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浅析邮政综合网从IPv4向IPv6的过渡

2004-06-03 00:00:00   作者:   来源:   评论:0  点击:



关键词:邮政综合网;IPv4;IPv6;过渡
1、邮政综合网简介
  邮政综合计算机网(简称综合网)是应用现代化的计算机和通信技术,采用先进的邮政作业手段和业务处理模式,实现电子化支局与所在中心局、中心局与中心局、以及生产部门与相关各级管理部门的联网,形成全网信息资源最大程度的综合利用与共享,达到提高管理与服务水平、提高劳动生产率、增强企业竞争能力和讲求效益的目的。综合网从功能上满足对外服务、对内生产作业、业务机关对通信管理方面信息的采集、传输、处理、存储和综合利用的需求。在技术上它是采用Internet上应用最广泛的IP协议。
  IPv4只有有限的Internet地址空间和结构,已经不能满足日益增长的用户需求,因此IPv6应运而生。但是,基于IPv4的网络和服务还将持续相当一段时间,在过渡期间,需要同时支持这两种IP协议版本的网络/终端,并且IPv4和IPv6之间的相互配合也非常重要。
2、IPv6的功能及特征
2.1 IPv6寻址
  IPv6协议采用了128bit长度的地址编码方案,相对于IPv4,增加了296倍的地址空间。IPv6协议可根据用户的需要进行层状地址分配,这和IPv4采用集中式块状地址分配是不同的,IPv4方式导致某些地址无法使用。在IPv6的分层地址分配方式中,高级网络管理部门可为下级网络管理部门划分地址分配区域,下级网络管理部门则可为更下层的管理部门进一步划分地址分配区域。
2.2 IPv6的性能改进
2.2.1 简化头部格式
2.2.2 分段操作的改进
2.2.3 设置流标识
2.3 IPv6的安全性
  IPv6的实现遵循Internet协议的安全体系结构。IPv6通过身份验证头(AH)和封装安全性净荷(ESP)头提供分组级别上的身份验证和安全性,从而保证信息的可靠传输。AH为源节点提供了在包上进行数字签名的机制,ESP对数据内容进行加密。
2.4 IPv6的自动配置功能
  IPv4的手工配置过程是非常复杂和繁琐的,IPv6协议提供了两种自动配置的方法:
  有状态方式:根据计算机的请求,服务器动态分配唯一的网络地址,这些IP地址存放在预设置的数据库中。
  无状态方式:根据与网络连接链路的地址产生网络节点的全局IP地址,这种方法可能会使用到节点接口的第2层地址,如以太网络或令牌环的MAC地址。
3、邮政综合网从IPv4转移到 IPv6的过渡策略及具体实现机制
3.1 IPv4/IPv6过渡的内容
  从IPv4到IPv6的过渡是一个非常复杂的过程,由于网络层协议发生了变化,从而影响了从链路层到应用层多个层面的操作。从邮政综合网的角度来看,IPv4/IPv6的过渡可分成4部分。
(1)网络的过渡
(2)用户(主机)的过渡
(3)应用程序的过渡
(4)IPv4/IPv6网络互通
  网络的过渡与其他过渡内容是密切相关的,脱离了用户(主机)的过渡、应用程序的过渡及IPv4/IPv6的网络互通,网络的过渡就无法进行,因此,这4个方面的演进是同时进行的。
3.2 网络过渡的技术
  解决网络设备过渡的基本技术有双协议栈和隧道技术两种。
(1)双协议栈
(2)隧道技术
3.3 网络过渡的方案分析
  经过不断的投入与建设,我国的邮政综合网有了很大的发展,综合网最终网络覆盖国家邮政局、31个省(自治区、直辖市)邮政局、236个邮区中心局及各邮区中的地、市、县局以及全部电子化支局。为了迎接未来的挑战,邮政网络管理层有必要从网络的角度研究IPv4/IPv6的过渡问题,即在不影响现有业务的前提下,以较小的成本实现IPv4/IPv6网络的共存和演进,其实施方案共有以下4种。
(1)隧道方式
  隧道方式利用隧道来构造大规模的IPv6网络,它是目前常用的一种过渡方法。本质上,隧道方式只是把IPv4网络作为一种传输介质。利用隧道方式实现的方案很多,如手工配置隧道、自动配置的隧道、6to4、6over4、Tunnel brinker和BGP tunnel等,
  其优点是:不需要大量的IPv6专用路由器设备和专用链路,可以明显地减少投资。
  其缺点是:在IPv4网络上配置IPv6隧道是一个比较麻烦的过程,特别是在隧道数目增加到一定程度时,因此,采用隧道方案特别是手工隧道时一定要做好详细的文档记录;在IPv6的流量和原有的IPv4流量之间争抢带宽和路由器资源(CPU、缓冲和路由表)时,IPv6的流量较小,这个问题不是很明显,但将来会很突出;存在迂回路由的情况,对于整个IPv4网络性能来说,无疑是一种恶劣的影响。
  在IPv6网络建设的初期,其网络规模和业务量都较小,这是经常采用的连接方式。
(2)双栈网络
  对现有路由节点设备进行升级,使其成为IPv4/IPv6路由器,这样,IPv6的连接就为本地链路,相当于IPv4/IPv6存在于相同的物理网络上。目前,凡是运行IOS 12.2(1)T的Cisco路由器都支持IPv6,因此这种方式是可行的。双栈方案需要为网络上的每个节点(包括主机和路由器)分配一个IPv4和一个IPv6地址。
  其优点是:不需要购置专门的IPv6路由器和链路,节省了硬件投资;核心IPv6路由器之间采用专用本地链路,克服了隧道方式的许多缺点。
  其缺点是:IPv6的流量和原有的IPv4流量之间会争抢带宽和路由器资源,从而影响IPv4网络的性能;升级和维护费用大,不符合从网络边缘开始演进的策略。
  在IPv6网络建设的初期,由于IPv4地址相对充足,这种方案的实施具有可行性。当IPv6网络发展到一定阶段,为每个节点分配两个全局地址的方案将很难实现。
(3)专用IPv6网络
  其优点是:可以克服隧道方式和双栈网络的缺点,即没有迂回路由和IPv4/ IPv6争抢资源的情况,网络得到了显著改善。
  其缺点是:需要调拨专门的通信链路,初期成本较高。
  当IPv6业务量较大且经济条件允许时,可在核心骨干网上采用这种方式。
(4)纯IPv6网络
  网络何时能过渡到纯IPv6网络,这需要看IPv6的市场和业务需求。如果将来IPv6占主要地位,还会出现IPv4业务如何在IPv6网上跑的问题,可能同样需要隧道机制。
  上述过渡方案偏重于核心网络,由于过渡方案的不同,IPv4/IPv6的逻辑网络和物理网络在核心部分可能不是一一对应的。但是在用户网络部分,IPv4和IPv6共享相同的物理网络和终端,这是比较明确的。
3.4 中国邮政应采取的策略
  对于中国邮政来说,建立IPv6网络决定于IPv6的业务量大小,即IPv6的经济前景。由于IPv6是逐步发展的,因此网络过渡方案的采用也呈现出一定的阶段性,在发展初期,业务量较小,此时主要偏重于IPv6实验,因此主要采用隧道技术,当然也不排除其他方案;当IPv6发展到一定阶段,其业务量有了很大的增长,建立双栈网络甚至专用IPv6网络是大势所趋。由于双栈网络存在一些缺点,因此建立专用IPv6网络可能是较好的选择,目前国外多倾向于这种方案。将来,IPv6可能会占主导地位,这就需要建立纯IPv6网络,但能否最终到达这个阶段还取决于IPv6的发展前景。
  从网络性能的角度来看,建设网络的成本越大,网络的性能也越好。基于隧道方式的成本很低,但其性能最差,双栈网络次之,专用IPv6网络较好,而未来纯IPv6网络应该是最好的。
  对邮政综合网来说,很难有明确的标志说明网络过渡处于何种阶段,这是由于根据实际情况在不同的网络部分采用不同的过渡方案,在一个地区采用隧道方式,而在其他业务量大的地区采用专用IPv6网络方案,从而出现了不同过渡方案并存的局面。但是,不管采用何种技术或方案,从IPv6层面来看,都是一个统一的IPv6网络。
4、结束语
  本文主要讨论了从IPv4到IPv6的网络过渡问题。和其他IPv4/IPV6过渡内容一样,IPv4/IPV6的网络过渡是一个非常复杂的问题,是一个长期的、渐进的过程,其本质是在不影响现有业务的前提下建立一个全新的IPv6网络,最终目标是把所有的业务都置于IPv6平台上。不同的网络过渡方案各有优劣,应用环境也不同,网络过渡的过程将是多种方案的综合,中国邮政应根据自己的实际情况选择不同的过渡方案。

作者供稿 CTI论坛编辑

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