“IPv6 ”3.0关键技术解析与应用实践探索.pdf

技术Technology编辑I梅雅鑫“IPv6+”3.0关键技术解析66与应用实践探索新华三技术有限公司王效亮吴汀桥IPv6+”作为面向5G和云计算的智能IP技术，其核心是以IPv6技术架构为底座，并基于用户的新兴业务进行创新发展而来的。任何一项技术创新的背后都有一只看不见的“推手”一一用户的需求，换而言之，是用户的应用驱动着网络的发展，“IPv6+”3.0就是网络感知应用，也被称为应用感知型IPv6网络（Application-awareIPv6Networking，简称为APN6），网络感知承载的业务对网络资源的需求，可以即时调用相应的资源，使得众多的业务应用能够运行流畅。APN6技术简介APN6作为创新型网络技术，是串联网络和应用的重要桥梁。网络及应用均可识别IPv6，A PN 6 利用IPv6报文的扩展报文头来携带应用信息，使网络可以识别应用，并且感知应用对网络的需求，进而为不同的应用业务提供精准且差异化的网络服务。其中，应用信息目前包括两类：APNID是应用的标识，APN6网络的IPv6报文中必须携带该信息；APNParameters是应用对网络质量的需求信息，例如带宽要求、时延要求、抖动要求和丢包率要求等。APN6的技术核心是借助IPv6扩展报文头中携带的APN ID和APN Parameters，将原本位于TCP/IP协议栈不同层次、相互解耦的网络和应用信息重新耦合。APN6技术在业界属于最新的探索性技术研究，目前尚无相关的正式技术标准，下文将基于IETF的“draft-li-apn-framework”草案介绍APN6中应用报文的转发策略等基本原理。基于APNID引流基于APNID引流需要先将业务流量引入到SRv6TEPolicy组中转发，在该组中建立APNID与SRv6TEPolicy或SRv6BE的映射关系。当流量在SRv6TEPolicy组转发时，会查找与流量报文携带的APNID匹配的SRv6TEPolicy或SRv6BE策略，并按照匹配的SRv6TEPolicy的路径或SRv6BE方式转发。携带APNID的报文转发基于APNID的报文转发流程如图1所示，设备A作为APN6边缘设备和APN6头端节点，设备D作为APN6边缘设备和APN6尾节点，设备B和设备C均作为APN6中间节点。以携带APNID的报文在SRv6TEPolicy隧道中转发为例，报文转发流程有6 个步骤。（1）C E 1向CE2发送私网业务报文，报文的目的地址为2：2。CE1根据路由表将私网报文转发到设备A。（2）设备A从绑定VPN1的私网接口接收到私网报文后，根据QoS策略为符合流分类规则的报文添加DOH扩展头，并增加APNID标识10。设备A再查询VPN1的私网路由表，发现2：2/12 8 私网路由下一跳为设备D的Loopback0口地址5:5，且标识私网的End.DT6SID为D2。（3）设备A根据私网路由绑定的隧道策略将流量引入SRv6TEPolicy组中转发。在SRv6TEPolicy组中，APNID 1O的报文将被BGPVPNv6路山Prefix.2.2/128Nexthop:5:5EndDT6=D2RemarkAPNID10APNID:10MatchColor:100VPN1CE11:1/128IPv6DA=B1APNID10SRH(SL=3)(D2,D1.C1,B1)DataDaltaSRv6TEPolicyAToD:Color:100Endpoint:5:5SIDlistABEnd=A1End=B1IPv6DA=C1APNID10SRH(SL=2)(D2,D1,C1.B1)Data图1基于APNID的报文转发流程CEnd=C1IPv6DA=D1APNID10SRH(SL=1)(D2,D1,C1,B1)DataDEnd=D1IPv6DA=D2APNID10SRH(SL=O)(D2,D1,C1,B1)DataVPN1CE22:2/128Data44编辑1梅雅鑫Technology技术同品质的SLA服务，具体业务部署拓协商APPID控制器下发APN策略A-LeafSpine低延时切片云桌面APP云网盘APP引入到SRv6TEPolicyAtoD中转发。设备A根据SRv6TEPolicyAtoD为报文封装新的IPv6报文头和SRH头，并将携带APNID的DOH扩展头调整到新的IPv6报文头中，且位于SRH之前。SRH头携带的SID列表为D2,D1,C1，B 1)。（4）设备B接收到报文后，发现目的地址为LocalSID，检查SRH中SL不为O，则将SL减1，并根据SRH修改IPv6报文头的目的地址为SRH2，即C1，设备B将报文发送给设备C。（5）设备C接收到报文后，发现目的地址为LocalSID，检查SRH中SL不为O，则将SL减1，并根据SRH修改IPv6报文头的目的地址为SRH1，即D1，设备C将报文发送给设备D。（6）设备D接收到报文后，发现目的地址为LocalSID，检查SRH中SL不为O，则将SL减1,并根据SRH修改IPv6报文头的目的地址为SRHO，即D2，D 2仍为设备D的Local SID，设备D将根据End.DT6SID的动作，解封装报文，删除报文的DOH和SRH，并查询VPN1私网路由表将原始报文发送给设备CE2。APN6的业务应用探索为了满足企业和个人对于灵活、高效、安全的办公环境需求，运营商也在不断探索提供优质的云网盘和云桌面业务，以满足用户随时高速访问数据和移动办公需求。首先，云网盘作为一种云存储服务的形式，为用户提供了方便的文件存储和共享方式，高带宽是保障云网盘用户能够随时随地访问和共享云端文件的基础。其次，云桌面业务提供了一种新的工作方式，使用户可以通过终端设备随时访问云端的桌面环境，网络的低延迟才能给云桌面用户带来好的体验。传统“管道式”的专线只能区分用户，不区分业务，无法针对一个用户的不同业务提供差异化服务，因此面对toB或toH用户的云盘、云桌面业务，必须突破传统“管道式”的专线束缚，利用APN6和iFIT技术重构运营商专线等产品，由此实现针对同一个用户的不同业务进行区分，提供不应用管理服务器云PE下发APPIDB-Leaf云桌面服务2云网盘服务大带宽切片图2 APN6在运营商云网盘和云桌面的增值应用业务部署拓扑结构扑结构如图2 所示。在运营商城域网接入点及云PE上基于APPID识别业务类型，并基于签订的SLA将对应业务引入对应的切片，如云盘业务引入大带宽切片，该切片提供大带宽，对时延、抖动等没有高质量保障；针对云桌面业务则引入低时延切片，提供低时延、低抖动的服务质量保障，切片提供的带宽有限。同时利用iFIT技术，监控两项业务的路径和质量，并进行可视化呈现，具体业务部署流程如下。（1）首先云网控制器与应用管理服务器基于云网盘和云桌面业务需求，协商APN6APPID及SLA等参数。（2）应用管理服务器下发APPID至云网盘和云桌面应用服务。（3）云网控制器下发APPID及对应网络策略至承载网设备。（4）终端安装云桌面及云网盘APP，访问应用服务时基于APP配置发送带APPID的业务流量。（5）城域网A-Leaf设备基于APPID与云网控制器下发的策略，将云桌面APP流量引入低延迟切片送至云桌面服务，将云网盘APP流量引入大带宽切片送至云网盘服务。（6）云PE设备基于APPID与云网控制器下发的策略，将云桌面服务流量引入低延迟切片送至云桌面APP终端，将云网盘服务流量引入大带宽切片送至云网盘APP终端。上述方案为电信运营商增强产品竞争力，同时节约优质光路的成本，为客户提供可视化网络使用情况，只将对低时延、抖动、丢包率等质量敏感的业务引入优质的传输资源中传输，将对带宽需求高但对SLA质量不敏感的业务引入低成本的传输资源中传输。运营商提供云网盘和云桌面业务，并针对不同业务需求提供差异化服务，运营商由卖管道转型为“卖服务”。为最终用户提供最具性价比的优质服务，做到精准投资和业务增值服务。APN6为网络和用户业务深度融合描绘了一个美好的未来，网络可以感知应用，并基于前期策略设置，为不同应用提供便于其流畅运行的SLA保障，但这需要通信厂商和软件业务应用厂商紧密配合，不是单独一方发力就可以实现的。IPv6、A PPI D 都是中间通信的桥梁，但如何通过桥梁使网络和业务应用能够互相理解对方的意图，标准化的进程和落地应用都缺一不可。新华三集团作为数字化解决方案领导者，不断加大在IPv6+3.0上研发投入，积极和用户、运营商、软件厂商进行协调配合，探索出一系列的IPv6+3.0落地实践新方案，应用于运营商、金融等客户，后续新华三将携手业界同仁共同努力开创IPv6+3.0新未来v45