從IPv4過(guò)渡到IPv6 電子政務(wù)外網(wǎng)建設方案

作為國家電子政務(wù)骨干網(wǎng)的電子政務(wù)網(wǎng)外網(wǎng)，承載各政府部門(mén)的多種業(yè)務(wù)，卻大量使用著(zhù)私網(wǎng)地址和地址轉換技術(shù)。目前在電子政務(wù)外網(wǎng)內存在三類(lèi)地址，第一類(lèi)是公網(wǎng)地址，作為資源共享區和互聯(lián)網(wǎng)區的服務(wù)器地址，每個(gè)省分配1個(gè)公網(wǎng)B類(lèi)地址，每個(gè)縣分配一個(gè)C類(lèi)地址，遠不夠各地方政府使用；第二類(lèi)是10網(wǎng)段地址，作為電子政務(wù)外網(wǎng)的私網(wǎng)地址使用，在電子政務(wù)外網(wǎng)內統一規劃，到互聯(lián)網(wǎng)需要進(jìn)行地址轉換；第三類(lèi)是各接入部門(mén)內部的局域網(wǎng)地址，一般是192網(wǎng)段，由各部門(mén)自行規劃，或根據縱向業(yè)務(wù)接入要求進(jìn)行規劃，訪(fǎng)問(wèn)資源共享區域需要進(jìn)行地址轉換?？梢?jiàn)即使在電子政務(wù)外網(wǎng)的辦公應用方面，都需要部署大量的設備提供地址轉換功能。

此外，作為我國電子政務(wù)的骨干網(wǎng)，將有越來(lái)越多的應用接入電子政務(wù)外網(wǎng)，一些復雜新業(yè)務(wù)的開(kāi)展也受到IP地址的制約。比如應急指揮業(yè)務(wù)，涉及大量的監控、視頻會(huì )議、通信設備等終端，必然會(huì )占用大量的IP地址，我們不得不投入較大的人力、物力在如何有效的分配IP地址和進(jìn)行地址轉換上。在環(huán)境與生態(tài)監測、交通控制等領(lǐng)域，使用傳感器協(xié)作地監控不同位置的物理或環(huán)境狀況，進(jìn)行統一的分析或決策指示。比如地震監測、水文監測等，跨地域廣泛分布的傳感器網(wǎng)絡(luò )正在形成，這些設備同樣面臨IP地址的有效分配問(wèn)題。

電子政務(wù)外網(wǎng)IPv4向IPv6過(guò)渡之路

電子政務(wù)外網(wǎng)目前運行的是IPv4業(yè)務(wù)，并采用MPLS VPN技術(shù)來(lái)隔離不同的業(yè)務(wù)，技術(shù)實(shí)現上較為復雜?？紤]到IPv6規范制定尚不完善，IPv6技術(shù)應用并不成熟，在國內也只有IPv6實(shí)驗網(wǎng)絡(luò )，還沒(méi)有真正意義上的商用IPv6網(wǎng)絡(luò )出現，因此在電子政務(wù)外網(wǎng)不適宜建設大規模的IPv6網(wǎng)絡(luò )，可采取先試點(diǎn)，再推廣的方式進(jìn)行。在國家電子政務(wù)外網(wǎng)和少數幾個(gè)部委、少數省電子政務(wù)外網(wǎng)先進(jìn)行試點(diǎn)IPv6建設，試點(diǎn)單位的終端主機升級為IPv6/IPv4雙棧；逐步增加IPv6業(yè)務(wù)系統，先增加一部分IPv6/ IPv4雙棧業(yè)務(wù)，既能支持新增IPv6終端主機的訪(fǎng)問(wèn)，也支持未能升級的IPv4終端主機的訪(fǎng)問(wèn)。試點(diǎn)網(wǎng)絡(luò )的建設應兼容IPv4和IPv6兩種協(xié)議，考慮到國家電子信息產(chǎn)業(yè)振興規劃強調推進(jìn)下一代網(wǎng)絡(luò )（IPv6）的試驗和推廣，在政務(wù)外網(wǎng)上的網(wǎng)絡(luò )升級應采用更為先進(jìn)的技術(shù)--雙棧技術(shù)實(shí)現，為后續建設純IPv6網(wǎng)絡(luò )進(jìn)行技術(shù)積累。在技術(shù)設計上，先在共享資源區試點(diǎn)IPv6的IP地址分配、路由規劃等基本的IPv6技術(shù)，然后再試點(diǎn)IPv6 MPLS VPN技術(shù)，將部分縱向VPN切換到IPv6網(wǎng)絡(luò )運行。

在電子政務(wù)外網(wǎng)上實(shí)現端到端的IPv6涉及到三個(gè)系統的升級，分別是業(yè)務(wù)系統、終端系統和網(wǎng)絡(luò )網(wǎng)絡(luò )。

業(yè)務(wù)系統（包括業(yè)務(wù)系統軟件及相應的數據庫、中間件）：因為涉及到尋址，所以需要進(jìn)行升級。以數字監控系統為例，就涉及監控終端、編解碼器等的IPv6地址升級，以及服務(wù)器端尋址方式的升級。目前我國僅在教育科研網(wǎng)進(jìn)行了IPv6建設，業(yè)務(wù)應用多以游戲、視頻下載點(diǎn)播等校園應用為主，適合政務(wù)應用的IPv6資源和業(yè)務(wù)很少。因此在政務(wù)外網(wǎng)上可考慮逐步開(kāi)發(fā)適合政務(wù)應用的IPv6業(yè)務(wù)，如公文交換、郵件系統等。

終端系統：如果操作系統是windows Vista及以上系統，默認支持IPv6并且可以支持DHCP v6,無(wú)需升級；如是Windows其他版本或其他操作系統，雖可以升級為支持IPv6,但升級后不能支持DHCP v6,因此建議操作系統采用windows Vista或以上系統。通過(guò)升級，使個(gè)人終端變成雙棧主機，即可以同時(shí)訪(fǎng)問(wèn)IPv4資源和IPv6資源。

網(wǎng)絡(luò )系統：目前主要有兩種IPv4->IPv6的過(guò)渡技術(shù)。一種是隧道技術(shù)，即將IPv6協(xié)議封裝在IPv4報文中穿越IPv4網(wǎng)絡(luò )，適合為較少的互相獨立的IPv6網(wǎng)絡(luò )（或終端）提供聯(lián)通性。另一種是雙棧技術(shù)，網(wǎng)絡(luò )設備必須同時(shí)支持IPv4/IPv6協(xié)議棧，這種過(guò)渡方式能兼容目前IPv4和IPv6共存的現狀，同時(shí)又可以平滑的從IPv4升級到IPv6.

在電子政務(wù)外網(wǎng)可采用雙棧技術(shù)和隧道技術(shù)結合的方式，在骨干網(wǎng)和部分試驗局域網(wǎng)采用雙棧技術(shù)，在投資有限的單位局域網(wǎng)可采用隧道技術(shù)。

電子政務(wù)外網(wǎng)IPv6方案

電子政務(wù)外網(wǎng)IPv6骨干網(wǎng)絡(luò )建議分階段建設，先基于雙棧技術(shù)，建設基礎IPv6網(wǎng)絡(luò )，待技術(shù)積累成熟、網(wǎng)絡(luò )運行穩定后，再進(jìn)行IPv6 MPLS VPN的建設。電子政務(wù)外網(wǎng)基礎IPv6網(wǎng)絡(luò )建設可以考慮兩種建設模式，一是新建IPv6/IPv4雙棧網(wǎng)絡(luò )，二是現有IPv4網(wǎng)絡(luò )升級為雙棧。下面逐一加以介紹。

1）新建IPv6/IPv4雙棧網(wǎng)絡(luò )

新建IPv6/IPv4雙棧網(wǎng)絡(luò )可與現有IPv4骨干網(wǎng)規模相同，但鏈路帶寬略低，兩張骨干網(wǎng)同時(shí)運行。新建骨干網(wǎng)絡(luò )承載IPv4和IPv6協(xié)議，后續該新建網(wǎng)絡(luò )可作為IPv6骨干網(wǎng)專(zhuān)門(mén)承載IPv6協(xié)議。

可試點(diǎn)將共享資源區的業(yè)務(wù)逐步切換到IPv6,在電子政務(wù)外網(wǎng)IPv4網(wǎng)絡(luò )依舊承載縱向VPN和Internet業(yè)務(wù)，如圖1.

圖1 IPv4網(wǎng)絡(luò )、IPv6/IPv4雙棧網(wǎng)絡(luò )業(yè)務(wù)規劃

在新建雙轉網(wǎng)絡(luò )中，建立雙棧業(yè)務(wù)服務(wù)器，網(wǎng)絡(luò )中的所有雙棧設備均具有IPv4/IPv6兩種地址。由路由器鏈路層解析出接收到的數據包的數據段，拆開(kāi)并檢查包頭。如果IPv4/IPv6包頭中的第一個(gè)字段，即IP包的版本號是4,該包就由IPv4的協(xié)議棧來(lái)處理；如果版本號是6,則由IPv6的協(xié)議棧處理。

雙棧路由器可通過(guò)雙棧主機的目的訪(fǎng)問(wèn)地址尋徑路由到IPv4資源或IPv6資源，如圖2.如果雙棧主機訪(fǎng)問(wèn)縱向VPN或Internet,雙棧主機將其歸屬到IPv4網(wǎng)絡(luò )，按照原IPv4網(wǎng)絡(luò )的方式轉發(fā)報文；如果雙棧主機訪(fǎng)問(wèn)IPv6地址，則雙棧主機將在雙棧網(wǎng)絡(luò )尋址資源。