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了解 IPv6

服务提供商和一些企业面临着使用 IPv6 增长其网络,同时继续为 IPv4 客户提供服务的问题。

瞻博网络在技术和解决方案方面进行了大量投资,使企业和服务提供商即使在市场和服务需要快速构建 IPv6 网络时也能够满足混合 IP 寻址需求。

网络地址转换 (NAT) 设备的公共端越来越多地是 IPv6 而不是 IPv4。服务提供商无法继续为客户提供全球可路由的 IPv4 地址,无法获得新的全球可路由 IPv4 地址来扩展自己的网络,而且必须持续为 IPv4 客户和新客户提供服务,所有这些客户主要在尝试实现 IPv4 目的地。

IPv4 和 IPv6 必须共存一段时间,并且其共存对于最终用户必须是透明的。如果 IPv4 到 IPv6 的过渡成功,则最终用户甚至不应注意到它。

什么是 IPv6?

IP 版本 6 (IPv6) 是 IP 的最新版本。IPv6 建立在 IPv4 功能的基础上,可改进寻址、配置、维护以及安全。瞻博网络侧重于帮助服务提供商和企业客户以改进当前网络的方式部署 IPv6。

IPv6 提供以下优势:

  • 扩展的寻址功能 — IPv4 使用 32 位地址,可支持 43 亿设备直接连接到互联网。而 IPv6 则使用 128 位地址并支持无限数量的设备 — 第 2 到第 128 个电源。

  • 标头格式简化 — IPv6 数据包标头格式设计为高效。IPv6 将数据包标头的大小标准化为 40 字节,分为 8 个字段。 图 1 提供了两种协议版本的数据包标头的对比。

    图 1:IPv4和 IPv6 表头比较 IPv4 and IPv6 Header Comparison
  • 改进了对扩展和选项的支持 — 扩展标头承载互联网层信息,并且具有标准的大小和结构。

  • 流标记功能 — 流标签为属于相同流的数据包提供一致处理。

  • 提高了隐私和安全性 — IPv6 支持扩展以提高身份验证和数据完整性,从而增强隐私和安全性。

IPv6 地址格式

IPv6 地址由八个十六进制组构成。每个十六进制组(以冒号 (:)分隔)由一个 16 位十六进制值组成。以下是 IPv6 格式的示例:

xxxx:xxxx:xxxx:xxxx:xxxx:xxxx:xxxx:xxxx

一组 xxxx 表示 16 位十六进制值。每 x 一个人都表示一个 4 位十六进制值。下面是可能 IPv6 地址的示例:

4FDE:0000:0000:0002:0022:F376:FF3B:AB3F

前六十四位 (4FDE:0000:0000:0002) 是网络位,其余是主机的接口标识符(主机位)。网络部分由 ISP 或注册表提供(ARIN 或 RIPE)。

前缀的长度取决于组织的大小:

  • 系统将分配注册表项 /23。

  • ISP 分配为 /32。

  • 站点分配 /48。

例如,接收这样的 /48 前缀的组织:4FDE:0000:0000:0000:0000:0000:0000:0000:0000:0000/48。这会在网络部分为您提供两个字节(在 itallics 中显示),以创建不同的网络(Itallic 部分:2^16=65536 个不同的数字)。作为快捷键,此网络地址空间可表示为 4FDE::/48。

要创建 IPv6 地址的主机部分,如果不使用 DHCP,您有几个选项。

表 1 列出了主机寻址策略。

表 1:IPv6主机部分技术
创建 IPv6 地址示例的主机部分 的方法

在 IPv6 地址中嵌入 IPv4 地址

4FDE::101.45.75.219

手动

4FDE::1

EUI-64

基于第一个以太网接口的MAC 地址,自动创建 IPv6 地址的主机部分

有关手动分配主机地址的示例,请参阅 示例: 为存根网络配置 IPv6 静态路由。有关 EUI-64 分配的主机地址的示例,请参阅 示例:配置基本 RIPng 网络

在 瞻博网络

部署 IPv6 时,使用 瞻博网络 高端路由器可以获得很大优势,因为 IPv6 已直接在 ASIC(应用程序特定集成电路)中实施。硬件兼容 IPv6 意味着 IPv6 数据包可以线速转发 – 与许多竞争路由器不同。

经过十多年的开发,IPv6 在多款产品中瞻博网络非常广泛。Junos OS,十多年来一直拥有 IPv6 支持。瞻博网络具有大量指定 IPv6 的技术实体。瞻博网络 2002 年,该操作系统已经跨所有平台和接口启用 IPv6。瞻博网络在 2004 年发运 IPv6 就绪型防火墙和 VPN 设备方面处于前沿。2007 年,瞻博网络第一家被美国国防部认证为 IPv6 路由器的路由器。

仅强调一点,Junos OS完全支持以下 IPv6 RFC:

  • RFC 2460, 互联网协议版本 6 (IPv6) 规范

  • RFC 3513, 互联网协议版本 6 (IPv6) 寻址架构

  • RFC 2893,IPv6 主机和路由器 的过渡机制

有关受支持的 IPv6 RFC 的完整列表,请参阅 支持的 IPv6 标准

IPv4 和 IPv6 协作

IPv6 是互联网 40 年来最大的升级。具有前瞻性的运营商和企业正在部署 IPv6,因为 Internet 使用当前 IPv4 标准已无法分配 IP 地址。瞻博网络将自己的精力用于支持本机 IPv6 以及在其所有产品中与 IPv4 一起运行的双堆栈配置。瞻博网络全面支持 IPv4 到 IPv6 过渡机制(称为 Dual-Stack Lite),它一直是另一种称为 6PE 用于多协议标签交换 (MPLS) 网络的方法的领导者。

请记住,如果要堆叠所有网络设备,接口需要 IPv6 和 IPv4 地址。这就提出了互联网已不使用 IPv4 地址的问题,这也是我们首先需要 IPv6 的主要原因。如果您没有丰富的 IPv4 地址可用于您的设备,您仍然可以使用双堆栈,但您需要使用网络地址转换 (NAT) 来节省 IPv4 地址的NAT。

同时使用全局 IPv6 地址和NAT ED IPv4 地址构建双堆叠网络是十分可行的。某些特定解决方案包括运营商等级 NAT (CGN)、NAT444、NAT464 和双栈 lite。

表 2 列出了该策略支持的 IP 转换瞻博网络。

表 2:IPv4和 IPv6 协作策略
IPv4 和 IPv6 协作战略 目的

运营商级NAT — 共享 IPv4 地址

在 IPv4 耗尽后,为了保持 IPv4 订阅者的增长,其余 IPv4 地址必须让最终用户共享。这通过 运营商等级 NAT (CGN) 完成。CGN 不是直接将公共地址分配给单个用户,而是将这些地址"拉回"到更为集中的 网络地址转换 (NAT) 点,从而允许大量终端设备之间共享单个公共地址。CGN 的部署架构有几种变化。双栈 Lite (DS-Lite) 和 NAT44 (4) 是共存策略最重要的一个。它们相似,允许提供商在大量用户之间共享一小组 IPv4 地址。它们与将数据包传输至 CGN 的方式不同。使用 DS-Lite,它们作为 IPv4 通过 IPv6 隧道传输;使用 NAT44 (4) 时,它们通过 IPv4 进行携带。

NAT44 (4)

NAT44(4) 是一种架构,通过使用 NAT44 协议,允许多个用户或最终用户共享单个公共 IPv4 地址,来延长客户的 IPv4 地址池的使用寿命。NAT44(4) 无需更改服务提供商现有的网络基础架构,可与第 6 层配合使用,获得进一步优势。在 NAT44(4) 中,用户可以在客户现场设备 (CPE) 后拥有自己的专用 IPv4 (RFC1918) 地址空间。服务提供商通过向 运营商等级 NAT (CGN) 路由器上的公共 IPv4 池聚合订户,将订阅者地址转换到接入网络中另一个 IPv4 地址,以更好地利用现有公共 IPv4 地址空间。

Lite 双栈 (DS-Lite)

DS-Lite 使用隧道和 NAT44 缓解 IPv4 地址枯竭问题,同时逐步采用 IPv6。当客户网络中设备将 IPv4 数据包发送到任何目标时,IPv4 数据包封装在 IPv6 数据包中,以传输至提供商网络。地址系列转换路由器 (AFTR) 将数据包解封回 IPv4,并使用 NAT44 将专用 IPv4 地址转换为公共 IPv4 地址,并将其传输至互联网。

支持的瞻博网络 IPv4/IPv6 技术的其他支持

  • NAT64 — 提供 IPv6 到 IPv4 的转换,允许仅支持 IPv6 的主机访问仅支持 IPv4 的主机。

  • 6to4 — 通过 IPv4 基础架构或互联网连接 IPv6 主机或网络。

  • 6rd — 通过现有 IPv4 基础架构向最终用户快速部署 IPv6 服务。

  • IPv4/IPv6 双协议栈 — Junos OS支持 IPv4/IPv6 双协议栈,允许同时在单个路由器上独立操作两个协议。