天然槑17 2022-08-29

2019年3月《關於2018年國民經濟和 社會 發展計劃執行情況與2019年國民經濟和 社會 發展計劃草案的報告》正式釋出，報告列舉了2019年中國要推進的70個大型工程專案，其中將5G和IPv6列為第十大工程：“加快5G商用步伐和IPv6規模部署，加強人工智慧、工業網際網路、物聯網等新型基礎設施建設和融合應用”。

2019年，IPv6進入了第二階段，預期到2020年末，IPv6流量必須要佔據50%，新增網路不再使用IPv4，排名靠前的網際網路應用、企事業單位、運營商的固定和行動網路全部要支援IPv6商用。IPv6協議不是對IPv4協議的簡單擴充套件，也不能做拿來主義直接去用，IPv6也要面對一些新問題的出現，所以IPv6自己也要不斷做創新。由此，不少新的IPv6技術隨之而來，這些技術完全為IPv6技術量身定做，打著深深的IPv6技術的烙印。下面，我們就來介紹幾個當前比較火的IPv6技術。

SRV6技術

Segment Routing（SR）技術是由Cisco提出的源路由機制，旨在IP和MPLS網路引入可控的標籤分配，為網路提供高階流量引導能力，簡化網路。SR有兩種方法，一種是基於MPLS的Segment Routing（SR-MPLS），另一種是基於IPv6的Segment Routing（SRv6）。SRv6是IPv6與SR技術的結合，依靠IPv6地址的靈活性，透過IPv6報文的擴充套件支援隧道功能，從而取消了MPLS轉發承載技術，將普通IP轉發和隧道轉發統一，簡化網路。SRv6使用嵌入在IPv6資料包中的SRH（Segment Routing Header），支援SRH節點讀取報頭、更新指標、交換目標地址並轉發，這是一種基於IPv6網路的SR技術，目前仍是IETF的草案。

SRv6從2017年開始啟動標準化程序，短短一年半，已有超50個的草案，覆蓋組網的各個方面，可見大家對SRv6技術的熱情程度。不過，SRv6對ASIC提出了一些特殊要求，SRv6節點必須沿SR路徑執行多個操作，包括讀取SRH，將IPv6目標欄位重寫到路徑中的下一個節點，更新指標以及執行特定於節點的操作，目前我們還沒有看到支援SRv6的網路裝置出現，仍是處於技術研討階段，相信在後面的ASIC中會新增支援SRv6。在軟體中，Linux核心透過SREXT核心模組支援核心版本4。10的SRv6，開源FD。io專案也支援SRv6。SRv6實質上是SR在IPv6中的落地，鑑於IPv6本身協議應用還沒有IPv4普及，所以當前SR-MPLS更實際一些，而且SR-MPLS不需要任何特殊ASIC要求，僅需要特定的SR-MPLS控制平面軟體，不影響ASIC轉發資料包能力，已有實際應用落地。

DIP（Deterministic IP）技術

在IPv6包頭中唯一新增的Flow Label欄位，為基於流差異化服務提供了更方便的網路層識別方式，使得路由器對流的識別不再依賴傳統的五元組，可以在不解析TCP/UDP四層傳輸層包頭的條件下，實現對流的精準識別，並匹配相應的流轉發策略。

IP協議最初的“盡力而為（Best Effort）”已滿足不了新應用場景中差異化服務的需求，確定性服務最早在IETF DetNet工作組被提出來，旨在為資料流提供確定性低時延及低抖動的IP層轉發，並孵化出DIP（Deterministic IP）技術，DIP能夠透過確定性的報文排程和核心無狀態的網路架構，同時實現三層大網端到端時延確定性和大規模可擴充套件性，使得在IP網路可以為高優先級別的流提供確定性的轉發服務。所謂確定性服務指的是服務選擇中QoS資訊往往具有不確定性，透過一些技術處理達到相對的確定，以便更好地進行流量排程。DIP技術不僅在流量排程上可以大顯身手，在IP溯源技術上也有建樹。DIP利用確定包標記溯源法，記錄邊界路由器IP包，可獲得相應入口地址和攻擊源所在子網，這種溯源方法簡單高效。

Multi-homing技術

Multi-homing多宿主技術是一種重要的網路服務方式，具有提高網路可靠性、實現均衡複雜、增加網路頻寬、保證傳輸層存活性等優點。Multi-homing並不是IPv6的一個新概念，但在多宿主環境中部署IPv6，還是會遇到不少新問題。IPv6的自動配置功能，採用格式正確的ICMPv6路由器公告（RA），會引起裝置安裝傳送路由器的預設路由，當不止一個路由器傳送這樣的資料包時，問題就會出現。雖然兩個路由器傳送這種格式正確資料包的可能性微乎其微，可是在測試網路中，路由器公告很容易溜出去、跑到生產環境上，或者是跑到不同的測試網路上，從而造成嚴重破壞。

Multi-homing問題會導致流量似乎丟失或從來沒有被髮送。區別在於，它時而行，時而不行，似乎是間歇性的。這歸因於計時器或生命週期的不同，讓裝置有一個“恢復”期間，它在這段期間似乎會正常執行。在IPv6中，可以透過路由策略、主機中心策略和閘道器策略來解決Multi-homing問題。路由策略使用BGP的IPv6多宿主或者“隧道”機制的IPv6多宿主和ISP之間協商的多宿主實現。主機中心策略是透過主機來實現鏈路容錯性和均衡複雜能力的，由主機對源地址和目的地址進行選擇，選擇不同的源地址相當於選擇了不同的ISP。閘道器策略在多宿主站點和上游ISP網路之間使用一個閘道器，對源地址的轉換達到多宿主的目的。Multi-homing技術不是IPv6特有，IPv4網路中就存在了，不過Multi-homing在IPv6部署時會遇到新問題，因而基於IPv6的Multi-homing出現了各種應對策略。

除了以上三種，IPv6還有Mobile IP，VXLAN over IPv6等一系列新的技術，很多都處於標準草案階段，大家對IETF RFC草案標準貢獻也比較活躍。現在的IPv6網路部署仍處於初級階段，隨著IPv6網路的普及，這些新技術迎來了實踐的機會，相信還會不斷有新的技術加入進來。從IPv4到IPv6，不僅僅是簡單的地址長度增加，藉助於這次網路變革，IPv6也設計了許多解決以往網路頑疾的新技術，寄希望在IPv6網路到來之時，順便解決掉。從IPv4到IPv6的進化過程已不可逆轉，有一大推的網路問題等待IPv6技術去解決。