西迪特ONU产品之IPv6技术

前言

现今互联网络蓬勃发展,大量的网络智能终端出现在用户家庭中,目前我们在使用的IPv4地址资源已经日益枯竭,虽然有NAT技术帮助延缓IPv4地址用完的风险,但是在全球万网互联的飞速发展,IPv6技术已经成为新基建,5G、云计算和物联网技术所需的关键基础技术之一。全球也在近两年倡导和加速部署IPv6网络,来满足海量的智能终端通过无处不在的网络连接,来满足技术产业创新发展、网络安全能力强化的迫切需要,各运营商都在基于IPv6技术打造全球下一代互联网络。

1、IPv6技术概述

1.1. 什么是IPV6

IPv6是Internet Protocol Version 6的缩写,简单的概括IPv6就是现行的互联网协议(IPv4)的下一代IP协议。IPv6由128位二进制数组成,可提供庞大的IP地址资源,足以让地球上每个生物乃至每一粒沙子都能分配到一个或多个IP地址。将这128位的地址按每16位划分为一个段,将每个段转换成十六进制数字,并用冒号隔开。

IPv4地址示例:192.168.101.1

IPv6地址示例:2002:0db8:85a3:08d3:1319:8a2e:0370:7344

1.2. 为什么要使用IPV6技术

目前互联网广泛应用的IPv4技术,理论上IPv4是一个32位的二进制数的地址,可编址1600万个网络、40亿台主机。但在采用了A、B、C三类编址方式后,可用的网络地址和主机地址数目大打折扣,而且欧美国家掌握着核心技术,且互联网发展较早,因此拥有约3/4的IP资源。造成很多发展中国家的IP地址资源不足的困局,随着全球互联网用户的不断增加和智能终端、网络技术的蓬勃发展,缺乏IP地址资源,将严重制约全球很多国家互联网的应用和发展。

1.3. IPv6技术发展现状

由于从IPv4网络完全过渡到IPv6网络需要全球互联网基础设施中的网络软件和网络硬件设备以及终端设备都支持IPv6协议,这会涉及到大量的改造工作,虽然IPv6技术早在10年就已经提出来了,但是直到最近两年才得到各国政府和各大运营商的重视和推动,但是IPv4和IPv6长期共存任然是我们需要考虑的兼容性问题。

1.4. IPv6技术相对于IPv4有什么优势

相比较IPv4,IPv6主要有如下优点:
更大的地址空间。IPv4中规定IP地址长度为32,即有2^32-1个地址。而IPv6中IP地址的长度为128,即有2^128-1个地址。
更小的路由表。IPv6 分组报头包含的字段减少了一半,且所有字段都与64位边界对齐,这极大地提高了处理速度一一相比于IPv4查找速度要快得多。
增强的组播支持以及对流的支持。这使得网络上的多媒体应用有了长足发展的机会,为服务质量控制提供了良好的网络平台,不存在像IPv4那种糟糕可怕的广播风暴。
更高的安全性。在使用ipv6的网络中用户可以对网络层的数据进行加密并对IP报文进行校验,这极大地增强了网络安全。
鉴于IPv6的诸多优点,经过一个较长的iPv4与IPv6共存的时期,IPv6最终会完全取代IPv4在互联网上占据统治地位。

2、IPV4到IPV6的过渡技术

可能很多人有疑问,当前我们大部分服务器都是使用IPv4接入互联网的,我们要如何做到完全兼容和使用IPv6的环境了?通过初期的IPv4到IPv6的网络改造发现,要从IPv4过渡到IPv6,从协议到硬件要做比较彻底的调整,不但客户端要做IPv6的改造,服务器也要适配IPv6。所以IETF组织从一开始设计IPv6就考虑到了向后兼容的问题,运营商会提供一个中间节点,使用DNS64/NAT64等技术,负责协议的转换,打通IPv6和IPv4之间的链路。主要有如下两种技术:

2.1. 初期过渡使用的隧道技术

在IPv6网络与IPv4网络间的隧道入口处,路由器将整个IPv6数据报封装入IPv4数据报的数据字段中,IPv4分组的源地址和目的地址分别是隧道入口和出口的IPv4地址。在隧道的出口处再将IPV6分组取出转发给目的节点。

1.12.2. IPv4/IPv6共存的双栈技术

双栈技术是IPv4向IPv6过渡的一种有效的技术。网络中的节点同时支持IPv4和IPv6协议栈,源节点根据目的节点的不同选用不同的协议栈,而网络设备根据报文的协议类型选择不同的协议栈进行处理和转发。双栈可以在一个单一的设备上实现,也可以是一个双栈骨干网。对于双栈骨干网,其中的所有设备必须同时支持IPv4/IPv6协议栈,连接双栈网络的接口必须同时配置IPv4地址和IPv6地址。

2.13、西迪特ONU产品和IPv6技术的关系

IPv6网络分为骨干网和接入网两大块,骨干网承载了很多IPv6的业务,大部分运营商网络都已经完成IPv6骨干网的部署;接入网这块用于终端用户IPv6接入,需要考虑如何尽快完成IPv6接入网络的使用。如今FTTH(光纤入户)的飞速发展,几乎每个家庭都是光纤接入,如何在PON产品上集成IPv6功能,解决IPv6兼容性问题以及让用户易用性的IPv6功能,是很多厂家面临的一个难题。

西迪特为了满足客户在FTTH接入这块更快更容易的使用IPv6网络,并希望快速适应全球IPv6的网络发展需要,西迪特在ONU产品IPv6业务接入这块投入了大量的时间和研发精力,已经将西迪特ONU产品的IPv6技术支持的很完善,并且配以图形化的界面能让终端用户更加容易使用ONU上的IPv6功能。并且西迪特ONU产品已经支持主流的IPv4/IPv6双栈过渡技术,产品已经通过Anatel认证测试满足全球大部分IPv6网络,部分国家的运营商网络也已经使用西迪特的ONU产品作为IPv6网络接入。

西迪特ONU产品的IPv6网络应用场景主要有如下两种:

【场景1:ONU桥接模式透传IPv4/IPv6业务】

该场景为OLT和ONU都是作为中间的IPv4/IPv6业务的传输设备,只需要配置桥接模式透传IPv4/IPv6业务,主要用于ONU设备下挂用户电脑或下挂无线路由器进行IPv4/IPv6的PPPoE或IPoE,该场景需要考虑中间的OLT和ONU设备是否支持透传IPv6业务,目前很多厂家的OLT和ONU设备是不支持透传IPv6业务的。

3.1

【场景2:ONU路由模式承载IPv4/IPv6业务】

该场景为ONU上路由模式支持IPv4/IPv6的PPPoE或IPoE业务,然后通过DHCPv4/DHCPv6给下挂的用户电脑或下挂无线路由器分配IPv4/IPv6地址,来实现IPv4/IPv6的网络接入,在OLT设备端还是透传IPv4/IPv6业务即可。该场景很多厂家的ONU产品都很难实现,需要考虑到IPv6的兼容性问题,需要考虑IPv6路由这块的实现,需要考虑IPv4和IPv6共存以及IPv6地址分发的问题。

4.14、西迪特支持IPv6功能ONU设备选型

序号 ONU形态 ONU型号 IPv4/IPv6功能支持描述
1 EPON&GPON&XPON 1GE/1GE+CATV FD511G&FD701G 系列产品 1.支持路由模式下IPv4和IPv6的PPPoE/IPoE,DHCPV6,IPv4/IPv6双栈功能;

2.支持桥接模式下的IPv4/IPv6业务透传;

2 EPON&GPON&XPON 1GE+wifi/1GE+1FE+wifi/

4GE+2pots+wifi(AC)

FD511GW&FD512XW&FD702XW&FD604GW&FD804GW等系列产品 1.支持路由模式下IPv4和IPv6的PPPoE/IPoE,DHCPV6,IPv4/IPv6双栈功能;

2.支持桥接模式下的IPv4/IPv6业务透传;

3 EPON&GPON&XPON

1GE+3FE/1GE+3FE+CATV/4GE

FD50X&FD704X&FD504G等系列产品 ONU不带路由功能,所以只支持桥接模式下的IPv4/IPv6业务透传;

5、IPv6技术在未来期望

全球网络会基于IPv6为核心建设新一代信息技术设施,在5G、物联网和工业互联网等领域优先使用IPv6。

 通过IPv6单栈会衍生出IPv6+,SRv6等技术标准及设备的成熟,创新应用模式,并协同产业链上下游共同加大试点和商用。

 未来IP网络需要具备智能超宽、智能联接、智能运维三大特征,IPv6是智能IP网络的最佳选择。

结束语:

万物智联时代中的AI、大数据、云计算、物联网等信息技术,都与TCP/IP协议有着重要联系,其中IP是网络层协议,规范着互联网中分组信息的交换和选路。IPv6作为基础设施,构建了新的互联网时代。深圳西迪特科技有限公司作为FTTH专业宽带接入产品供应商,将和全球各运营商网络及行业共同加速IPv6网络部署,将更多的IPv6技术应用到产品中。同时也非常感谢广大客户选择西迪特支持IPv6功能的ONU设备,一起探讨IPv6技术。