IPv6的重要商業應用：3G服務

2019-11-03 09:01:51

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供稿：網友

汪澍

　　目前，國內有兩個網絡的實驗項目在運營商中緊鑼密鼓地進行:一個是3G的實驗網絡，另一個是基于ipv6的CNGI試驗網絡。當將這兩個項目的技術細節聯系起來，就會發現其實這兩個項目有著密切的聯系。

　　本文基于Cisco IPv6和3G移動的技術，將兩個實驗網絡緊密的聯系起來，從網絡的設備投資，運營維護成本和今后的發展幾個方面探討Cisco的技術的優點。

　　一、關于支持未來3G 系統及業務的建議

　　無論是3GPP的UMTS還是3GPP2的CDMA2000系統，它們的系統架構將是向全IP的方向演進和發展的。語音、數據、多媒體等業務形式的承載是基于IP的；端到端的業務呼叫模型是基于IP的；RAN及CN核心的網絡交換和呼叫控制也是基于IP的。而且在3G/B3G的遠景規劃中，3GPP、3GPP2規范的方向均確定了IPv6是3G/B3G網絡承載、業務應用的發展方向。

　　在3G/B3G的IMS階段，網絡系統(包括分組域和電路域)將全面基于或兼容IPv6。以聯通目前CDMA20001xRTT的網絡架構及網絡演進為例，在向1xEVDV 和2x/3x的演進階段可充分利用CNGI的IPV6網絡作為CDMA2000 3G網絡的承載網絡(包括網絡架構和業務層面)。

　　我們可以把3G系統演進的網絡分成兩個大的步驟，即傳統移動電路域向全IP演進和整個系統向IMS演進兩個大的階段。在第一個階段，可針對電路域IP化的整體要求提供可靠保證；在IMS系統演進階段，可充分利用IPv6為3G系統的網絡和業務提供高效的承載服務及業務優化。下圖介紹了3GPP2 網絡架構底層IP網絡承載和業務應用對IPv6的必要程度，并以3G的IMS階段為例作簡要闡述。

圖1 3GPP2網絡架構與的IPv6的關系

　　在3G的后期階段，端到端呼叫模型將基于IPv6。由于從支持雙棧(IPv4、IPv6)的MS起，3G系統中所有關連IMS呼叫流程的所有網元將必須支持IPv6,包括雙棧支持的MS、分組網關PDSN及Pi網絡側的HA、AAA的網絡地址、涉及MS的IPv6地址分配、簡單IP、移動IP業務、PPP會話的用戶在PDSN路由會聚、HA的COA地址綁定表的更新等等。這意味著采用CNGI的IPv6作為核心網絡(包括分組、電路域)的承載網絡將是最佳的選擇。此外也可利用IPv6網絡的VPN 功能實現對網絡的RP接口及RAN網絡提供傳輸承載服務。在核心網側，可采用IP核心網絡的VPN功能實現對移動終端的各種業務應用，包括對移動的語音、數據、IMS媒體流，網絡控制信令、管理計費信息等進行業務層的邏輯隔離，為各種服務類型提供相應的安全保證。同時通過IP網絡中QoS技術的實施，針對不同業務等級、流量模型的要求，充分保證對3G網絡移動終端的不同等級的業務應用、不同的SLA要求實現端到端(同一管理域內)的服務質量保證。要達到以上目標，MPLS中的VPN和流量工程(TE)是最經濟的實現手段。

　　另外從業務層面，通過雙棧支持的PDSN實現支持簡單IP和移動IP的服務，并提供向不同IPv4和IPv6業務網絡的連接。Cisco的IPv6解決方案中的HA組件完全支持Mobile IP(v6)的協議棧, 充分滿足移動終端在IPv6網絡環境下的漫游業務的實現。盡管3G的未來發展是采用IPv6，但在目前的3G試驗網絡的IP部分基本是IPv4的網絡。其中，由于服務質量的要求，部分網絡還需要利用MPLS的功能來提供服務質量和鏈路保護。可以看出，3G網絡對IP部分的需求是：從IPv4開始，添加MPLS功能，最后支持IPv6，而且，在相當長的時期內需要IPv4/MPLS/IPv6共存。

　　二、采用Cisco 6PE方式建立的IPv6/IPv4/MPLS網絡

　　Cisco 所研究和開發的6PE功能是在MPLS的邊緣路由器PE( PRovider edge)上支持IPv6的路由功能，并通過MP-BGP技術和MPLS交換功能實現IPv6的網絡互聯。這種方式只需在PE路由器上增加軟件配置即可以提供IPv6服務,作為MPLS骨干的設備和軟件配置不需要做任何修改；從ISP的角度來看，整個骨干網的控制層面沒有改變，也不需要添加任何的開銷，包括運行管理和設備的添置。配上Cisco的6PE功能，ISP的MPLS骨干網絡可以在一個網絡平臺上提供IPv4、MPLS VPN、MPLS TE和IPv6的服務，這使ISP可平穩地提供3G移動網絡服務。同時，ISP可最大限度地共享網絡資源，節省網絡的運行管理成本，減小技術投資風險。Cisco 6PE網絡實現如圖2所示：

圖2 Cisco 6PE網絡結構圖

　　三、Cisco 6PE技術實現的3G IP網絡設計

　　6PE路由器是支持IPv4/MPLS/IPv6/MPLS VPN的多功能路由器。恰好滿足3G網絡的需求,同時提供IPv4 /IPv6/MPLS VPN的多功能網絡服務：6PE路由器本身就是一個IPv6/IPv4的雙棧路由器，可在一個端口上支持IPv4和IPv6的數據轉發；針對某些多媒體業務，6PE路由器可建立不同的VPN來保證安全，可以是IPv4的VPN或是IPv6的VPN；對于實時業務的流量可建立相應的TE路徑來保證質量。

　　目前，Cisco可提供經過實踐檢驗的高性能、成熟的Cisco12000系列路由器作為6PE 路由器。該產品在6PE的技術實現上具有以下幾個優點。

　　1. 高性能：單一板卡可提供15Mpps的IPv6交換能力。整個設備可提供每秒數百兆IPv6包的轉發能力,可充分發揮骨干網絡的性能。

　　2. 多功能：可同時提供IPv4/IPv6/MPLS VPN的多功能服務。

　　3. 低成本：ISP可利用現有設備，通過軟件升級實現IPv6網絡服務。

　　4. 低風險：ISP根據用戶需求，在網絡邊緣實現IPv6網絡服務，同時不影響現有的網絡服務，不增加骨干網絡的設備資源開銷、設備配置管理開銷和運行管理開銷。

　　CNGI帶領中國開始了IPv6的下一代網絡的技術演進時代，3G網絡作為下一代移動網絡的技術最終是需要運行在IPv6網絡之上的。但技術的發展不可能一蹴而就，需要不斷的實踐、總結和發展。Cisco 6PE所采用的MPLS和MP-BGP技術都是經過實踐檢驗,在目前的Internet上廣泛應用的技術,此技術提供了低成本、低風險的3G IP網絡解決方案,它充分發揮了CNGI網絡的實用價值，為中國的IPv6發展和3G網絡的實踐提供了一個經濟的、高效的平臺。

----《通信世界》