企业IPv6升级解决方案.docx

企业 IPv6 升级解决方案目录1. 概述 12. 需求分析 33. 解决方案 104. 成功案例 16企业 IPv6 升级解决方案1 概述2018 年3 月12 日，国资委印发了《关于做好互联网协议第六版（IPv6）部署应用有关工作的通知》，要求央企在18年完成门户网站和面 向用户的服务窗口的 IPv6 改造2018 年 5 月 3 日，工信部发布《推进 互联网协议第六版（IPv6）规模部署行动计划》通知，鼓励典型行业、重点工业 企业开展工业互联网 IPv6 网络化改造，创新工业互联网应用实践，构建工业互 联网 IPv6 标准体系为响应国家 IPv6 发展，企业开展基于 IPv6 的创新业务， 对网络接入、内部网络及系统提出新的需求企业 IPv6 升级解决方案根据企 业内部现有网络及系统情况，提供从内部网络 IPv6 升级改造技术路线到企业系 统的 IPv6 规划、升级和部署相关解决方案，以满足企业开展 IPv6 业务，适用 于工业互联网网络体系中工厂控制系统和工业云平台部分1.1 背景2017 年 11 月 26 日中共中央办公厅、国务院办公厅印发了《推进互联网协议第六版（IPv6）规模部署行动计划》，明确了推进IPv6部署的 重要意义，提出了部署的总体要求和主要目标，要用 5 到10 年时间，形成下一代 互联网自主技术体系和产业生态，建成全球最大规模的Pv6商业应用网络，实现下 一代互联在经济社会各领域深度融合应用。

为贯彻落实中共中央办公厅、国务院办公厅印 发的《推进互联网协议第六版（IPv6）规模部署行动计划》，加快网络基础设施 和应用基础设施升级步伐，促进下一代互联网与经济社会各领域的融合创新，工 信部发布关于贯彻落实《推进互联网协议第六版（IPv6）规模部署行动计划》通 知，积极推进内部网络和应用 IPv6 改造，加快推进企业生产管理信息系统等内部 网络和应用的 IPv6 改造，加强 IPv6 环境 下移动互联网、物联网、工业互联网、 云计算、大数据、人工 智能等研究与应用，强化 IPv6 环境下网络安全保障等 物联网、移动互联网、云计算等新兴产业的发展都需要海量的P地址作为支撑，IP 地址不足已经严重制约着这些处于全球竞争前沿、具有最广阔前景的新兴产业发 展随着物联网、移动互联网、 云计算等业务不断发展壮大，运营商不停地扩 大网络规模，这也使IPv4地址枯竭的速度更快了，分配殆尽的IPv4地址已经 成为制约我国物联网、移动互联网、云计算发展的瓶颈1.2 实施目标基于互联网协议第四版（IPv4）的全球互联网面临网络地址消耗殆尽、服 务质量难以保证等制约性问题， IPv6 能够提供充足的网络地址和广阔的创新空 间，是全球公认的下一代互联网商业应用解决方案。

大力发展基于 IPv6 的下 一代互联网，有助于显著提升我国互联网的承载能力和服务水平，更好融入国 际互联网，共享全球发展成果，有力支撑经济社会发展，赢得未来发展主动推进 IPv6 规模部署是互联网技术产业生态的一次全面升级，深刻影响着网络信息技术、产业、应用的创新和变革大力发展基于 IPv6 的 下一代互联网，有助于提升我国网络信息技术自主创新能力和产业高端发展水平， 高效支撑移动互联网、物联网、工业互联网、云计算、大数据、人工智能等 新兴领域快速发展，不断催生新技术新业态，促进网络应用进一步繁荣，打 造先进开放的下一代互联网技术产业生态1.3 适用范围企业 IPv6 升级解决方案针对企业内部现有网络及系统情况，提供从内部网 络IPv6升级改造技术路线到企业系统的IPv6规划、升级和部署相关解决方案，以 满足企业开展 IPv6 业务，适用于工业互联网网络体系中工厂控制系统和工业云平台 IPv6升级演进，可应用到企业智能网络Pv6组网、智能机器升级、工厂云殆 IPv6改造升级以及工业互联网应用IPv6业务等1.4 在工业互联网网络体系架构中的位置企业 IPv6 升级解决方案针对工厂控制系统，工业云平台 IPv6 的升级， 提供相应的改造方案。

在智能机器中，物品应具有 4 个特性：可识别性、可感 知性、可定位性以及可控制性这四个特性使得物联网对地址资源具有以下的 特殊需求：工业互联网需要地址资源支持海量性，因为工业互联网中存在着 海量的物品，这些物品的数量将以万亿计，而任意的物品之间均可能需要互 联，互联时需要网络地址用于定位，这些地址也将可能以万亿计；联网需要 地址资源支持安全性，物联网将比互联网具有更高的安全需求 在工业云体 系架构中，随着虚拟化技术的发展，一台物理主机上能够运行多个虚拟主机， 导致云计算所需的 IP 地址数量成比例增长，亟需海量的 IPv6 地址资源利用主机虚 拟化技术，能够在一台物理主机上运行多个虚拟主机，并且各个虚拟主机之 间相互独立、互不影响，用户可以在虚拟主机上灵活的安装任何软件通过 在流量进出口的汇聚节点上部署IPv6/IPv4转换网关，可以面向IPv6用户，实 现IPv6与IPv4协议转换但在云化数据中心中，网络结构从汇聚变为扁平，流 量的进出口数量不再唯一， 需要在数据中心所有的流量进出口上都配备 IPv6/IPv4 转换网关，这样使得网络改造起来较为复杂另外，转换网关需要 维护处理数据中心内外所有业务的 IPv6 与 IPv4 协议转换，对其处理性能也 提出了更高的要求。

「.心仃联网丘刀图 1 工业互联网互联示意图2 需求分析根据工信部关于落实贯彻《推进互联网协议第六版（IPv6）规模部署行动计划》通知，要求发展工业互联网 IPv6 应用，选择典型行业、重点企业开展工厂企业网络改造，创新工业互联网应用，构建工业互联网 IPv6 标准体系在智能机器中，工业互联网需要地址 资源支持海量性；在工业云体系架构中，随着虚拟化技术的发展，一台物理 主机上能够运行多个虚拟主机， 导致云计算所需的 IP 地址数量成比例增长， 亟需海量的IPv6地址资源2018年3月12日，国资委印发《关于做好互联网协 议第六版（IPv6）部署应用有关工作的通知》，要求央企在18年完成门户网站和 面向用户的服务窗口的 IPv6 改造IPv6在设计的过程中就已经考虑到了IPv4到IPv6的过渡问题，并提供了 一些特性使过渡过程简化针对Pv4到IPv6过渡问题已经提出了许多机制，它 们的实现原理和应用环境各有侧重目前，应用比较广泛的过渡策略主要包 括双栈策略、隧道策略以及翻译策略3 解决方案互联网是关系国民经济和社会发展的重要基础设施，深刻影响着全球经 济格局、利益格局和安全格局我国是世界上较早开展 IPv6 试验和应用的国 家，在技术研发、网络建设、应用创新方面取得了重要阶段性成果，已具备大 规模部署的基础和条件。

抓住全球网络信息技术加速创新变革、信息基础设 施快速演进升级的历史机遇，加强统筹谋划，加快推进 IPv6 规模部署，构建 高速率、广普及、全覆盖、智能化的下一代互联网， 是加快网络强国建设、 加速国家信息化进程、助力经济社会发展、赢得未来国际竞争新优势的紧迫 要求工业互联网作为新一代信息技术与实体经济深度融合的制高点，以及 制造业转型升级的主攻方向，成为 IPv6 网络化改造的重点应用场景3.1 方案介绍近年来，全球 IPv6 产业链条发展稳步推进在网络上设备方面，已经覆盖 了 IPv4产品的所有类型，包括数据网、固网、移动交换网、移动核心网及安全 等，能够满足网络端到端的部署需求；在应用软件方面，包括操作系统、 Web 引擎、数据库、浏览器等通用软件均支持IPv6根据工业互联网智能工程系统 架构情况，设计相应的 IPv6 升级方案，可根据实际情况通过全面技术升级，将 涉及到的业务各类应用系统和设备升级成支持 IPv4 和 IPv6 双协议栈，完成基 于 IPv4 和 IPv6 协议的业务互通；或通过技术改造，在 IPv6 协议和 IPv4 协 议间建立映射联系，满足IPv6用户能够正确的获取IPv4资源。

3.2 IPv6 升级技术IPv6在设计的过程中就已经考虑到了IPv4到IPv6的过渡问题，并提供了 一些特性使过渡过程简化针对Pv4到IPv6过渡问题已经提出了许多机制，它 们的实现原理和应用环境各有侧重目前，应用比较广泛的过渡策略主要包 括双栈策略、隧道策略以及翻译策略双栈策略是指在网络节点中同时具有 IPv4 和 IPv6 两个协议栈，这样， 它既可以接收、处理、收发 IPv4 的分组，也可以接收、处理、收发 IPv6 的分 组双栈策略的优点是概念清晰， 易于理解，网络规划相对简单，同时在 IPv6 逻辑网络中可以充分发挥 IPv6 协议的所有优点（如安全性、路由约束、流的支 持等方面）隧道策略是 IPv6 升级中经常使用到的一种过渡机制所谓“隧道”简单地讲就是利用一种协议来传输另一种协议的数据的技术隧道技 术主要实现了在IPv4数据包中封装IPv6数据包，随着IPv6技术的发展和广 泛应用，未来也将会出现在IPv4数据包中封装IPv6数据包的隧道技术隧道 技术能够充分利用现有的网络投资，因此在过渡初期是一种方便的选择但是， 在隧道的入口处会出现负载协议数据包的拆分，在隧道出口处会出现负载协议 数据包的重组。

这就增加了隧道出入口的实现复杂度，不利于大规模的应用翻译策略可以分为两个层面来进行，一方面是IPv4与IPv6协议层的翻 译，另一方面是IPv4应用与IPv6应用之间的翻译前者主要是通过NAT-PT 技术实现的，后者则主要通过应用代理网关ALG来实现o NAT-PT实现了网络层 的协议翻译；应用代理网关则实现应用层的协议翻译，对于不同的应用，需要 配置不同的应用代理网关翻译技术的优点是不需要进行 IPv4、IPv6 节点 的升级改造，缺点是 IPv4 节点访问 IPv6 节点的实现方法比较复杂，网络设备 进行协议转换、地址转换的处理开销较大因此，该策略一般是在其他互通 方式无法使用的情况下使用3.3 企业IPv6演进在 IPv4 向 IPv6 的演进过程中，为保证业务平台的平滑、稳定演进，可 以采用三种方案：第一种是互通网关方案，保持业务平台现有结构不变，通过 分别在IPv4和IPv6的网络边界部署网关设备，利用IPv4/IPv6翻译技术接入 IPv6用户；第二种是IPv4和IPv6应用并存方案，业务平台中IPv4和IPv6应用并存，使得平台具备同时支持 IPv4 和 IPv6 的功能；第三种是全面升级方案， 完成全业务平台以及周边系统 IPv6 升级，同时要求在 IPv4 网络停止运营前,基 于IPv4的业务平台需要继续支持IPv4用户。

3.3.1 互通网关方案保持平台现有结构不变，通过协议转换机制(NAT-PT/ALGA)支持IPv6用 户的接入如下图所示，通过在IPv4/IPv6网络边界部署网关设备，当IPv6终端 用户从 IPv6 网络接入，与互通网关建立隧道后，可以使用 IPv4 网络中的应用 类似的，当IPv4终端用户从IPv4网络接入，与互通网关建立隧道后，可以使用 IPv6 网络中的应用图 2 基于翻译技术的 IPv6 过渡方案3.3.2 IPv4和IPv6应用并存方案互通网关 IPv4业香平合将业务平台升级到 IPv6 后， IPv4 和 IPv6 应用将并存如下图所示，将 IPv4业务平台的部分应用升级到IPv6，包括对外门户和接口、核心业务逻辑，同 时为了兼容IPv4用户以及其它相关系统，保留原有IPv4业务平台的对外门户和 接口暂时不变，核心业务交由IPv6核心业务逻辑处理升级完成后,IPv4对外门户和接口为IPv4用户提供服务，IPv6对外门户和接口为IPv6用户提供服务，核。