本站点使用Cookies,继续浏览表示您同意我们使用Cookies。 Cookies和隐私政策>

首页 信息速查 百科

什么是IPv6+?

IPv6+以IPv6海量地址为基础,包括SRv6网络切片IFITBIERv6等协议创新,和以网络分析、自动调优等网络智能化为代表的技术创新。IPv6+在智能、安全、超宽、广联接、确定性和低时延六个维度全面提升IP网络能力,助力打造无处不在的智能IP联接,构建万物互联的智能世界。

IPv6+的起源

2019年11月26日,全球43亿IPv4地址正式耗尽,这意味着不再有IPv4地址可分配给ISP和其他大型网络基础设施提供商。然而5G、云和物联网的蓬勃发展,人与人的通信将进一步延伸到人与物、物与物的联接,网络需要支持的节点和联接数量扩大到了前所未有的规模,而IPv6拥有巨大地址空间,解决了IP地址短缺的问题。此外IPv6更简单、更方便、更可扩展、更安全,可以高效支撑移动互联网、物联网、云计算、大数据和人工智能等领域的快速发展。自2017年起,工业和信息化部连续组织开展IPv6规模部署专项行动,IPv6发展进入快车道。

在5G和云时代,带宽需求巨大,连接数量极大,并且连接模型特别灵活;此外,智能时代,各种业务对SLA保障的要求也更加严格,仅仅提供连通性显然不够,保障严格的时延、抖动、丢包等综合指标成为必须,随之而来的,是运维变得超级复杂。

对此,中国工程院院士、推进IPv6规模部署专家委主任邬贺铨指出,IP网络应该从自动化、安全、超宽、广联接、确定性和低时延六个维度持续提升。

IP产业愿景
IP产业愿景

IPv6+是面向5G和云时代的智能IP网络,需要具备智能超宽、智能联接、智能运维三大特征。IPv6+包括以SRv6网络切片IFITBIERv6、APN6等协议创新,和以网络分析、自动调优等网络智能化为代表的技术创新。IPv6+将极大刺激业务创新,重新定义商业模式,增加收入,提升效率,例如IPv6+SRv6,加速业务部署,部署周期从月缩短到天;IPv6+IFIT,简化网络运维,优化用户体验。

总的来说,IP网络可以划分为三个时代。第一个时代是Internet时代,以IPv4为代表技术,属于尽力而为型网络,需要人工运维;第二个时代是全IP时代,核心技术是MPLS,属于静态策略,半自动运维;而第三个时代就是我们正在经历的万物互联的智能时代,核心技术是IPv6+,具有可编程路径、快速业务发放、自动化运维、质量可视化、SLA保障和应用感知等特点。

IP网络迈向IPv6+智能联接时代
IP网络迈向IPv6+智能联接时代

IPv6+的关键技术

IPv6+是在IPv6基础上增加智能识别和控制。IPv6报文由IPv6基本报文头、IPv6扩展报文头以及上层协议数据单元(载荷)三部分组成。相比于IPv4报文,IPv6取消了IPv4报文头中的选项字段,并引入了多种扩展报文头,在提高处理效率的同时增强了IPv6的灵活性,为IP协议提供了良好的扩展能力。扩展报文头中Next header字段与基本报头的Next header作用相同,指明下一个扩展报文头或上层协议类型。现在很多基于IPv6的创新都是在扩展报文头里进行修改,没有改变IPv6基本报文头,这样做的好处在于一方面可以保障IPv6的可达性,另一方面,IPv6扩展头长度任意,理论上可以任意扩展,具备优异的灵活性和巨大的创新空间。

IPv6报文结构
IPv6报文结构

根据RFC8200的定义,目前IPv6的扩展报文头以及排列顺序为:逐跳选项扩展报文头、目的选项扩展报文头、路由扩展报文头、分片扩展报文头、认证扩展报文头、封装安全有效载荷扩展报文头、目的选项扩展报文头和上层协议报文。目的选项头最多出现两次(一次在路由扩展报文头前,一次在上层协议报文前),其他选项扩展报文头最多出现一次。目前IPv6扩展报文头的设计已成功应用于SRv6网络切片IFITBIERv6和APN6等技术中,业界将这些统一定义为IPv6+。

IPv6的扩展报文头
IPv6的扩展报文头

IPv6+SRv6:简化协议,端到端跨域协同,构建无处不在的任意联接

SRv6是新一代IP承载协议,可以简化并统一传统的复杂网络协议,是5G和云时代构建智能IP网络的基础。SRv6结合了Segment Routing的源路由优势和IPv6的简洁易扩展特质,而且具有多重编程空间,符合SDN(Software Defined Network,软件定义网络)思想,是实现意图驱动网络的利器。

SRv6大规模组网
SRv6大规模组网

SRv6的价值主要体现在以下几个方面:

协议简化:简化协议,消除原有的IGP/BGP/LDP/RSVP-TE/BGP_LU多种复杂的协议交互,收编为只需IGP和BGP两种;统一极简,为所有业务提供统一的转发平面;降低网络建模与运维的复杂度,构筑自动化、智能化的基础。

拉通云网:SRv6基于IPv6,IP可达即业务可达,新业务可快速开通;天然适合跨域,任意连接。

统一管控:Overlay&Underlay可分可合,SRv6基于源路由,中间节点不感知隧道状态。

应用驱动:与应用深度结合,使能智能连接。

更多SRv6技术,请参考什么是SRv6?

IPv6+网络切片:一网多用,满足千行百业的确定性网络

网络切片是指同一个共享的网络基础设施上提供多个逻辑网络(切片),每个逻辑网络服务于特定的业务类型或者行业用户,如下图所示。每个网络切片都可以灵活定义自己的逻辑拓扑、SLA需求、可靠性和安全等级,以满足不同业务、行业或用户的差异化需求。

IPv6+网络切片应用
IPv6+网络切片应用

网络切片的价值主要体现在以下几个方面:

资源与安全隔离:资源隔离,为满足5G时代垂直行业对差异化SLA和不同等级的网络隔离诉求,通过切片的资源预留技术实现对网络资源的精细化管理;安全隔离,为满足某些专线、专网的安全性要求,要求其业务与其他公众业务相隔离,通过安全隔离可实现资源独享。

确定性时延:可实现确定性、可承诺的时延保障。

更多网络切片技术,请参考什么是网络切片?

IPv6+IFIT:随流检测,业务体验可视可管理

IFIT是一种通过对网络真实业务流进行特征标记,用于直接检测网络的时延、抖动、丢包等性能指标的检测技术。如下图所示,在业务流的头节点对报文进行染色,然后在业务流经过的每一跳设备上进行打卡,数据上送控制器后,由控制器进行统一的计算和分析,最后得到时延、抖动和丢包率等数据。

IFIT随流检测
IFIT随流检测

IFIT的价值主要体现在以下几个方面:

实时可视随流检测,秒级采集,实时呈现丢包、时延等业务质量。

1分钟定界:SDN控制器+IFIT逐跳分析,自动业务路径还原,群障算法快速圈定故障区域,端口和链路级精确定位。

业务自愈:根据定界分析结果,SDN控制器下发自动调整策略,智能自愈。

更多IFIT技术,请参考什么是IFIT?

IPv6+BIERv6:IPv6时代组播业务最佳承载方案

BIERv6是利用IPv6扩展头、IPv6地址可达性及其可编程空间,以Native IPv6的方式实现的BIER多播架构, 提供更好的多播部署能力和扩展支持后续Native IPv6特性的能力。如下图所示,在跨地域组播组网中,头节点将组播接收者以比特字符串的形式进行编排,由头节点向外发送,中间节点根据报文头中的地址信息将数据向下一个节点进行无状态转发。不需要额外的组播协议,中间节点不需要为每条组播流维护状态,实现了协议极简,运维简化,同时收敛与组播流的数量无关,用户体验和可靠性也得到了极大的增强。

跨地域组播组网
跨地域组播组网

BIERv6的价值主要体现在以下几个方面:

配置简单,易跨域部署业务:仅在头节点配置,基于IPv6封装,可轻松穿越不支持的节点与第三方网络,实现跨地域的组播业务。

快速收敛,体验可保障:中间节点不感知业务,协议收敛快(ms级)。

更多BIERv6技术,请参考什么是BIERv6

IPv6+APN6:基于应用的差异化通道,实现网络精细化运营

APN6利用IPv6扩展头将应用信息(包括应用标识符及其对网络性能的要求)携带进入网络,使得网络感知应用及其需求,并为其提供相应SLA保障。

APN6
APN6

APN6的价值主要体现在以下几个方面:

网络识别应用,应用驱动网络:传统IP报文头仅包含选路用的基本信息,无法识别IP报文承载的业务类型,APN6则通过IPv6扩展头中携带的应用信息,告知网络应该提供什么样的服务。

无状态业务链,加速业务创新:APN6能够实现应用级的精细化管理,加速新业务持续创新。

IPv6+产业进展

IPv6是互联网升级演进的必然趋势,是网络技术创新的重要方向,是网络强国建设的基础支撑,是数字中国的联接底座,是我国应对国际互联网竞争的迫切需要。

2017年11月,中国印发《推进互联网协议第六版(IPv6)规模部署行动计划》。全面推进以IPv6协议为基础的下一代互联网发展,实现我国从“互联网大国”向“互联网强国”的迈进。

2019年,中国发布《中国IPv6发展状况》白皮书和“国家IPv6发展监测平台”。成立IPv6+技术创新工作组,明确IPv6+技术研究和产业实践“三步走”发展战略。IPv6+技术创新体系的发展分为三个阶段,第一个阶段是基于SRv6为网络提供部分编程能力,第二个阶段是实现有条件保障用户体验的自治网络,第三个阶段是利用应用驱动网络技术实现应用感知、高度自治的网络,这也是网络发展的最终目标。

IPv6+技术创新体系的三个发展阶段
IPv6+技术创新体系的三个发展阶段

这三个阶段具体包括:

  1. IPv6+1.0:主要包括SRv6基础特性,包括VPN、TE、FRR等。这 3 个特性在现网应用广泛,SRv6需要继承下来,并利用自身的优势来简化网络的业务部署。
  2. IPv6+2.0:重点在面向5G和云的新特性。这些新特性可以引入IPv6报文扩展头进行扩展。这些可能的新特性包含但不局限于IFITBIERv6网络切片、G-SRv6等。
  3. IPv6+3.0,重点是APN6,APN6作为IPv6+3.0的主体,在IPv6+2.0的基础上进一步实现网络能力与业务需求的无缝结合,形成高度自治网络。利用IPv6/SRv6报文自身的可编程空间,将应用信息随报文携带进入网络,使网络感知到应用及其需求,从而为其提供相应的SLA保障。

2021年3月,全国人大表决通过《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》,再次明确提出“全面推进互联网协议第六版(IPv6)商用部署”任务要求。

2021年7月,国家连续出台了《关于加快推进互联网协议第六版(IPv6)规模部署和应用工作的通知》(5年)、《IPv6流量提升三年专项行动计划(2021-2023年)》(3年)、《深入推进IPv6规模部署和应用2021年工作安排》(1年)政策文件,1年/3年/5年政策全面制订。

由此可见,IPv6的推进和部署,已上升为国家战略。"IPv6+及下一代互联网”已纳入国家标准政策顶设,成为下一代互联网演进共识。

IPv6+技术创新,一方面依托我国IPv6规模部署进展成果,加速IPv6+技术在各行业的应用实践,另一方面,基于IPv6+充分释放IPv6灵活开放能力,实现网络升级,促进下一代互联网服务能力提升,为千行百业的数字化发展提供坚实的基础,更有效的推动IPv6规模部署。华为也将持续加大在IPv6+技术创新领域的技术研究工作,助力我国持续引领下一代互联网创新之路。

词条统计
  • 作者: 刘妍
  • 最近更新: 2022-04-18
  • 浏览次数: 5314
  • 平均得分: