BGP在Ipv6过渡阶段的应用
IPv6升级改造技术路线建议书(仅供参考)
IPv6升级改造技术路线建议书（仅供参考）一、国家推进IPv6规模部署的时代背景从2012年开始，APNIC的IPv4地址池基本枯竭，亚太地区的电信运营商无法再获得批量IPv4地址。
由于移动互联网、云计算、大数据、物联网、人工智能等新兴信息技术持续高速发展，对IP地址资源的需求异常旺盛，电信运营商持有的IPv4地址快速消耗，被迫大量采取NAT转换技术来应对IPv4地址缺乏的困境。
IPv4地址资源匮乏已经成为数字经济发展的制约因素。
面对IPv4地址短缺的现状，大规模部署IPv6推进互联网向IPv6升级演进是解决IP地址问题的唯一根本性解决方案。
2017年9月份党的19大报告中指出，中国特色社会主义进入了新时代；新时代中国共产党的历史使命是实现中华民族伟大复兴；建设科技强国、质量强国、航天强国、网络强国、交通强国、数字中国、智慧社会；把我国建成富强民主文明和谐美丽的社会主义现代化强国。
2017年11月26日，中办和国办共同发文，为贯彻落实党中央、国务院关于建设网络强国的战略部署，特制定《推进互联网协议第六版（IPv6）规模部署行动计划》。
文件指出：IPv6是互联网演进升级的必然趋势；以协同推进IPv6规模部署为主线，以典型应用改造和特色应用创新为主攻方向，实现互联网向IPv6演进升级，构建高速、移动、安全、泛在的新一代信息基础设施，为网络强国建设奠定坚实基础。
两办《推进IPv6规模部署行动计划》明确了两点，第一是要进行大规模部署，推进中国信息基础设施向IPv6整体演进升级。
第二是要政府带头，应用牵引，协同推进。
各级政府机构、运营商、广电、ICP、IDC、ISP等都要行动起来，真抓实干，推进IPv6规模部署和演进升级，为网络强国建设奠定基础。
《推进IPv6规模部署行动计划》提出五项重点任务，其中第一项重点任务就是：加快互联网应用服务升级，不断丰富网络信源。
具体包括：《推进IPv6规模部署行动计划》第四部分：实施步骤（一）：“2017年－2018年重点工作”要求：两办《推进IPv6规模部署行动计划》文件明确了“应用拉动、政府先行”的原则，政府网站要率先支持IPv6访问，带动商业网站支持IPv6访问，带动IPv6演进升级。
IPv6技术培训-过渡技术篇
主机通过Isatap 隧道向路由器发出RS请求
路由器通过Isatap 隧道返回RA信息
ISTAP Tunnel
1.1.1.1 Fe80::5efe:0101:0101 2.2.2.2 Fe80::5efe:0202:0202
ISATAP Router
IPv6
IPv4 ISATAP Tunnel
R1 R2
1.1.1.1/24 1.1.1.2/24 2.2.2.1/24 2.2.2.2/24
R3
IPv4
2000::1/64 2000::2/64
IPv6-IPv4 Tunnel
GRE IPv6 Tunnel
在GRE之上封装IPv6，采用协议号IPv6标准协议号0x86dd
封装格式如下
IPv4 Header [0x2f] Flags Protocol 0x2f GRE Header IPv6 Header IPv6 Data 2 octets 2 octets
缺点：需要进行隧道配置，牺牲效率，只能实现v6-v6设备之间的 通信
IPv6-IPv4 Tunnel
在IPv4之上直间封装IPv6，采用IPv4协议号0x29
封装格式如下
IPv4 Header [0x29] Protocol 0x29 IPv6 Header IPv6 Data
Configuration for IPv6-IPv4 Tunnel
R3：
interface ethernet 0/0 ip address 2.2.2.2 24 Interface tunnel 0 ipv6 address ::2.2.2.2 96 tunnel-protocol ipv6-ipv4 auto-tunnel source eth0/0
动态路由协议在IPv6网络中的应用与优化
动态路由协议在IPv6网络中的应用与优化随着互联网的快速发展，IPv6作为下一代互联网协议，正逐渐取代IPv4成为主流的网络协议。
在IPv6网络中，动态路由协议扮演着重要的角色，它能够自动地寻找最佳的数据传输路径，实现网络中路由器的自动配置和管理。
本文将探讨动态路由协议在IPv6网络中的应用及优化。
一、动态路由协议在IPv6网络中的应用1. 网络拓扑发现和维护动态路由协议能够自动发现网络中的路由器，并建立网络拓扑图。
它通过交换路由信息，不断更新路由表，使得网络中的每个路由器都能了解整个网络的拓扑结构。
这样，当网络中某个路由器发生故障或者网络拓扑发生变化时，动态路由协议能够迅速调整路由表，找到新的最佳路径，保证数据的正常传输。
2. 负载均衡和路径选择在IPv6网络中，存在着大量的数据流量。
动态路由协议可以根据实时的网络情况，自动地在多条可用路径中选择最佳路径进行数据转发，从而实现负载均衡。
这样可以防止某条路径过载或者出现网络拥堵的情况，提高网络的性能和稳定性。
3. 安全性和冗余性动态路由协议能够实现网络的冗余和容错。
它能够自动检测和纠正网络中的故障，如路由器故障或链路故障等，使得数据可以通过备用路径继续传输。
同时，动态路由协议还可以通过设置安全策略和访问控制列表，防止恶意攻击和网络入侵。
二、动态路由协议在IPv6网络中的优化1. 路由表压缩和分级管理在IPv6网络中，由于IPv6地址长度的增加，路由表的规模也变得巨大。
为了减少路由表的大小和提高路由查找的效率，可以采用路由表压缩和分级管理的方式。
例如，可以使用IPv6地址的前缀来代表一组地址，将相同前缀的地址合并为一条路由记录。
2. 路由聚合和总结为了减少路由表的规模，并减少网络中路由器之间的路由信息交换，可以采用路由聚合和总结的策略。
路由聚合将多条具有相同前缀的路由记录合并为一条更长前缀的路由记录，从而减少了路由表的大小。
路由总结则将多条相同前缀长度的路由记录合并为一条更短前缀的路由记录，进一步减少了路由表的规模。
BGP在IPv6过渡阶段的应用
ａ ２个 Ｂ Ｐ实体 间建 立 Ｔ Ｐ连接 ，通 过 Ｏ ｅ ） Ｇ Ｃ ｐｎ
消息 协商 属性 ，协 商成 功 则建 立 Ｂ Ｐ邻 居关 系 ， Ｇ 并
器、 自治 系统联 盟 、 由过滤 、 路 平稳 重启 、 聚合 ）另一 ；
阶段
了 Ｉｖ 过 渡 阶段 中 ＢＧ Ｐ６ Ｐ协 议 的 多种 应 用环境 。
过 渡
关键 词 边 界 网关 协议 下 一 代 互联 网 核 心 协议
Ａｂ ｔ ｃ Ｂ ｓｄｏ ｅｉｔ ｄ ｃｉｎｏ ｅｂ ｓｃｃ ａａ ｔｒｓ ｃ ｓｒ ｔ ａ ａ ｅ ｎｔ ｎｒ ｕ ｔ ｆｈ ａ ｉ ｈ ｒｃｅｉｔ ｓ ｈ ｏ ｏ ｔ ｉ
摘 要 在介绍 Ｂ Ｐ基本特点及工作过程的基础上 ．分析 Ｇ
＿０烽 科 Ｄ要 络事 限火 究研 ２从 邓学 协院 责Ｉ 生网 ｅ究 ３络 ｎＰ 院有 冬研 议 任网 年 ｇ 的 公 ， 毕 硕 平 Ｄ 开 司 士 业 发 ｏ 数 研 干 ｎ － ｂ 据 究 武 ｇ ｆ ＃ 研 ｐ 生 汉 ￣ ｉ 发 。 ｎ 邮 Ｊ 目 ｇ 部 ： 电 ｆ 前 ！ 主 Ｅ 。 在
ｅ 路 由更新 采 用增 量更 新 ， ） 只更新 发生变 化 的
路 由， 减小 了路 由更 新 开销 ；
ｄ 强 大 的路 由控 制能 力 （Ｏ ＡＬＰ Ｅ ＭＥ ） Ｌ Ｃ ＿ Ｒ Ｆ、 Ｄ、
聚合、 团体属性）能够进行动态的策略路 由； ，
ｅ 具 有 较 好 的可 伸缩 性 （ 由 反射 器 、 ） 路 自治 系
渡 阶段将 起到 重要作 用 ， Ｇ Ｂ Ｐ可 以用 于单纯 Ｉｖ Ｐ ６环
３３
Ｉ￣ ｉ 计技术 第 ５期 ２ ０ ． ｉ ０ ６年 ５月
IPv6过渡技术v2.2
# interface tunnel 0 ipv6 address 1:2::2/104 source ethernet0/0 destination 1.2.0.1 tunnel-protocol ipv6-ipv4 # ipv6 route-static 1:: 64 tunnel0 #
# interface tunnel 0 ipv6 address ::1.2.0.2/96 source ethernet0/0 tunnel-protocol ipv6-ipv4 auto-tunnel #
24
第二章 隧道技术介绍
第一节 第二节 第三节 第四节 第五节 第六节
IPv6载荷 IPv6头部 GRE头部 类型 0x86dd IPv4头部 协议 47 封 装 顺 序
11
IPvRE隧道---转发流程
载荷 IPv6
载荷 IPv6 GRE IPv4
IPv4网络
GRE隧道
IPv6网络
14
第二章 隧道技术介绍
第一节 第二节 第三节 第四节 第五节 第六节
IPv6 GRE隧道 手动隧道 兼容自动隧道 6to4隧道 ISATAP隧道 6PE隧道
15
IPv6手动隧道---封装过程
IPv6载荷
IPv6头部
IPv4头部 协议 41
使用特殊的IPv6地址
IPv4兼容地址
::1.0.0.1
封 装 顺 序
::w.x.y.z
IPv4网络 兼容自动隧道 ::2.0.0.1
IPv4网络
IPv4网络
::1.1.1.2
兼容自动隧道
::2.1.1.2
ipv6过渡技术总结
ipv6过渡技术总结1500字IPv6过渡技术是指在IPv4向IPv6过渡的过程中所采用的一系列技术手段，以确保网络的平稳过渡和互通性。
在IPv6过渡技术中，最常用的技术包括：1. 双协议栈（Dual Stack）：双协议栈是一种最简单的IPv6过渡技术，即在同一台设备上同时运行IPv4和IPv6协议栈。
通过双协议栈技术，设备可以同时支持IPv4和IPv6的通信，使得IPv6网络能够逐渐替代IPv4网络，同时兼容旧有的IPv4网络。
2. 隧道技术（Tunneling）：隧道技术是一种通过在IPv6网络中封装IPv4报文的方式来实现IPv4和IPv6之间的通信。
隧道技术可以将IPv4报文封装在IPv6报文中进行传输，在IPv6网络中解封装后，再将IPv4报文转发到目标IPv4网络。
通过隧道技术，IPv6网络可以与IPv4网络相互通信，实现平滑过渡。
3. NAT64/DS-Lite：NAT64/DS-Lite是一种将IPv6报文映射为IPv4报文的技术，用于实现IPv6网络与IPv4网络之间的互通。
NAT64技术将IPv6报文转换为IPv4报文传输给IPv4网络，而DS-Lite技术则是将IPv4报文转换为IPv6报文传输给IPv6网络，这两种技术结合使用可以实现IPv6和IPv4的互通。
4. 逐步部署（Incremental Deployment）：逐步部署是一种渐进式的IPv6过渡策略，即在现有的IPv4网络中逐步引入IPv6技术，将IPv6网络逐渐扩展，实现IPv6网络与IPv4网络的共存和互通，并最终使IPv6网络成为主导。
5. IPv6地址转换（IPv6 Address Translation）：IPv6地址转换是一种将IPv6地址转换为IPv4地址或将IPv4地址转换为IPv6地址的技术。
通过地址转换，可以实现IPv6和IPv4之间的互通，并为IPv6网络逐渐取代IPv4网络提供支持。
以上是IPv6过渡技术的主要技术手段，通过这些技术手段可以实现IPv6网络与IPv4网络的平稳过渡和互通。
外部路由协议
外部路由协议外部路由协议概述外部路由协议是指在不同自治系统（AS）之间进行路由信息交换的协议。
其主要作用是将多个自治系统中的网络连接起来，形成一个互联的互联网。
常见的外部路由协议有BGP、EIGRP、OSPF等。
BGP协议BGP（Border Gateway Protocol）是一种基于TCP协议的外部路由协议，用于在不同AS之间进行路由信息交换。
BGP主要用于连接ISP 之间的网络，并在全球范围内实现互联互通。
BGP的特点：1. BGP具有非常高的灵活性和可扩展性，可以适应各种复杂网络环境。
2. BGP支持多路径选择，可以选择多条最佳路径，提高了网络的可靠性和稳定性。
3. BGP支持策略控制，可以根据需要对数据流量进行控制和管理。
4. BGP支持IPv6地址族，在未来IPv6普及后也能够正常工作。
5. BGP具有非常高的安全性和可靠性，能够有效地防止黑客攻击和网络故障。
EIGRP协议EIGRP（Enhanced Interior Gateway Routing Protocol）是一种基于距离矢量算法和链接状态算法相结合的路由协议。
EIGRP主要用于在同一个AS内进行路由信息交换。
EIGRP的特点：1. EIGRP具有快速收敛的能力，能够快速适应网络拓扑结构的变化。
2. EIGRP支持VLSM（可变长度子网掩码），可以更好地利用IP地址资源。
3. EIGRP支持带宽、延迟、可靠性等多种指标，可以根据需要选择最佳路径。
4. EIGRP具有自适应的特性，能够根据网络负载情况自动调整带宽和延迟参数。
5. EIGRP具有非常高的安全性和可靠性，能够有效地防止黑客攻击和网络故障。
OSPF协议OSPF（Open Shortest Path First）是一种基于链接状态算法的路由协议。
OSPF主要用于在同一个AS内进行路由信息交换。
OSPF的特点：1. OSPF具有快速收敛的能力，能够快速适应网络拓扑结构的变化。
6_MP-BGP_for_IPv6和6PE原理和配置
Multiprotocol Extensions Capabilities
Capability Code (1 octet) 1 Capability Length (1 octet) 4
Capabilities Optional Parameter
BGP Identifier (4 octets) Capability Code (1 octet) Capability Length (1 octet) Opt Parm Length (1 octet) Capability Value (variable)
D
150.1.1.1 150.1.1.2 2150:1:1::2 B
C 150.1.1.3 2150:1:1::3 A
2192:10::/48
AS 301
AS 201
Router A:
BGP(1): 150.1.1.2 send UPDATE (prepend, chgflags: 0x820) 2192:10::/48, next 2150:1:1::3, metric 0, path Local
– 承载不可达网络集合信息。
Page 7
MP-BGP（RFC2858）
MP_UNREACH_NLRI
Address Family Identifier(2 octets)
Subsequent Address Family Identifier(1 octet)
Withdrawn Routes (variable)
150.10.0.0/16
D
150.1.1.1
C 150.1.1.3 2150:1:1::3 B A
2192:10::/48
150.1.1.2 2150:1:1::2
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BGP在Ipv6过渡阶段的应用
邓冬平
摘要
Ipv6是下一代互联网的核心协议，从Ipv4网络迁移到Ipv6网络需要一个长时间的过渡阶段。
BGP是目前Ipv4网络域间路由采用的主要路由协议，BGP具有良好的扩展能力，能够支持Ipv6过渡阶段的不同应用需求。
本文分析了Ipv6过渡阶段中BGP协议的多种应用环境。
BGP及其扩展
边界网关协议(BGP)是目前IP网络中应用广泛，并且也是唯一的域间路由协议，目前协议版本号是4(即BGP4)。
BGP4最早由RFC1771描述(1995年)，在2006年则发布了BGP的最新描述RFC4271。
在此期间的十几年内，随着BGP的广泛应用，各种各样的扩展功能被加入到BGP中。
对BGP的扩展分为两个大的方面：一个方面是对性能的增强(比如反射器，自治系统联盟，路由过滤，平稳重启，聚合)，另一个方面是对功能的增强(多协议支持)。
在功能方面，RFC2858为BGP引入了多协议扩展(MBGP)，从而大大扩展了BGP的使用范围。
现在，BGP已经不局限于Ipv4路由的交换，它能够支持BGP/MPLS VPN，Kompella MPLS L2VPN，组播拓扑通告，以及Ipv6路由交换。
BGP具有很多独特属性：
使用TCP连接提供可靠的路由信息发布，不需要周期性更新和额外的确认。
采用距离矢量方法，路由计算简单。
路由更新采用增量更新，只更新发生变化的路由，减小了路由更新开销。
强大的路由控制能力(LOCAL_PREF,MED，聚合，团体属性)，能够进行动态的策略路由。
具有较好的可伸缩性(路由反射器，自治系统联盟)，能够适应不同的网络规模。
BGP的基本工作过程如下：
1 两个BGP实体间建立TCP连接，通过Open消息协商属性，协商成功则建立BGP 邻居关系，并周期性发送Keepalive消息保持邻居关系。
2 在BGP邻居建立时一次性交换路由信息。
3 路由发生改变时发送Update消息更新路由。
BGP使用TCP来传输协议消息，而TCP本身属于传输层机制，能够在Ipv4和Ipv6上运行，和底层IP版本无关。
BGP的传输机制和MBGP能力结合起来，使得BGP承载的信息与网络层无关，比如，能够通过Ipv4网络传递Ipv6路由，也能够通过Ipv6网络传递Ipv4路由。
这一能力决定了BGP在Ipv6过渡阶段将起到重要作用，BGP可以用于
单纯Ipv6环境，也可以用于Ipv4和Ipv6混合环境。
Ipv6过渡阶段与BGP
下一代互联网(CNGI)将采用Ipv6作为核心协议以替代目前的Ipv4。
然而，互联网络的现状决定了Ipv6替代Ipv4的过程是平稳和漫长的。
这个过程的第一步是利用Ipv4网络连接不同的Ipv6孤岛，第二步是大的Ipv6网络连接不同的Ipv4孤岛，最后，网络将完全使用Ipv6。
可见，在Ipv6完全替代Ipv4之前，网络设备一个重要功能就是实现Ipv4和Ipv6的互通。
当前互通应用主要有三类，即Ipv4和Ipv6网络的通信(NATPT，SIIT等)，Ipv6孤岛通过Ipv4网络的通信(各种隧道技术)，以及Ipv4通过Ipv6网络的通信(也是各种隧道技术)。
在这三类应用中，Ipv4和Ipv6互通只需要一个网关设备，不需要BGP的参与；而隧道技术则至少需要一对隧道端点，可以采用BGP来建立隧道。
BGP在纯Ipv6环境下协议操作过程和Ipv4环境下的过程基本一致，因此本文以下仅分析BGP在Ipv4/v6混合环境下的应用。
以下的分析包括如何建立BGP会话以及如何使用BGP两个部分。
混合环境下的BGP应用分析
BGP可应用于跨越Ipv4网络的Ipv6互联和跨越Ipv6网络的Ipv4互联，这两种情况的原理基本一致，因此以下仅分析前一种网络环境下的应用。
图1显示了这种应用的示意图，图中，R1和R4是纯Ipv6节点，而R2和R3则是双栈节点，R2和R3之间通过隧道技术提供两个Ipv6网络的互联。
图1：跨越Ipv4网络的Ipv6互通
在这个网络环境中，按照节点类型的不同，我们将BGP的使用分为以下几个情况来分析：
纯Ipv6节点间应用BGP
假定需要在R1和R4间使用BGP，则双方均采用Ipv6地址进行通信。
此时，BGP
协议消息在Ipv4网络看来就是普通的Ipv6数据，可以由隧道直接传输，BGP本身也不需要检测Ipv4的存在，这种情况实际上等同于纯Ipv6环境中的应用。
纯Ipv6节点于双栈节点间应用BGP
假定需要在R1和R3间使用BGP，R1采用Ipv6传输，而R3同时支持Ipv4和Ipv6，因此具有两种选择。
根据网络过渡的基本原则，R3应采用和R1相同的传输技术，即Ipv6。
此时，R1和R3间的BGP会话也等同于纯Ipv6环境中的应用。
双栈节点间应用BGP-Ipv6
假定R2和R3间需要建立BGP会话，则存在两种选择，即同时使用Ipv6地址，和同时使用Ipv4地址。
R2和R3间使用Ipv6地址时，BGP的协议消息需要通过R2和R3间的隧道传输，本质上仍然是纯Ipv6环境的范畴，与上面的两种应用相同。
双栈节点间应用BGP-Ipv4
当R2和R3间采用Ipv4建立BGP会话时，情况与上述纯Ipv6环境有所不同。
此时，BGP能够控制R2和R3间的隧道，因此，比单纯Ipv6环境中的应用更有意义。
以下根据隧道类型不同分别进行描述
1 MPLS3层隧道(6PE)
BGP可以在交换Ipv6路由的时候为此路由分配一个MPLS标记。
比如，当R3向R2通告路由2000::/64时可以附加一个标记L。
R2收到此更新后将生成一条2000::/64
的路由，路由下一跳指向(R3,L)组成的一条MPLS3层隧道。
此后，当R2转发2000::/64的数据时，将把Ipv6数据前填充MPLS标记L，并将此标记包发送到R3(可以采用MPLS 或GRE来封装这个MPLS包)。
这种技术被称为6PE。
2 MPLS2层隧道
现有的BGP扩展能够实现VPWS/VPLS这样的2层服务，在这种应用中，R1和R4在IP层不识别R2和R3，对R1和R4而言，它们是直接连接的。
R2将R1发送的2层包整个发送到R4。
3 Ipv6隧道
现有的Ipv6隧道需要在隧道两个端点进行配置，所有参数都需要人工检查。
BGP 的扩展能力使得自动隧道成为可能，通信双方只需要在本地配置隧道参数，而使用BGP 交换隧道信息，从而自动生成隧道。
而BGP自身具有的各种属性能够对隧道建立进行监控，比如出现配置错误时能够给出告警。
自动建立隧道能够极大减少隧道配置工作量，对Ipv6网络的演进具有推动作用。
烽火网络对Ipv6的支持
武汉烽火网络公司与2004年6月推出了从高端到低端的IPv6路由器产品，烽火网络公司最新的模块化路由操作系统软件平台MROS全面支持IPv4/IPv6双栈。
MROS中的BGP协议实现了RFC2858规定的MBGP，能够支持纯Ipv6环境下的Ipv6路由交换，还支持MPLS L3VPN，6PE，VPWS/VPLS等MPLS隧道功能，能够很好地适应Ipv6应用过渡过
程中的各个阶段。
小结
适应Ipv6过渡阶段中不同的网络环境和要求，并能够减少Ipv6部署的配置工作量。
因此，BGP将在Ipv6的过渡过程中起到重要作用。