下一代互聯(lián)網(wǎng)是業(yè)界為了解決目前互聯(lián)網(wǎng)的地址瓶頸、質(zhì)量和安全等問題而提出的未來發(fā)展總體設(shè)想，盡管IPv6并不能概括下一代互聯(lián)網(wǎng)的全部，但已經(jīng)形成了一個(gè)完整成熟的標(biāo)準(zhǔn)體系，目前業(yè)界一般泛指的下一代互聯(lián)網(wǎng)核心內(nèi)容往往就是指IPv6。因而，目前我們下一代互聯(lián)網(wǎng)的工作重心就是平穩(wěn)有效地向IPv6的過渡，同時(shí)盡可能地提升網(wǎng)絡(luò)的可控、可管、可擴(kuò)、可信能力。
2007年底，經(jīng)國(guó)務(wù)院同意，國(guó)家發(fā)改委批準(zhǔn)武漢城市圈和長(zhǎng)株潭城市群圍繞“兩型社會(huì)(資源節(jié)約型和環(huán)境友好型社會(huì))”為主題構(gòu)建綜合配套改革試驗(yàn)區(qū)。湖南作為傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)和水利大省，在產(chǎn)業(yè)升級(jí)的同時(shí)也提出了對(duì)基礎(chǔ)通信網(wǎng)絡(luò)和信息服務(wù)進(jìn)行升級(jí)改造。其中，基于IPv6技術(shù)的下一代互聯(lián)網(wǎng)的探索和實(shí)踐成為了基礎(chǔ)通信網(wǎng)絡(luò)和信息服務(wù)升級(jí)改造的信息化戰(zhàn)略制高點(diǎn)。
中國(guó)電信湖南省公司聯(lián)合中國(guó)電信北京研究院，在國(guó)內(nèi)首次實(shí)現(xiàn)了基于現(xiàn)有寬帶網(wǎng)的端到端業(yè)務(wù)開通和運(yùn)行，把基于IPv6的下一代互聯(lián)網(wǎng)構(gòu)成要素融入到網(wǎng)絡(luò)升級(jí)、流程改造、技術(shù)試驗(yàn)和應(yīng)用部署四個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)，為湖南兩型社會(huì)的信息化改造給出了一個(gè)成功的樣板。整個(gè)試驗(yàn)是技術(shù)先進(jìn)性、網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)實(shí)性和應(yīng)用需求導(dǎo)向的有機(jī)結(jié)合體。
網(wǎng)絡(luò)升級(jí)：驗(yàn)證端到端IPv6連通性
目前的IP承載網(wǎng)都是基于IPv4的，向下一代互聯(lián)網(wǎng)演進(jìn)首先需要完成承載網(wǎng)對(duì)IPv6的支持。有效完成IPv4向IPv6的過渡是解決地址匱乏的關(guān)鍵。
在IP承載網(wǎng)上的升級(jí)，最關(guān)鍵的一點(diǎn)是在保證業(yè)務(wù)連續(xù)性且降低風(fēng)險(xiǎn)的前提下盡量減少對(duì)現(xiàn)網(wǎng)的影響和相關(guān)的投資。圖1以典型的承載網(wǎng)架構(gòu)分層面來分析網(wǎng)絡(luò)升級(jí)的要點(diǎn)。在湖南承載網(wǎng)升級(jí)中重點(diǎn)完成了城域核心層和業(yè)務(wù)接入層進(jìn)行了配套的升改改造。試驗(yàn)結(jié)論：通過最小量的升級(jí)改造，可以初步驗(yàn)證網(wǎng)絡(luò)端到端IPv6連通性的能力。
骨干網(wǎng)：骨干網(wǎng)絡(luò)負(fù)責(zé)承載全網(wǎng)的流量，在升級(jí)過程中需要更加突出降低風(fēng)險(xiǎn)的要求。在新建一張IPv6骨干網(wǎng)投資過大的情況下，可以采取網(wǎng)絡(luò)邊緣節(jié)點(diǎn)升級(jí)雙棧，通過6PE等隧道技術(shù)透過IPv4的骨干核心節(jié)點(diǎn)傳遞IPv6報(bào)文；也可以全網(wǎng)開啟雙棧，從核心節(jié)點(diǎn)到邊緣節(jié)點(diǎn)全部支持IPv6。在湖南的實(shí)踐中，由于存在CNGI這一全面支持IPv6的骨干網(wǎng)，目前采用的是后一種方案，今后將考慮利用中國(guó)電信原有的CN2試驗(yàn)6PE方式的骨干網(wǎng)方案。
城域網(wǎng)核心層：主要指承擔(dān)城域網(wǎng)高速數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)的出口路由器和匯聚路由器。由于為城域網(wǎng)內(nèi)路由聚合及路由策略調(diào)度區(qū)域，且承擔(dān)城域網(wǎng)主要出、入流量的轉(zhuǎn)發(fā)職責(zé)，無法進(jìn)行流量繞轉(zhuǎn)或者透?jìng)鳎摬糠衷O(shè)備必須升級(jí)以支持IPv6，為此在長(zhǎng)沙城域網(wǎng)上對(duì)現(xiàn)有的核心路由器均進(jìn)行了升級(jí)。
業(yè)務(wù)接入控制層：由寬帶接入服務(wù)器（BRAS）與業(yè)務(wù)路由器（SR）兩種設(shè)備組成，主要負(fù)責(zé)業(yè)務(wù)接入與控制。
BRAS用于提供撥號(hào)和專線接入互聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)關(guān)、組播網(wǎng)關(guān)等功能，也可以充當(dāng)MPLS PE，特別是在IPv6的應(yīng)用環(huán)境下，BRAS給用戶分配地址的機(jī)制更為復(fù)雜，要支持無狀態(tài)ND方式，有狀態(tài)DHCPv6方式，有狀態(tài)DHCPv6+PD前綴下發(fā)等多種方式，現(xiàn)網(wǎng)大部分BRAS都要軟硬件升級(jí)改造。對(duì)確實(shí)無法通過升級(jí)支持IPv6的BRAS，可以采用L2TP方式，將用戶PPPoE撥號(hào)通過L2TP隧道終結(jié)到支持IPv6的BRAS上，實(shí)現(xiàn)用戶的IPv6或者雙棧接入。目前長(zhǎng)沙城域網(wǎng)對(duì)兩種方式均進(jìn)行了實(shí)踐。
SR為了提供基于IPv6的大客戶專線接入互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)、MPLS PE和組播網(wǎng)關(guān)等功能，需要升級(jí)支持IPv6，長(zhǎng)沙城域網(wǎng)正逐步開展對(duì)SR的升級(jí)。
寬帶接入層：包括LAN交換機(jī)、DSLAM、AG、EPON、AP等設(shè)備，原則上可以不做升級(jí)改造，二層透?jìng)鱾鬟fIPv6報(bào)文，這也是長(zhǎng)沙城域網(wǎng)現(xiàn)行的做法。但隨著三網(wǎng)融合工作的推進(jìn)，IPTV業(yè)務(wù)規(guī)模部署對(duì)組播復(fù)制點(diǎn)下移的要求，今后部署的EPON、GPON等設(shè)備也將逐步要求在OLT層次支持IPv6。
流程改造：添加IPv6屬性技術(shù)可行
要實(shí)現(xiàn)下一代互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)（如寬帶接入）的商用，必須對(duì)現(xiàn)有的IT支撐系統(tǒng)和AAA/DNS進(jìn)行改造，以實(shí)現(xiàn)端到端的IPv6屬性。在用戶體驗(yàn)上是首次生成IPv6用戶業(yè)務(wù)生成單并改造成相應(yīng)的客戶管理和計(jì)費(fèi)系統(tǒng)。這將是IPv6能規(guī)模商用部署的前提，也是改造工作量和復(fù)雜度高的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。試驗(yàn)結(jié)論：針對(duì)添加IPv6屬性的流程改造是技術(shù)可行的。圖2是目前城域網(wǎng)中寬帶接入業(yè)務(wù)開通所涉及的各個(gè)典型系統(tǒng)。
IT支撐系統(tǒng)：為兼容現(xiàn)有IPv4用戶使用習(xí)慣，考慮通過增加IPv6域名等方式來實(shí)現(xiàn)新增的業(yè)務(wù)屬性。
其中，CRM（客戶關(guān)系系統(tǒng)）用于受理寬帶業(yè)務(wù)，其支持IPv6的關(guān)鍵技術(shù)點(diǎn)包括：增加可選IP類型，標(biāo)識(shí)為雙棧用戶或者IPv4單棧用戶；給用戶的帳號(hào)密碼回執(zhí)單中的帳號(hào)中帶有域名@IPv6，通過用戶上網(wǎng)輸入帳號(hào)時(shí)攜帶不同的域，在BRAS和AAA系統(tǒng)中區(qū)別普通用戶與雙棧用戶。
SPS（服務(wù)開通系統(tǒng)）用于實(shí)現(xiàn)IPv6用戶寬帶資源配置，其支持IPv6的關(guān)鍵技術(shù)點(diǎn)是獲取CRM傳送雙棧標(biāo)志，傳送到TSAP系統(tǒng)；
TSAP（自動(dòng)激活系統(tǒng)）用于將工單分解為各個(gè)環(huán)節(jié)施工子單，其支持IPv6的關(guān)鍵技術(shù)點(diǎn)包括：將CRM受理的用戶信息，送到AAA系統(tǒng)激活處理；將受理用戶的速率、端口信息，送到網(wǎng)元設(shè)備，進(jìn)行激活處理。
認(rèn)證計(jì)費(fèi)授權(quán)系統(tǒng)：AAA（認(rèn)證計(jì)費(fèi)授權(quán)系統(tǒng)）與BRAS設(shè)備之間通過Radius協(xié)議進(jìn)行交互，使用UDP協(xié)議完成用戶的認(rèn)證、授權(quán)與計(jì)費(fèi)操作，其支持IPv6的關(guān)鍵技術(shù)點(diǎn)包括：建立用戶認(rèn)證帳號(hào)（用戶標(biāo)志位第18位標(biāo)識(shí)雙棧屬性，0為普通IPv4用戶，1為雙棧用戶）；與BRAS交互支持IPv6的擴(kuò)展屬性，實(shí)現(xiàn)IPv6地址的下發(fā)；根據(jù)用戶獲得的IPv4和IPv6的地址，區(qū)分IPv4和IPv6的流量，分別進(jìn)行技術(shù)處理。
DNS負(fù)責(zé)完成域名與IP地址之間的相互解析：其支持IPv6的關(guān)鍵技術(shù)點(diǎn)包括：能支持AAAA格式的查詢報(bào)文和響應(yīng)報(bào)文，通過遞歸查詢的方式對(duì)用戶的AAAA查詢予以響應(yīng)；能支持AAAA格式的域名記錄，對(duì)用戶IPv6網(wǎng)站實(shí)現(xiàn)IPv6域名的本地授權(quán)解析；為在將來IPv6單棧環(huán)境下響應(yīng)用戶發(fā)起的純IPv6的DNS查詢，DNS服務(wù)器本身以及承載網(wǎng)絡(luò)需要升級(jí)改造。
技術(shù)試驗(yàn)： 測(cè)試實(shí)現(xiàn)IPv4/IPv6間的互通
在向下一代互聯(lián)網(wǎng)的演進(jìn)過程中，除了引入IPv6協(xié)議本身之外，還需要解決IPv4和IPv6之間的互通互訪問題，特別是初期IPv6資源缺乏的情況下，可能在用戶端已經(jīng)規(guī)模引人了IPv6而被訪問的應(yīng)用仍只支持IPv4；而在后期IPv6應(yīng)用占據(jù)主導(dǎo)的情況下，而需要解決少量IPv4用戶訪問IPv6資源的問題。
為此，我們?cè)陂L(zhǎng)沙城域網(wǎng)中試驗(yàn)了隧道、地址翻譯、應(yīng)用轉(zhuǎn)換等多種過渡和互通技術(shù)，對(duì)即時(shí)通信、互聯(lián)星空、全球眼業(yè)務(wù)等進(jìn)行了IPv4/IPv6間的互通測(cè)試，得到了不錯(cuò)的效果。
圖3是其中一個(gè)典型應(yīng)用的場(chǎng)景：IPv6主機(jī)發(fā)起的連接經(jīng)過轉(zhuǎn)換設(shè)備后訪問只支持IPv4的互聯(lián)星空平臺(tái)的情況。
應(yīng)用部署：兩方面進(jìn)行IPv6應(yīng)用落地
在下一代互聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用實(shí)踐方面，湖南電信重點(diǎn)從現(xiàn)有自營(yíng)業(yè)務(wù)向IPv6遷移以及開發(fā)新型的IPv6示范應(yīng)用兩個(gè)方面推進(jìn)，一是實(shí)現(xiàn)了湖南IDC承載IPv6應(yīng)用服務(wù)能力及IPv6版“互聯(lián)星空·湖南站”的上線；二是首次開發(fā)了基于IPv6的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用—湖南農(nóng)業(yè)溫室綜合監(jiān)控系統(tǒng)和智能交通系統(tǒng)，有力地支撐了湖南兩型社會(huì)建設(shè)。
其中對(duì)于IDC承載IPv6服務(wù)能力的改造，主要結(jié)合現(xiàn)網(wǎng)實(shí)際設(shè)計(jì)了IDC網(wǎng)絡(luò)雙棧拓?fù)�。在雙�；腎DC網(wǎng)絡(luò)中，我們通過新增相關(guān)的三層交換機(jī)連接CNGI網(wǎng)絡(luò)，提供IPv6用戶接入環(huán)境，并將原有部署在IDC中的湖南互聯(lián)星空服務(wù)器群進(jìn)行改造，支持IPv6服務(wù)能力，包括對(duì)外門戶和接口、核心業(yè)務(wù)邏輯等。同時(shí)，為了兼容基于IPv4網(wǎng)絡(luò)的用戶以及其它相關(guān)系統(tǒng)，我們保留了現(xiàn)有基于IPv4網(wǎng)絡(luò)的業(yè)務(wù)平臺(tái)對(duì)外門戶和接口暫時(shí)不變，核心業(yè)務(wù)交由基于IPv6網(wǎng)絡(luò)的中間件處理。改造后的系統(tǒng)可支持IPv4和IPv6用戶的訪問、認(rèn)證、支付，并實(shí)現(xiàn)了單一域名智能分流訪問請(qǐng)求。
另外，湖南電信積極探索基于下一代互聯(lián)網(wǎng)的新應(yīng)用，結(jié)合下一代互聯(lián)網(wǎng)可提供豐富的地址空間以及湖南進(jìn)行環(huán)境友好型和資源節(jié)約型兩型社會(huì)配套改革戰(zhàn)略需求，利用國(guó)家政策鼓勵(lì)下一代互聯(lián)網(wǎng)和現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的發(fā)展契機(jī)，通過實(shí)施基于下一代互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與現(xiàn)代農(nóng)業(yè)相結(jié)合的應(yīng)用示范，開發(fā)出一套基于下一代互聯(lián)網(wǎng)的智能農(nóng)業(yè)溫室控制系統(tǒng)，明顯提升了農(nóng)業(yè)效率，并促進(jìn)引發(fā)更多行業(yè)應(yīng)用的轉(zhuǎn)型，進(jìn)而帶動(dòng)下一代互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展。
湖南智能農(nóng)業(yè)溫室控制系統(tǒng)部署在湖南省農(nóng)業(yè)廳下屬的湖南省優(yōu)質(zhì)果茶良種繁育場(chǎng)，通過下一代互聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)采集溫度、濕度、光照、土壤含水量等農(nóng)作物生長(zhǎng)環(huán)境參數(shù)，同時(shí)可實(shí)現(xiàn)對(duì)灌溉、通風(fēng)、水簾、遮陽網(wǎng)等的遠(yuǎn)程智能控制。系統(tǒng)由三部分構(gòu)成：IPv6智能監(jiān)控業(yè)務(wù)平臺(tái)、監(jiān)控前端和系統(tǒng)展示客戶端。該系統(tǒng)采用開放架構(gòu)實(shí)現(xiàn)，基于標(biāo)準(zhǔn)的IPv6協(xié)議和SIP協(xié)議，并支持IPv4/IPv6雙棧協(xié)議，具有良好的擴(kuò)展性，并實(shí)現(xiàn)了固網(wǎng)、移動(dòng)網(wǎng)、無線傳感網(wǎng)的融合應(yīng)用。
湖南實(shí)踐的成果和影響
中國(guó)電信湖南省公司和中國(guó)電信北京研究院在湖南兩型社會(huì)建設(shè)中對(duì)下一代互聯(lián)網(wǎng)的探索和實(shí)踐，是國(guó)內(nèi)首次將網(wǎng)絡(luò)通信新技術(shù)成功部署在社會(huì)實(shí)踐中的典型案例，其在經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益上都取得了良好的成效，具有以下幾個(gè)方面的突出特點(diǎn)。
其一，國(guó)內(nèi)第一個(gè)IPv6商用網(wǎng)絡(luò)。通過網(wǎng)絡(luò)升級(jí)和流程改造，長(zhǎng)沙城域網(wǎng)實(shí)現(xiàn)了IPv6寬帶接入業(yè)務(wù)的端到端流程穿越，這是國(guó)內(nèi)商業(yè)網(wǎng)中首次實(shí)現(xiàn)端到端的IPv6業(yè)務(wù)支撐，為基于IPv6技術(shù)的下一代互聯(lián)網(wǎng)走向規(guī)模商用奠定了基礎(chǔ)。
其二，中國(guó)電信成為國(guó)際首個(gè)IPv6-enabled認(rèn)證的運(yùn)營(yíng)商。中國(guó)電信在湖南的工作和成績(jī)得到了國(guó)際組織的認(rèn)可，成為全球首家通過國(guó)際IPv6 論壇的IPv6-enabled認(rèn)證的運(yùn)營(yíng)商，為我國(guó)在全球下一代互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域中爭(zhēng)得了榮譽(yù)。同時(shí)，基于中國(guó)電信在下一代互聯(lián)網(wǎng)上體現(xiàn)出的實(shí)力，一些跨國(guó)企業(yè)主動(dòng)聯(lián)系中國(guó)電信希望得到IPv6 VPN等服務(wù)，這也為我國(guó)的電信企業(yè)在下一代互聯(lián)網(wǎng)的國(guó)際市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中創(chuàng)造了有利條件。
其三，成果轉(zhuǎn)化為實(shí)際應(yīng)用。在湖南實(shí)踐中，我們通過逐步實(shí)現(xiàn)對(duì)包含雙棧在內(nèi)的諸多IPv6服務(wù)能力的支持，降低網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)的成本和風(fēng)險(xiǎn)，極大加快了下一代互聯(lián)網(wǎng)在運(yùn)營(yíng)商現(xiàn)網(wǎng)的部署，使得相關(guān)技術(shù)從實(shí)驗(yàn)室走向了商用網(wǎng)，相關(guān)的升級(jí)和改造經(jīng)驗(yàn)可以在電信企業(yè)中得到推廣和部署。湖南農(nóng)科院溫室綜合監(jiān)控系統(tǒng)的成功部署為基于IPv6的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用提供了示范，該系統(tǒng)服務(wù)于現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和研發(fā)，被國(guó)家相關(guān)行業(yè)評(píng)為“2009年中國(guó)農(nóng)村信息化最佳解決方案”，相關(guān)成果還在黑龍江佳木斯建三江農(nóng)業(yè)進(jìn)行了復(fù)制推廣。
其四，自主創(chuàng)新打破國(guó)際技術(shù)壟斷。在湖南實(shí)踐中，中國(guó)電信在網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)、穿越測(cè)試、業(yè)務(wù)流程和應(yīng)用開發(fā)等方面都進(jìn)行了探索，解決了許多技術(shù)難點(diǎn)，在一些重大技術(shù)問題有所突破，擁有了《面向業(yè)務(wù)IPv6地址分類與分配方法》、《下一代互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)服務(wù)開通系統(tǒng)》、《下一代互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)自動(dòng)激活系統(tǒng)》等一系列專利，為我國(guó)下一代互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)打破外國(guó)專利的壟斷提供了有益的探索。
