IPv6的重要商业应用：3G服务

2019-11-03 09:01:51

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供稿：网友

汪澍

　　目前，国内有两个网络的实验项目在运营商中紧锣密鼓地进行:一个是3G的实验网络，另一个是基于ipv6的CNGI试验网络。当将这两个项目的技术细节联系起来，就会发现其实这两个项目有着密切的联系。

　　本文基于Cisco IPv6和3G移动的技术，将两个实验网络紧密的联系起来，从网络的设备投资，运营维护成本和今后的发展几个方面探讨Cisco的技术的优点。

　　一、关于支持未来3G 系统及业务的建议

　　无论是3GPP的UMTS还是3GPP2的CDMA2000系统，它们的系统架构将是向全IP的方向演进和发展的。语音、数据、多媒体等业务形式的承载是基于IP的；端到端的业务呼叫模型是基于IP的；RAN及CN核心的网络交换和呼叫控制也是基于IP的。而且在3G/B3G的远景规划中，3GPP、3GPP2规范的方向均确定了IPv6是3G/B3G网络承载、业务应用的发展方向。

　　在3G/B3G的IMS阶段，网络系统(包括分组域和电路域)将全面基于或兼容IPv6。以联通目前CDMA20001xRTT的网络架构及网络演进为例，在向1xEVDV 和2x/3x的演进阶段可充分利用CNGI的IPV6网络作为CDMA2000 3G网络的承载网络(包括网络架构和业务层面)。

　　我们可以把3G系统演进的网络分成两个大的步骤，即传统移动电路域向全IP演进和整个系统向IMS演进两个大的阶段。在第一个阶段，可针对电路域IP化的整体要求提供可靠保证；在IMS系统演进阶段，可充分利用IPv6为3G系统的网络和业务提供高效的承载服务及业务优化。下图介绍了3GPP2 网络架构底层IP网络承载和业务应用对IPv6的必要程度，并以3G的IMS阶段为例作简要阐述。

图1 3GPP2网络架构与的IPv6的关系

　　在3G的后期阶段，端到端呼叫模型将基于IPv6。由于从支持双栈(IPv4、IPv6)的MS起，3G系统中所有关连IMS呼叫流程的所有网元将必须支持IPv6,包括双栈支持的MS、分组网关PDSN及Pi网络侧的HA、AAA的网络地址、涉及MS的IPv6地址分配、简单IP、移动IP业务、PPP会话的用户在PDSN路由会聚、HA的COA地址绑定表的更新等等。这意味着采用CNGI的IPv6作为核心网络(包括分组、电路域)的承载网络将是最佳的选择。此外也可利用IPv6网络的VPN 功能实现对网络的RP接口及RAN网络提供传输承载服务。在核心网侧，可采用IP核心网络的VPN功能实现对移动终端的各种业务应用，包括对移动的语音、数据、IMS媒体流，网络控制信令、管理计费信息等进行业务层的逻辑隔离，为各种服务类型提供相应的安全保证。同时通过IP网络中QoS技术的实施，针对不同业务等级、流量模型的要求，充分保证对3G网络移动终端的不同等级的业务应用、不同的SLA要求实现端到端(同一管理域内)的服务质量保证。要达到以上目标，MPLS中的VPN和流量工程(TE)是最经济的实现手段。

　　另外从业务层面，通过双栈支持的PDSN实现支持简单IP和移动IP的服务，并提供向不同IPv4和IPv6业务网络的连接。Cisco的IPv6解决方案中的HA组件完全支持Mobile IP(v6)的协议栈, 充分满足移动终端在IPv6网络环境下的漫游业务的实现。尽管3G的未来发展是采用IPv6，但在目前的3G试验网络的IP部分基本是IPv4的网络。其中，由于服务质量的要求，部分网络还需要利用MPLS的功能来提供服务质量和链路保护。可以看出，3G网络对IP部分的需求是：从IPv4开始，添加MPLS功能，最后支持IPv6，而且，在相当长的时期内需要IPv4/MPLS/IPv6共存。

　　二、采用Cisco 6PE方式建立的IPv6/IPv4/MPLS网络

　　Cisco 所研究和开发的6PE功能是在MPLS的边缘路由器PE( PRovider edge)上支持IPv6的路由功能，并通过MP-BGP技术和MPLS交换功能实现IPv6的网络互联。这种方式只需在PE路由器上增加软件配置即可以提供IPv6服务,作为MPLS骨干的设备和软件配置不需要做任何修改；从ISP的角度来看，整个骨干网的控制层面没有改变，也不需要添加任何的开销，包括运行管理和设备的添置。配上Cisco的6PE功能，ISP的MPLS骨干网络可以在一个网络平台上提供IPv4、MPLS VPN、MPLS TE和IPv6的服务，这使ISP可平稳地提供3G移动网络服务。同时，ISP可最大限度地共享网络资源，节省网络的运行管理成本，减小技术投资风险。Cisco 6PE网络实现如图2所示：

图2 Cisco 6PE网络结构图

　　三、Cisco 6PE技术实现的3G IP网络设计

　　6PE路由器是支持IPv4/MPLS/IPv6/MPLS VPN的多功能路由器。恰好满足3G网络的需求,同时提供IPv4 /IPv6/MPLS VPN的多功能网络服务：6PE路由器本身就是一个IPv6/IPv4的双栈路由器，可在一个端口上支持IPv4和IPv6的数据转发；针对某些多媒体业务，6PE路由器可建立不同的VPN来保证安全，可以是IPv4的VPN或是IPv6的VPN；对于实时业务的流量可建立相应的TE路径来保证质量。

　　目前，Cisco可提供经过实践检验的高性能、成熟的Cisco12000系列路由器作为6PE 路由器。该产品在6PE的技术实现上具有以下几个优点。

　　1. 高性能：单一板卡可提供15Mpps的IPv6交换能力。整个设备可提供每秒数百兆IPv6包的转发能力,可充分发挥骨干网络的性能。

　　2. 多功能：可同时提供IPv4/IPv6/MPLS VPN的多功能服务。

　　3. 低成本：ISP可利用现有设备，通过软件升级实现IPv6网络服务。

　　4. 低风险：ISP根据用户需求，在网络边缘实现IPv6网络服务，同时不影响现有的网络服务，不增加骨干网络的设备资源开销、设备配置管理开销和运行管理开销。

　　CNGI带领中国开始了IPv6的下一代网络的技术演进时代，3G网络作为下一代移动网络的技术最终是需要运行在IPv6网络之上的。但技术的发展不可能一蹴而就，需要不断的实践、总结和发展。Cisco 6PE所采用的MPLS和MP-BGP技术都是经过实践检验,在目前的Internet上广泛应用的技术,此技术提供了低成本、低风险的3G IP网络解决方案,它充分发挥了CNGI网络的实用价值，为中国的IPv6发展和3G网络的实践提供了一个经济的、高效的平台。

----《通信世界》