【自由谈】城域网IPv6过渡技术——4v6场景技术总结（1）

为什么会存在4v6应用场景？主要是从“云-管-端”的IPv6状态决定的，“云”侧IPv4类业务丰富，IPv6驱动力小，所以“云”在较长一段时间内还是以IPv4类业务为主。“管”侧的IPv6化程度高，设备IPv6支持能力强。“端”侧IPv4用户仍在发展，虽然部分在向IPv6迁移，但是庞大的IPv4用户群仍会存在。因此“云-管-端”的这种“IP v4为主-IPv6 Ready-IPv4为主”状态，决定了在IPv6过渡过程中，4over6场景将是一个重要的研究领域。与此同时，IETF也产生了众多针对4over6场景的过渡技术，比如DS-lite、Public 4over6、Lightweight 4voer6、464XLAT、MAP-T、MAP-E等。

个人对4over6的过渡技术做了如下分类：

• 按照“状态”分为：有状态、无状态、轻状态。
  有状态Stateful：4v6设备需维护user-session station，状态维护、查询和溯源均需要设备资源支持；4v6设备通过动态方式使用地址池资源完成映射，分配灵活，用户每次上线分配的地址资源有可能不同。代表性技术为：DS-lite。
• 无状态Stateless：4v6地址映射方式是强相关，地址分配在一定程度上受限。4v6设备无需维护user-session station，仅需要执行4v6映射算法即可，节省设备资源投入。无状态技术对于简化网络、提升管理效率和平滑演进方面有显著优势。代表技术为：MAP-E和MAP-T。
• 状态Lightweight：是有状态技术的一种优化，主要目的是•降低Stateful对设备的资源需求，通过用户级session来减少会话数量和维护工作量；每用户的4v6地址资源分配可以采用独立方式进行配置和管理，实现IPv4与IPv6管理的分离。代表技术为：Public 4over6、Lightweight 4over6。

按照“NAT44部署”分为：集中式NAT44和分布式NAT44。

• 集中式NAT44：指私网IPv4用户的数据包在CE上仅进行4v6处理，而NA44处理在集中式CGN设备上进行。优势在于集中进行IPv4地址管理和分配，地址利用率高；劣势在于集中式NAT44对设备资源要求高。代表技术为DS-lite。
• 分布式NAT44：指私网IPv4用户的数据包在CE上进行NAT44和4v6处理，集中式4v6设备仅进行4v6处理。优势在于充分利用CE的资源实现NAT44，降低集中式4v6设备的资源需求；劣势在于需要提前进行公网IPv4地址的分配和管理，预分配地址的方式影响IPv4地址利用率。代表技术为Public 4over6、Lightweight 4over6、MAP-E和MAP-T。

按照“报文封装”分为：隧道和翻译。

• 隧道方式:主要由IETF Software工作组完成。在隧道端点将IPv4报文进行封装和解封装，在IPv6网络中以外层IPv6报头进行转发。代表技术为DS-lite、Public 4over6、LAFT6、MAP-E。
• 翻译方式：主要由IETF Behave工作组完成。在IPv4-IPv6网络边界进行NAT翻译，在IPv6网络中以IPv6报文进行转发。代表技术为464XLAT、MAP-E。

下一节将总结性地分析和对比下DS-lite、Lightweight 4over6、Public 4over6、MAP-E、MAP-T、464XLAT等过渡技术。