IPv6终端技术和产品现状.ppt

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1、IPv6终端技术和产品现状介绍何 平公众客户产品开发部 终端技术与标准研究室目录IPv6发展需求背景IPv6与IPv4基础简介移动终端从IPv4向IPv6的演进方式移动终端的IPv6技术实现及应用现状2相关背景中国电信IP地址面临枯竭n当前地址消耗情况n当前拥有地址8700万，地址消耗最多的业务为固网宽带6500万，移动宽带411万nIDC业务平台246万，网络其它490万n发展新用户对地址需求较大n现有固定、移动宽带，IPTV，IDC等业务发展新用户未来4年每年新增地址需求1400万左右现有公网地址主要解决当前业务新用户的发展需求，新兴业务直接考虑采用IPv6地址3政府推动运营商响应n美国率

2、先倡议NGI计划，已建成试验网VBNS和Internet2，并要求国防部、政府网络和ICP于2008年6月前支持IPv6n欧盟不断强化试验网GEANT2的性能和全球化地位，并计划在2010年前，敦促25%的企业、政府机构和家庭用户使用IPv6n日本通过e-Japan计划推动IPv6的应用，并在2008年公布了IPv6过渡策略；韩国也在2008年建成6个IPv6交换中心国际环境：政府加大推进力度，运营商积极响应广电电 信移动联通广电启动NGB工程，意图抢占下一代互联网的主导地位联通在下一代互联网方面进行了长期研究，蓄势待发移动正在研究和部署IPv6，并以发展移动互联网为切入点，全方位控制产业链上

3、下游内容价值链客户网络运营商内容提供商终端国内环境：行业内外竞争日益激烈相关背景-国内外IPv6推进情况nNTT拥有最大的IPv6商用网，在全球范围内提供IPv6接入和数据中心业务。nSprint在2008年1月开始提供IPv6服务。nAT&T、KDDI、中华电信等已经向IPv6过渡。4相关背景中国电信业务发展需求固网宽带接入：预分配地址固网宽带接入：预分配地址6900万，占比万，占比84%；对地址需；对地址需求随家庭数平稳增长；求随家庭数平稳增长；移动宽带接入：移动宽带接入：CTnet业务预分配地址业务预分配地址575万，占比万，占比7%；地址需求随用户数、在线比快速增长。地址需求随用户数、

4、在线比快速增长。用户溯源、接入认证安全管理需求。用户溯源、接入认证安全管理需求。地址消耗多地址消耗多安全管理要求安全管理要求QoS要求要求移动性要求移动性要求互联网接入业务互联网接入业务Vnet等纯平台类（等纯平台类（IDC）业务：服务器分配静态地址）业务：服务器分配静态地址246万，占比万，占比3%；地址需求随应用发展平稳增长。；地址需求随应用发展平稳增长。IPTV、全球眼等终端、全球眼等终端-平台类业务：机顶盒分配私网地址；平台类业务：机顶盒分配私网地址；未来开放需换公网地址，随终端数量快速增长；对网络未来开放需换公网地址，随终端数量快速增长；对网络QoS要求较高要求较高CTWAP等移动增

5、值业务：手机终端分配私网地址，未来等移动增值业务：手机终端分配私网地址，未来可能换成公网地址，但与可能换成公网地址，但与CTnet可共享；具有移动需求可共享；具有移动需求增值业务增值业务新兴业务新兴业务物联网行业应用：地址需求随传感器数量的增长快速增物联网行业应用：地址需求随传感器数量的增长快速增加；具有移动性和加；具有移动性和QoS要求。要求。云计算应用：随服务器、网络设备数量增长平稳增加，云计算应用：随服务器、网络设备数量增长平稳增加，具有分布架构、安全认证、负载均衡等需求。具有分布架构、安全认证、负载均衡等需求。当前，地址消耗是最主要的业务发展需求5目录移动终端从IPv4向IPv6的演进

6、方式IPv6与IPv4基础简介IPv6发展需求背景6移动终端的IPv6技术实现及应用现状什么是IPV6？IPv6是“InternetProtocolVersion6”的缩写，它是IETF设计的用于替代现行版本IP协议-IPv4-的下一代IP协议。IPv6包由IPv6包头（40字节固定长度）、扩展包头和上层协议数据单元三部分组成。7IPv6地址长度IPv6 address=128 bitsIPv6 address=128 bits？n足够的地址数量n处理效率：在计算机中，数据能用2的指数次幂字长位的二进制数表示时，CPU对数值的处理效率最高n未来网络扩展性：IPv4发展初期，计算机CPU以32位

7、为主，现在64位机十分普及，128位机正在成长中，因此选择128位对数据传递效率比较合适。8IPv6与IPv4的主要差别9IPv6地址长度为128位，即有2128-1（3.4E+38）个地址，IPv4地址长度为32位，即有232-1个地址。增加的地址空间尽管IPv6地址长度是IPv4的四倍，但包头仅为IPv4的两倍。改进后的IPv6包头在中转路由器中处理效率更高。包头处理效率IPv6包头中的数据流标签（FlowLabel）字段用于识别数据流身份，利用该字段，IPv6允许终端用户对通信质量提出需求。更好的Qos支持IPv6特性具有非常强的可扩展性，新特性能添加在IPv6包头之后的扩展包头中。不象

8、IPv4，包头最多只能支持40字节的的可选项扩展性高vs扩展性低IPv6/IPv4协议位置提供逻辑寻址及路由功能提供逻辑寻址及路由功能OSI OSI 七层模型七层模型应用层应用层表示层表示层会话层会话层传输层传输层网络层网络层数据链路层数据链路层物理层物理层传输层传输层网际互联层网际互联层网络接入层网络接入层应用层应用层TCP/IPTCP/IP模型模型10IPv4与IPv6的地址格式n格式为d.d.d.d。“d”是0255范围内的十进制数值。如：IPv4地址格式n首选形式是这里的X是8个16进制的16比特组。地址的每个区中前面的0可以省略不写，但是每个区中至少要有一个数字。如：1080：0：0

9、：0：8：800：200C：417A。n可以用：来代替连续的多组16比特的0但是：只能在一个地址中出现一次，：也可以代替在地址开头或结尾的连续0比特。如:环回地址：0：0：0：0：0：0：0:1可以表示成：1n采用的地址格式这种格式应用在既有IPv6节点又有IPv4节点的环境中，其中“x”是16进制的数值，用在地址的高位6个16比特组，“d”是十进制的数值，用在地址的低位4个8比特组。如：0：0：0：0：0:FFFF:129:144:52:48IPv6地址通用格式11IPv6 与 IPv4 头结构比较版本长度服务类型数据包长度标识符标志分段偏移量生存时间传输协议报头校验和源地址目标地址选项填充

10、（变长）版本传输流类型（优先级）数据流标签有效载荷长度下一个报头跳数限制源地址目标地址IPv4头机构（20字节）IPv6头机构（40字节）12IPv6报头各选项定义n传输流类型：8位，指示IPv6数据流通信类别或优先级。功能类似于IPv4的服务类型（TOS）字段。n数据流标签：20位，IPv6新增字段，标记需要IPv6路由器特殊处理的数据流。该字段用于某些对连接的服务质量有特殊要求的通信，诸如音频或视频等实时数据传输。n下一个报头：8位，识别紧跟IPv6头后的包头类型，如扩展头（有的话）或某个传输层协议头（诸如TCP，UDP或着ICMPv6）。n跳数限制：8位，类似于IPv4的TTL（生命期）

11、字段。版本版本传输流类型传输流类型（优先级）（优先级）数据流标签数据流标签有效载荷长度有效载荷长度下一个报头下一个报头跳数限制跳数限制源地址目标地址13IPv6扩展报头格式14IPv6IPv6头头下一个头下一个头=分段分段分段头（扩展报头）分段头（扩展报头）下一个头下一个头=TCP=TCP TCP TCP头头 包的其他部分包的其他部分扩展头部基本结构IPv6包IPv6常用扩展报头逐跳选项报头(HopByHopHeader,HBH)用于传送必须由数据报的传送路径中的每个节点检测的可选信息。目的选项报头(DestinationOptionHeader，DOH)用于携带只需由包的目的节点检测的可选信

12、息。路由报头(RoutingHeader，RH)用于IPv6源节点列出到包的目的节点的路径中所应“访问”的一个或多个中间节点。分段报头(FragmentHeader，FH)使发送大于去往目的节点的路径MTU的包。与IPv4不同的是，在IPv6里，只有包的源节点用FH报头才能进行分段，传输路径中的路由器不能进行分段。15IPV6与IPv4优劣势功能功能IPV4IPV6地址空间32位，232-1128位，2128-1路由表比较大IPv6的地址分配一开始就遵循聚类的原则，这使得路由器能在路由表中用一条记录（Entry）表示一片子网组播支持增强的组播支持及对流的支持，对Qos有更好的支持安全性较低协议

13、族定义了增强的安全性基本信息.扩展性不易扩展便于扩展移动性不适应数量庞大的移动终端简单的扩展，满足大规模移动用户的需求16目录17IPv6发展需求背景移动终端从IPv4向IPv6的演进方式IPv6与IPv4基础简介移动终端的IPv6技术实现及应用现状IPv4向IPv6演进IPv4IPv4oceanoceanIPv6IPv6islandislandIPv4IPv4onlyonly实验实验IPv6IPv6网络网络IPv4IPv4islandislandIPv6IPv6oceanoceanIPv6IPv6onlyonlyn初始阶段：IPv4网络占绝对的主导地位，IPv4网络中出现若干IPv6孤岛，这

14、些孤岛通过IPv4网络连接到一起。n主导阶段：IPv6网络和主机占主导地位。当IPv6发展到后来，骨干网全部是IPv6，而IPv4网络成了孤岛。类似于发展初级阶段，主要采取隧道技术来部署，但现在隧道互联的是IPv4网络了。18三种演进技术分析（1）用户终端设备用户终端设备应用平台应用平台IPv4封装IPv6封装网络网络v双栈技术双栈技术IPv4协议栈IPv6协议栈v特点终端、应用平台主机根据业务进行v4或v6数据封装网络节点同时支持v4和v6协议栈，逻辑上分离应用涉及到的各个网络层面都需要支持双栈v问题仍同时占用v4和v6地址，不能解决V4公网地址缺少问题不能实现v4和v6应用互通V4应用V6

15、应用19三种演进技术分析（2）v隧道技术隧道技术v特点将v4数据嵌套在v6数据包中传送，或反之实现同协议两端应用穿越不同协议网络网络侧解决网络孤岛的问题用户侧解决纯v6接入应用孤岛的问题v问题规模部署隧道对配置和管理的复杂度较高不能实现v4和v6应用互通可选技术较多，但都不太成熟用户终端设备用户终端设备应用平台应用平台IPv4封装网络网络IPv6协议栈V4应用IPv6协议栈4over6封装IPv6隧道IPv4封装20三种演进技术分析（3）21用户终端设备用户终端设备应用平台应用平台IPv4封装v6网络网络v翻译技术翻译技术IPv6协议栈v特点网络部署协议翻译网关，将v4数据包转换成v6数据包，

16、或反之可以是地址翻译，用于v4私有地址与公网地址间翻译解决v4v6网络或应用互访、私有地址使用的问题v问题大量应用间翻译，容易形成性能瓶颈目前协议翻译技术尚不成熟，V6应用IPv6封装v4网络网络IPv4协议栈翻译网关翻译网关目录22IPv6发展需求背景IPv6与IPv4基础简介移动终端从IPv4向IPv6的演进方式移动终端的IPv6技术实现及应用现状终端总体结构23硬件硬件驱动软件设备服务接口驱动服务接口BSPBSP驱动逻辑接口OS及公共服务OS及公共服务接口API协议栈及管理IP协议栈CDMA协议栈WCDMA协议栈GSM 协议栈应用程序UI(GUI)终端双栈流程24UnchangedUnc

17、hangedModifiedModified New New芯片与终端的数据接口高通在通信芯片（MSM）与终端设备（AP、PC、PDA等）间主要定义了两种数据接口：DUN和RmNet。RmNet接口将代替DUN接口，高通产品规划中无采用DUNNetwork模式支持IPV6的计划；高通芯片产品中，将同时支持RmNet接口和的芯片也会支持DUN接口（非Network模式的IPv6）。nDUN接口包含两种模式：Relay模式和Network模式nRmNet接口是高通提供的一种私有的通信接口，可提供更强大的数据通信能力25两种数据接口的对应关系DUN/AT和RmNet/QMI接口从控制层和数据层对应关

18、系如下DUN/ATRmNet/QMI控制通道AT指令QMI指令数据通道DUNRmNet26DUN接口两种模式27nRelay模式nRelay模式里，终端提供物理层的桥接，PPP包中继功能，而不涉及上层包的封装及解封装n终端套片提供物理层通道功能，IPv6解决方案由AP、PC等外部方案提供。DUN模式因为AT指令的局限性所以无法支持QosnNetwork模式nNetwork模式里，终端提供IP层的桥接，IP包中继功能，涉及IP包的封装及解封装。n高通芯片产品规划中该模式下不支持IPv6。RmNet/QMI接口模式28nRmNet/QMI模式n终端采用QMI/RmNet模式，终端提供IP层的桥接，

19、IP包中继功能，涉及IP包的封装及解封装。nTE端无需支持PPP协议栈n高通产品在该方案中支持IPv629工作模式对比DUN-Relay模式兼容所有芯片PPPATATPPPTEMSMPDSNPPPATATPPPTEMSMPDSNRm接口Um接口PPPPPPPPPQMIQMIPPPTEMSMPDSNRm接口Um接口EthernetPPPIPDUN-Network模式支持移动IPRmNet/QMI模式支持移动IP支持EvdoQoS更高效的传输AT/DUN与QMI/RmNet对比对比项AT/DUNQMI/RmNet支持的功能基本功能除基本功能外，还可支持QoS、MIPv6、多APN、广播/多播等异步

20、数据处理不支持支持数据传输性能支持HDLC协议采用更优化的数据传输协议，适合更高速数据传输支持的操作系统目前主流的操作系统（不含Win7）都支持AT指令；QMI是高通私有协议，操作系统支持需要高通配合。Brew、WM、BMP、Android在部分芯片上可支持QMI/RmNet3031RmNet/QMI模式-IPv6架构（AP+MP）RmNet/QMI模式-IPv6架构2（TE+MP）32CDMA高通芯片支持IPv6情况n现网上市手机/数据卡主流高通芯片都不支持非Relay模式的IPv61x：QSC6020/6030、QSC1110/1100；DoA：QSC608533CDMA VIA芯片支持I

21、Pv6情况34nVIA支持IPv6的芯片从开始，之后的DoA芯片都支持 n电信现网终端/数据卡主流VIA芯片都不支持IPv61x：；DO:暂无34高通芯片对IPv6协议栈的支持计划35n计划支持nIPv6协议规范（RFC2460）n邻居发现协议n无状态地址配置n无状态DHCPv6参数配置nPPP/IPv6CPnIPv6QoSn头压缩n双栈nIPv6参数设置n计划不支持nUM侧不支持DAD(RM侧支持)n路径MTU发现n逐跳选项头n目的选择头n有状态DHCPv6n自动隧道手机操作系统支持情况36智能操作系统或平台IPv6支持情况高通芯片支持BMP（高通）全面支持IPv6/IPv4双栈MSM680

22、0、QSC6185/95、MSM7系列、MSM8系列芯片Android（google）将支持IPv6/IPv4双栈，暂不提供Qos能力在MSM7、MSM8等系列芯片上针对Android2.2、2.3版本操作系统进行开发，实现了在MSM7、MSM8等系列芯片支持Android操作系统IPv6/v4双栈协议WindowsMobile（微软）暂无支持计划暂没有芯片支持非智能操作系统终端：n作为Modem时，连接到PC上，只要PC支持IPV6，则可以RelayModel方式支持IPv6n终端直接上网时，作为NetworkModel方式不支持IPv6支持IPV6情况-PC操作系统目前支持IPv6/IPv

23、4双协议栈的主流PC操作系统37终端应用IPv6支持情况n应用种类繁多，只有少数应用宣称支持IPv6nIE、mediaplayer、FTP等宣称支持IPv6/v4双栈n对于目前仅支持IPv4的终端应用，如未来网络过渡到IPv6单栈时，此类应用不能使用，需进行软件升级。n终端应用通过调用不同的API，选择V6orV4数据连接n终端应用调用QMI/RmNet接口功能有两种方式：通过操作系统调用或者直接调用n通过操作系统调用：由高通提供操作系统QMI/RmNetDriver，操作系统封装后，终端应用通过操作系统API调用QMI/RmNet接口功能n直接调用：由终端应用开发商开发QMI/RmNetDr

24、iver，应用通过Driver直接调用QMI/RmNet。此种方式不建议使用38IPv6研发工作概况39启动与终端厂商、芯片厂商、操作系统厂商、测试厂商沟通并进行IPv6移动终端基本功能的分析研究，以及推进仪表厂商开发终端测试工具；开始制定IPv6相关技术规范及测试规范；规范顺应中国电信业务发展的需求，以业务为驱动，定义了IPv6移动终端在不同业务的上功能需求2010年6月，集团公司组织IPv6终端技术规范及测试规范评审和产业链规范讨论会，并于6月30日向产业链发布IPv6终端技术规范。与产业链共同开展IPv6终端产品化的研发试验开始针对IPv6终端技术进行前瞻性研究，通过高通实验室共同开展了相关的试验测试；前瞻性研究试验测试技术方案研讨及评估规范制定合作研发移动终端将要面对的问题n终端支持双栈是否能解决所有可能出现的问题，比如IPv4访问IPv6应用？n终端上是否能建立一种机制结合几种演进技术的优点，提高终端在未来网络中的适应性。n微软智能操作系统WindowsMobile仍没有支持计划nGoogle智能操作系统Android从版本froyo开始支持IPv6，但是不支持Qos功能n芯片，操作系统，应用等在IPv6移动终端中如何协同工作4041IPv6IPv6的地址位数？的地址位数？IPv4IPv4向向IPv6IPv6过渡的三种技术？过渡的三种技术？