IPv6探討:網(wǎng)絡(luò )扁平化實(shí)現真正意義的對等通信

本文所提出的是一個(gè)開(kāi)放性，具有探索意義的話(huà)題。主要從IPv6協(xié)議技術(shù)的角度切入，思考在這種協(xié)議體系下，所構建的IPv6網(wǎng)絡(luò )的架構特征。

　　眾所周知，在實(shí)際運營(yíng)IPv4網(wǎng)絡(luò )過(guò)程中，發(fā)現Pv4存在先天不足。這些問(wèn)題包括，IP地址容量受限、無(wú)源地址認證導致IP地址偽裝，三角路由導致移動(dòng)性能差，安全性不好，配置復雜，路由表膨脹，端到端的業(yè)務(wù)模式缺少等問(wèn)題。

　　IETF在制定IPv6標準的過(guò)程中，充分考慮這些問(wèn)題，并在協(xié)議規范中解決這些問(wèn)題。

　　地址容量擴大。地址編碼由32bit編碼，擴容為128bit編碼，這樣地址空間就擴大了43億倍。

　　擴展支持組播和任意播地址，這使得數據包可以發(fā)送給任何一個(gè)或一組節點(diǎn)。

　　即插即用的無(wú)狀態(tài)地址協(xié)議。大容量的地址空間能夠真正的實(shí)現無(wú)狀態(tài)地址自動(dòng)配置，使IPv6終端能夠快速連接到網(wǎng)絡(luò )上，無(wú)需人工配置，實(shí)現了真正的即插即用。

　　引入流標簽。也就是在IPv6協(xié)議頭中，增加了20bit的流標簽，從而使基于IPv6技術(shù)網(wǎng)絡(luò )層具備了可以實(shí)現端到端流標記區分能力，從而使流管理細粒度化具備了理論基礎。

　　IPv4技術(shù)一直是采用best-effort的傳送能力，有了流標記，就能夠實(shí)現差分服務(wù)。

　　報頭格式大大簡(jiǎn)化。從而有效減少路由器或交換機對報頭的處理開(kāi)銷(xiāo)，這對設計硬件報頭處理的路由器或交換機十分有利，從而使得IPv6網(wǎng)絡(luò )的網(wǎng)速大幅提高在理論上既可得到保證。

　　IPv6的報文分片技術(shù)只在端到端的主機之間進(jìn)行。路由器不再參與分片和重組，因此對路由器緩沖區的需求量將極大的降低，從而在在理論上會(huì )對網(wǎng)速提高有質(zhì)的改變。

　　IPv6增加了增強的組播能力。并且在局域網(wǎng)內取代了廣播，在全網(wǎng)絡(luò )中通過(guò)組播能力，可以非常有效的支持廣播類(lèi)流量服務(wù)，這使得在廣域網(wǎng)絡(luò )中類(lèi)似服務(wù)發(fā)現機制。

　　事實(shí)上，IPv6并非是IPv4簡(jiǎn)單升級，或者更確切的說(shuō)，IPv6不是IPv4技術(shù)的兼容升級，而是IPv4的替代品。因此，對于基于IPv6技術(shù)下的網(wǎng)絡(luò )體系需要重新認識。

　　從硬件體系架構上看，IPv6網(wǎng)絡(luò )是層次化的路由體系，從接入路由器到匯聚路由器，甚至到核心路由器，網(wǎng)絡(luò )路由層級匯聚。越靠近核心，路由表聚合越強。層次化的網(wǎng)絡(luò )體系架構才能形成路由聚合，大幅提升削減路由表，路由轉發(fā)效率才會(huì )提高，硬件投資才會(huì )更有效。這對于現有的維護基礎設施的運營(yíng)商而言，是有利的，他么可以在現有的層次體系下升級或者更新硬件即可。但是，在過(guò)渡過(guò)程中，需要有意思的控制，NAT路由設備的持續建設。

　　從業(yè)務(wù)邏輯上看，IPv6網(wǎng)絡(luò )體系是扁平化的。IPv6提供了充裕的IPv6地址，用戶(hù)不再應為缺少I(mǎi)P地址而隱藏在私網(wǎng)下，與其他用戶(hù)共用IP地址。在IPv4網(wǎng)絡(luò )環(huán)境下，由于NAT的存在，使得IP網(wǎng)的通信只能保證通信的端到端的可達性。在IPv6網(wǎng)絡(luò )環(huán)境下，每個(gè)用戶(hù)都可能擁有IPv6地址，從而可以實(shí)現“服務(wù)可達”，不再是經(jīng)由NAT路由實(shí)現的端到端的C/S通信，而是端到端的對等通信。因此，基于IPv6協(xié)議下的對等可靠服務(wù)的網(wǎng)絡(luò )體系架構是有理論依據的。但是，網(wǎng)絡(luò )中的節點(diǎn)間要實(shí)現真正的對等通信，在信息不對稱(chēng)的情況下是不可能的，因此我們認為網(wǎng)絡(luò )是“扁平”的，因此需要更多“權威”的存在。這對現有的互聯(lián)網(wǎng)架構會(huì )有沖擊。

　　面對未來(lái)網(wǎng)絡(luò )架構的扁平化，現有的過(guò)渡技術(shù)在構建的整個(gè)過(guò)程中，需要充分考慮網(wǎng)絡(luò )建設的硬件可重用性，而不是快速部署?？焖俨渴饝鉀Q用戶(hù)訪(fǎng)問(wèn)IPv6資源的可達性，充分讓用戶(hù)體驗到IPv6網(wǎng)絡(luò )扁平化架構下的服務(wù)便捷。但是，過(guò)渡技術(shù)的選擇需要謹慎，這是接入服務(wù)商需要認真考慮的問(wèn)題。另一方面，IPv6網(wǎng)絡(luò )扁平化的架構，也就對構建新的基于IPv6網(wǎng)絡(luò )的服務(wù)體系提出了要求。怎樣充分深度挖掘IPv6協(xié)議的技術(shù)要素，構建IPv6應用服務(wù)體系，是一個(gè)非常值得研究的課題。CNNIC的6Pilot平臺正在積極開(kāi)展適應IPv6扁平化架構的應用體系研究，構造快速接入IPv6