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IPv6在3G網絡中的應用

2019-11-03 09:00:57
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供稿：網友
北電網絡高級工程師 韓慶黎


　　3G技術是一個復雜的系統工程，在這個系統工程中需要一些先進的技術來保證這個系統工程得以實現。在3G的數據業務實現方面，具體到用戶的編址、尋址和路由技術，3G網絡將會采用ipv6技術。IPv6是下一代互連網的編址、尋址和路由技術，它以IPv4為基礎，克服了IPv4技術的一些關鍵缺陷，特別適用于無線數據業務環境。

　　3G業務的發展，尤其是數據業務的發展需要網絡能夠提供大量的IP地址作為技術保證。然而目前的IPv4技術在很大程度上很難滿足3G網絡的地址需求。主要是因為IPv4技術面臨著地址枯竭的困境。盡管IPv4有32位地址空間，可以容納4，294，967，296個地址，但是IP地址分配原則造成IP地址的大量浪費，這樣實際上我們共用的IP地址只有幾百萬個。這遠遠不能滿足未來移動和固定用戶的地址需要。針對目前可以分配的IP地址接近枯竭的狀況，一些結構不得不采用私有的IP地址，這些機構的網絡與其他機構的網絡通過公共IP網互聯時必須通過網絡地址轉換設備(NAT)把私有IP地址轉換成共有IP地址才能進行互聯互通。NAT地址轉換不僅造成網絡性能上的瓶頸，而且有些應用是無法穿透NAT的，例如經過加密的數據包以及一些不使用UDP和TCP協議頭的數據包。由此可見，IPv4的地址限制影響了網路的發展和應用的實現，尤其是在需要大量IP地址的第三代移動通信網絡。

　　IPv6的協議大大擴展了IP地址范圍，這種新的技術采用128位地址空間，有340，282，366，920，938，463，463，374，607，431，768，211，456個地址，是IPv4地址數量的296倍。這么巨大的地址空間可以滿足現在和未來的地址分配需要，這樣的地址空間意味著地球上每平方米可以擁有665，570，793，348，866，943，898，599個地址，地球上的移動電話、汽車、儀表、電器設備，甚至每一粒沙子都可以具有多個IP地址。地球上的IP地址可以說是取之不盡，用之不竭的。采用IPv6技術后，不需要再采用目前的節省IP地址的手段，例如NAT技術，這給我們的網絡設計和應用的實現都帶來巨大的好處。由此可見采用IPv6最大的好處是解決了地址枯竭的問題。

　　IPv6除了解決地址問題以外，與IPv4相比還具有以下好處：

　　1.IPv6采用分層次的結構設計，IP地址的層次結構可以表達全球網絡結構和路由結構，這種分層次的IP地址設計大大減少了骨干路由設備的路由表。

　　2.IPv6具有更加有效的自動分配地址能力，與IPv4相比，即使沒有DHCP服務器，IPv6設備也可以自己自動配置IP地址，而且能在極短的時間內配置完成。

　　3.IPv6能更好的實現IPQoS，

　　IPv6協議頭里的流標簽字段可以對IP流進行分類，使得IPv6設備能對不同的流進行不同的處理。

　　IPv6以其巨大的技術優勢，將會在未來的IP網絡中發揮重要的作用，尤其是在第三代移動通信網中，IPv6將會發揮重要的作用。3G網絡的分組核心網(PS域)事實上就是一個IP接入網，通過這個核心網移動用戶可以接入到因特網上享受移動沖浪服務。在移動用戶接入移動網絡，享受信息服務之前需要獲得IP地址，移動用戶得到的地址可以是IPv4地址也可以是IPv6地址，但是采用IPv6技術能夠避免用戶享受移動數據業務時的地址限制問題。

　　IPv6技術固然有其巨大的優勢，但是IPv6的實現不是一蹴而就的，目前，大量的網絡設備和應用都是基于IPv4設計的，并不支持IPv6，要實現IPv6需要分步驟穩步過渡，不能急于求成。我們可以將部分網絡節點升級為IPv6和IPv4兩種編址方式都支持的節點，然后在進一步升級為IPv6節點。在沒有將全網節點全部升級為IPv6節點前需要考慮采用隧道、地址轉換以及雙協議棧等過渡方案。

　　在我們的3G網絡也是如此，3G網絡的IPv6最先可能在手機終端上實現，這也是業務先行的思路所致。如果3G終端帥先采用了IPv6技術，而現有的英特網沒有采用IPv6技術，就需要過渡的辦法，常用的過渡辦法有用IPv4隧道承載IPv6包的技術，還有IPv6地址與IPv4轉換技術以及雙協議棧等多種技術。例如，如果3G終端采用IPv6編址，因特網的服務器就是IPv4的服務器，那么就可以采用主機到路由器的IPv4隧道承載IPv6包的技術。在3G終端上將IPv6包封裝在IPv4隧道里，然后透過IPv4的網絡，或者在GGSN上進行封裝將IPv6包通過隧道傳送到目的主機。

　　由此可見，要真正的實現IPv6還有相當長的一段路要走，在沒有實現端到端的IPv6之前，IPv6的全部優勢還不能正確發揮出來。對于3G網絡來說也是如此，如果只在3G網絡的分組域實現IPv6并不能真正的解決目前IPv4網絡故有的問題。我們向IPv6的邁進需要一步一步實現。

　　
----《通信產業報》

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