Технология IPv6 для продуктов C-Data ONU

Быстрое развитие Интернета привело к появлению в наших домах большого количества интеллектуальных терминалов и всё более истощает ресурсы IPv4-адресов, которые мы используем. Хотя технология NAT помогает замедлить скорость потребления IPv4-адресов, мировые интернет-технологии всё равно развиваются в сторону IPv6, которая стала одной из ключевых базовых технологий, необходимых для 5G, облачных вычислений и Интернета вещей.

В последние два года в мире активно пропагандируется и ускоряется внедрение технологии IPv6, чтобы удовлетворить насущные потребности в подключении огромного количества интеллектуальных терминалов, инновациях в технологических отраслях и повышении уровня сетевой безопасности. Почти все интернет-провайдеры и операторы строят следующее поколение Интернета на базе технологии IPv6.

Компания C-Data, как профессиональный производитель в области технологий сетей доступа, обсудит следующие темы, чтобы помочь вам более полно понять технологию IPv6.

• Обзор технологии IPv6

• Технологии перехода с IPv4 на IPv6

• Значение ONU C-Data для технологии IPv6

• Продукты ONU C-Data с поддержкой технологии IPv6

• Перспективы технологии IPv6 в будущем

  
  

Обзор технологии IPv6

1.1 Что такое IPv6?

IPv6 (Internet Protocol Version 6) — это следующее поколение текущего интернет-протокола (IPv4). Состоящий из 128-битных двоичных чисел, IPv6 предоставляет огромный ресурс IP-адресов, достаточный для того, чтобы каждому живому существу и даже каждой песчинке на Земле можно было назначить один или несколько IP-адресов. IPv6 предполагает разделение 128-битного адреса на сегменты по 16 бит, и каждый сегмент при преобразовании в шестнадцатеричные цифры отделяется двоеточием.

Пример IPv4-адреса: 192.168.101.1

Пример IPv6-адреса: 2002:0db8:85a3:08d3:1319:8a2e:0370:7344

1.2 Зачем использовать технологию IPv6?

Технология IPv4 использует 32-битный двоичный адрес, который может адресовать 16 миллионов сетей и 4 миллиарда хостов. Однако с принятием методов адресации A, B и C количество доступных сетевых адресов и хост-машин значительно сокращается. Более того, из-за того, что основные технологии и около 3/4 IP-ресурсов принадлежат европейским и американским странам вследствие их развитого Интернета, многие развивающиеся страны попадают в затруднительное положение с нехваткой ресурсов IP-адресов. Фактически, с увеличением числа пользователей Интернета во всём мире и бурным развитием интеллектуальных терминалов и сетевых технологий, нехватка ресурсов IP-адресов будет серьёзно ограничивать применение и развитие Интернета во многих странах мира.

1.3 Текущая ситуация с технологией IPv6

Для осуществления полного перехода с IPv4 на IPv6 требуется, чтобы сетевое программное обеспечение, оборудование и терминальные устройства в глобальной интернет-инфраструктуре поддерживали протокол IPv6, что повлечёт за собой большой объём работ по модернизации. Хотя технология IPv6 была предложена ещё в 2010 году, активное продвижение со стороны правительств и крупных интернет-провайдеров/операторов началось лишь в последние два года. Более того, длительное сосуществование IPv4 и IPv6 по-прежнему остаётся проблемой совместимости, которую необходимо учитывать.

1.4 Каковы преимущества IPv6 перед IPv4?

По сравнению с IPv4, IPv6 имеет следующие преимущества:

• Большее адресное пространство. Длина IP-адреса в IPv4 составляет 32 бита, то есть существует 2^32-1 адресов. В то время как длина IP-адреса в IPv6 составляет 128 бит, то есть существует 2^128-1 адресов.

• Меньшая таблица маршрутизации. По сравнению с IPv4, заголовок пакета IPv6 содержит вдвое меньше полей, и все поля выровнены по 64-битным границам, что значительно повышает скорость обработки.

• Улучшенная поддержка многоадресной рассылки и потоковой передачи. Отсутствует ужасный широковещательный шторм, вызываемый IPv4, а поддержка многоадресной рассылки и потоковой передачи создаёт хорошие возможности для развития мультимедийных услуг.

• Более высокая безопасность. Пользователи могут шифровать данные на сетевом уровне и проверять IP-сообщения при использовании IPv6, что значительно повышает сетевую безопасность.

С учётом преимуществ IPv6, после длительного периода сосуществования IPv4 и IPv6, IPv6 в конечном итоге полностью заменит IPv4 и займёт доминирующее положение в Интернете.

Технологии перехода с IPv4 на IPv6

Поскольку IPv6 в конечном итоге заменит IPv4, как достичь полностью совместимой с IPv6 сетевой среды? Начальная трансформация сети с IPv4 на IPv6 показывает, что необходима тщательная корректировка от протокола до оборудования, включая клиент и сервер. Поэтому вопрос обратной совместимости был учтён IETF при разработке IPv6 с самого начала. Интернет-провайдер/оператор предоставит промежуточный узел и использует технологии DNS64/NAT64, которые отвечают за преобразование протоколов для соединения канала между IPv6 и IPv4.

2.1. Туннельная технология для начального перехода

На входе туннеля между IPv6 и IPv4 маршрутизатор инкапсулирует всю дейтаграмму IPv6 в поле данных дейтаграммы IPv4. Адрес источника и адрес назначения пакета IPv4 соответственно являются входом и выходом туннеля с IPv4-адресами. На выходе из туннеля пакет IPv6 извлекается и пересылается узлу назначения.

2.2. Технология двойного стека для сосуществования IPv4/IPv6

Технология двойного стека — это эффективная технология для перехода с IPv4 на IPv6. Узлы в сети поддерживают оба стека протоколов IPv4 и IPv6. Исходный узел выбирает разные стеки протоколов в зависимости от различных узлов назначения, а сетевое оборудование — в зависимости от типа протокола сообщения. Двойной стек может быть реализован на отдельном устройстве или в магистральной сети с двойным стеком. Для магистральной сети с двойным стеком все устройства должны одновременно поддерживать стек протоколов IPv4/IPv6, а интерфейс, соединяющий сеть с двойным стеком, должен быть настроен с обоими адресами IPv4 и IPv6.

Значение ONU C-Data для технологии IPv6

Сеть IPv6 разделяется на магистральную сеть и сеть доступа. Поскольку магистральная сеть несёт множество служб IPv6, большинство интернет-провайдеров/операторов завершили развёртывание магистральной сети IPv6, однако сеть доступа используется для подключения конечных пользователей. В настоящее время, учитывая, что почти каждая семья подключена по оптоволокну, как интегрировать функцию IPv6 в продукты PON для решения проблемы совместимости с IPv6 — это сложная задача, стоящая перед многими производителями ONU.

Чтобы обеспечить быстрый и лёгкий доступ к сети IPv6 в FTTH и адаптироваться к потребностям глобального развития сетей IPv6, компания C-Data приложила все усилия, чтобы ONU поддерживал службу IPv6, и выпустила графический интерфейс, позволяющий конечным пользователям легко использовать IPv6 на ONU C-Data. Кроме того, ONU C-Data поддерживает технологию перехода с двойным стеком IPv4/IPv6 и возобновила сертификацию Anatel для соответствия сетям IPv6 в большинстве стран. Сети некоторых стран уже используют ONU C-Data для доступа к сети IPv6.

Существует два сценария сети IPv6 для ONU C-Data, обсуждаемых ниже:

Сценарий 1: прозрачная передача служб IPv4/IPv6 в режиме моста ONU

Этот сценарий в основном используется для PPPoE или IPoE IPv4/IPv6, когда пользовательские компьютеры подключены к устройствам ONU или беспроводные маршрутизаторы подключены к устройствам ONU. Как OLT, так и ONU во время передачи выступают в качестве промежуточных устройств передачи, и настраивается только режим моста для прозрачной передачи служб IPv4/IPv6. Стоит отметить, что необходимо учитывать, поддерживают ли промежуточные устройства OLT и ONU прозрачную передачу служб IPv6, поскольку на рынке существует множество устройств OLT и ONU, которые не поддерживают прозрачную передачу служб IPv6.

Сценарий 2: режим маршрутизации ONU с поддержкой служб IPv4/IPv6

В этом сценарии режим маршрутизации на ONU должен поддерживать службы PPPoE или IPoE для IPv4/IPv6, а затем выделять адреса IPv4/IPv6 подключённому пользовательскому компьютеру или беспроводному маршрутизатору через DHCPv4/DHCPv6 для обеспечения доступа к сети по IPv4/IPv6. Это доступно для устройств OLT и прозрачной передачи IPv4/IPv6. В этом сценарии продукты ONU многих производителей сложно реализовать. Однако многие производители ONU не могут применить свои продукты в этом сценарии, поскольку существует ряд вопросов, которые необходимо решить, такие как совместимость с IPv6, реализация маршрутизации IPv6, сосуществование IPv4 и IPv6 и распределение адресов IPv6.

Продукты ONU C-Data с поддержкой технологии IPv6

Перспективы технологии IPv6 в будущем

• Глобальная сеть будет строить новые объекты информационных технологий на основе IPv6 и отдавать приоритет использованию IPv6 в 5G, Интернете вещей и промышленном Интернете.

• Технические стандарты, такие как IPv6+ и SRv6, будут разработаны на основе одиночного стека IPv6. Режим применения будет инновационным для увеличения пилотных и коммерческих приложений при координации с промышленными цепочками.

• Интеллектуальная сверхширокополосность, интеллектуальное подключение и интеллектуальная эксплуатация и обслуживание являются основными характеристиками будущей IP-сети. IPv6 — лучший выбор для интеллектуальной IP-сети.

Заключение

Технологии искусственного интеллекта, больших данных, облачных вычислений и Интернета вещей тесно связаны с протоколом TCP/IP. IP — это протокол сетевого уровня, стандартизирующий обмен и маршрутизацию пакетной информации в Интернете. Как инфраструктура, IPv6 построит новую интернет-эпоху.

Как профессиональный поставщик продуктов широкополосного доступа FTTH, компания C-Data будет ускорять развёртывание сети IPv6 вместе с глобальными интернет-провайдерами/операторами и внедрять больше технологий IPv6 в свои продукты. Если вас интересует технология IPv6, C-Data приветствует возможность предоставить вам ONU C-Data и обсудить технологию IPv6.