周倩 蔣勝 鄒婷 華為技術有限公司 《電信網技術》標準聚焦專欄
摘 要 隨著IP地址的逐步耗盡，IPv6協議從2008年開始又重新得到業界的關注。IPv6標準的主要制定組織IETF及業界專家、學者根據數十年來的研究、試驗和部署情況，從技術上重新考慮如何改進IPv6，以便更有效地使用和部署。
關鍵詞 IPv6 IETF 標準現狀 發展趨勢
1 引言
隨著Internet的快速發展，終端數量和業務的不斷增長，IPv4地址空間耗盡將進一步惡化。據最新估計，IPv4地址將在2011年完全耗盡（見圖1）。
圖1 IPv4地址將在2011年完全耗盡
IETF已提供了一系列有效緩解IPv4地址耗盡的技術手段，包括私有IP地址空間，動態IP地址分配，可變長子網掩碼(VLSM)，無類域間路由(CIDR)，地址轉換(NAT/NAPT)等。很難再產生新的有效緩解IPv4地址耗盡的短期方案, 修改或擴展IPv4地址管理的可能性很小。
隨著3G，NGN和IMS的部署，以及ALL IP的發展趨勢，還需要消耗大量IP地址。IPv4地址空間耗盡的來臨，迫使IPv6加快商用和過渡，加速了IPv6全球部署。但是IPv6過渡方案還不完善，全球部署中還會碰到很多問題，協議組還需要不斷完善。
IPv6標準主要由IETF制定，其它ITU-T，BBF，3GPP等標準組織只提供網絡場景和需求等方面的輸入文稿，最終標準文稿需要提交到IETF。
IETF從1994年發布第一篇IPv6 RFC以來，共制定了相關的IPv6標準（RFC）約1000篇，內容覆蓋了命名、尋址、路由、演進機制、安全、管理等各個技術域。IPv6基礎協議2005年后已經定型，后續標準重點將向業務轉移，包括業務和應用相關的標準，基礎網絡對業務的支撐和適應，基礎網絡自身的管理、完善和演進。常用RFC根據功能分列如圖2所示。
相比IPv4而言，IPv6 RFC數量只是IPv4的一半，所以仍然有不少技術方案被提出和優化。
圖2 常用RFC根據功能分列
2 華為IPv6標準現狀
作為通信設備的主流供應商，華為從2001年開始積極關注和跟蹤IP（包括IPv6）標準的進展和研究。截至目前，華為在IETF發布了25篇RFC，覆蓋IPv6，路由，MPLS/GMPLS，P2P，安全等工作組。其中，2009年發布12篇RFC，RFC數量年度增長150%以上，是IP領域成長最快的IETF標準新勢力。目前，華為已提交了232篇個人草案，其中工作組文稿65篇。同時，華為公司在IETF擔任多個重要職位，包括IAB (Internet Architecture Board) 1個，AD(Area Director) 2個，工作組主席12個，運維管理域理事1個，路由域理事1個以及AAA Doctor 1個。
華為積極參與IETF IPv6的標準工作，覆蓋了IPv6過渡技術，翻譯技術，IPv6接入和安全及IPv6的其他相關領域（如移動IPv6和地址自動配置等），提出2篇RFC（RFC4925，RFC5790，RFC 5121）和其它24篇草案（見圖3）。
在IPv6過渡技術領域，IETF目前研究的重點有：NAT444，DS-Lite (NAT464)，NAT64，Incremental Deployment of IPv6，6rd等。華為聚焦于網絡部署和隧道技術，已發布RFC4925，RFC5790和6篇草案。其中，RFC 5790是第一篇由中國廠商主導的組播領域標準，旨在解決當前IGMPv3和MLDv2協議過于復雜，實際開發和部署困難的問題，推動組播在IPv6環境中的快速部署。草案Incremental CGN（draft-ietf-v6ops-incremental-cgn）定義了網絡演進初期如何為少量分散用戶提供IPv6接入，華為已率先在其路由器設備上實現了此功能特性。另外，關于隧道技術，除了雙棧（DS-Lite）外，GI DS-LITE（Gateway Initiated Dual Stack-Lite）也是IETF Softwire工作組的研究熱點，實現了在網絡設備上做隧道代理，避免對終端的改造；但是該技術存在一個問題：對于寬帶上網的場景，使用普通的IP-in-IP的隧道，不能支持用戶的IPv4地址重疊，目前可選的方案有將用戶鏈路信息與IPv6的Flow Label匹配，并采用Flow Label作為NAT密鑰。
圖3 華為積極參與IETF IPv6的標準工作
在翻譯技術領域，華為提交2篇草案，聚焦于網絡翻譯技術架構的改進，包括翻譯技術的冗余備份和負載分擔，翻譯前綴的獲取方式等。
在IPv6接入和安全技術方面，主要集中在Mobile IPv6相關工作組，華為已發布RFC 5121和8篇草案，Mobile IPv6的基礎協議已經完成，當前的工作主要聚焦在提升切換性能和安全性，增加對實時應用的支持，以及對IPv4/v6遷移的支持。
在IPv6其他相關技術方面，華為已發布8篇關于移動IPv6，地址自動配置等相關草案，目的在于提出IPv6網絡自動配置的需求及解決方案。
另外，在6man工作組，IPv6的基本協議完善方面，對于Flow Label的各種應用場景及使用方法也是華為關注的熱點；在Behave工作組，IPv4和IPv6共存互通問題是當前焦點，但在各個互通場景和功能需求的必要性上看法分歧較大；在DNSEXT/DNSOPS工作組，針對IPv6 DNS在部署和操作中遇到的問題做出協議修補和改進。
華為與前IETF主席Brian Carpenter主導發起的IPv6 ISP部署問卷調查，共收集了超過30份運營商反饋答卷，分析結果在V6OPS反響積極，在IETF引起了廣泛的關注和肯定。研究結果的文稿，將會進入RFC快速發布通道。作為第一次相關的調查，客觀翔實的數據為后續業界IPv6部署研究提供了依據。
此外，華為還在寬帶接入領域參與了BBF的WT-146，WT-177，WT-187等IPv6相關標準的制定。在ITU主導和參與了Y.ipv6na，Y.ipv6migration，Y.ipv6split等文稿的制定。
3 聯合運營商，推動IPv6標準
各運營商也在積極參與IETF IPv6研究，基于自己的網絡情況，提出相適應的IPv6部署和過渡方案。
法國電信（簡稱法電）是目前在IPv6標準最活躍的主導運營商。在IETF，華為聯合法電在Behave工作組推動了基于SCSP (Server Cache Synchronization Protocol) (RFC2334)的NAT數據庫同步機制，以支持NAT設備的熱備份和負載均衡，目前進展較好。
ITU-T的IPv6標準制定偏重于IPv6場景和需求的研究。在本研究期（2009－2012年）ITU-T正在制定的5篇標準中，有3篇為華為主導。其中，華為攜手中國移動，共同完成了2個標準的起草，分別是Y.ipv6na和Y.ipv6migration。 Y.ipv6migration (Roadmap for IPv6 Migration from NGN Operators’ Perspectives)聚焦于指導運營商如何逐步從基于IPv4的NGN網絡向基于IPv6的NGN網絡演進。Y.ipv6na (Functional Requirement for Network access in IPv6-based NGN) 聚焦于網絡接入參數配置的標準制定，包括前綴，地址，DNS服務器以及其他服務器的配置等。
4 IPv6標準發展趨勢
在IETF，多個IPv6過渡技術相關的草案可能會成為正式標準，包括6rd，DS-Lite，NAT64，IVI和Incremental CGN。
IETF短期內需要繼續研究的熱點包括：
（1）部署場景。
（2）地址格式和選擇。
（3）DHCPv6的新功能，包括DHCPv6安全，CGA配置的Option，終端生成ID等。
（4）DNS支持IPv6（包括DNS64）。
（5）組播支持（包括IPv4/v6的過渡場景）。
（6）IPv6接入(包括ACL，AAA，PPP等)。
（7）IPv6安全（包括ND，SeND，CGA等）。
（8）移動IPv6。
（9）IPv6路由增強。
（10）隧道技術(包括自動隧道配置、動態隧道控制等)。
（11）NAT相關(包括穿越、翻譯、數據庫同步等)。
在BBF，幾個熱點發展的項目包括：WT-177 (IPv6在以太的擴展-TR-101)，WT-187 (IPv6的PPP)，PD-192 (家庭網關的IPv6需求)，WT-146(IP會話)，WT-242(IPv4和IPv6共存及演進)。
在ITU-T，多個華為主導的項目正在發展中，除了Y.ipv6na和Y.ipv6migration外，還包括Y.ipv6split（ID和location的分離架構）。
