其中“双栈模式”作为个推在推进 IPv6 改造过程中的技术支撑导向，是较为适合的。

2、改造拓扑

此次改造总共分为两部分：一是完成直连公网服务器群的 IPv6 接入改造：采用双栈技术模型，一个网卡接口同时运行 IPv4 和 IPv6 地址。通过绑定域名 A 记录，完成公网至 IPv4 网卡的引流，通过绑定 AAAA 记录，完成公网至 IPv6 网卡的引流。二是改造业务：完成 SDK 对 IPv6 协议族的支持改造。

3、实施进度

5 总结

5G 时代即将来临，IPv6 网络将成为互联网新业务发展与运用的强有力支撑。未来，个推也将不断打磨自身技术，积极探索并开展 IPv4 至 IPv6 之路，实现 IPv6 网络的全面启用。