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1、IPV6升级改造解决方案IPv6改造不仅仅是网络协议的改变，而是涉及整体IT架构的重建，建行从基础架构、平台服务、应用系统、安全管控、统一运维五个维度统筹规划，推进IPv6改造，整体IT架构改造示意图如图1所示。图1IPv6改造架构图IPV6改造按照专项事项推进，改造目标如下：1、完成应用系统改造，完成所有互联网应用系统及相关联内部系统改造。2、完成基础架构改造，基础设施是IPv6改造的先行条件，需要优先完成改造，满足平台、应用等IPv6接入要求。3、完成平台服务改造，完成云计算、大数据、人工智能等平台级服务改造，满足IPv6资源供给及服务调用。4、完成安全管控改造，完成抗DDOS防护系统、蜜
2、罐、WAF,安全封禁等安全系统改造，完成互联网技术栈相关安全产品改造。5、完成统一运维改造，完成商业技术栈云管理平台和互联网技术栈云管理平台改造，满足商业技术栈系统、互联网技术栈租户的IPv6业务需求，提高互联网服务能力，增强客户粘性。01、IPV6改造问题及整体改造思路随着“十四五”期间国家政策对IPV6深化改造及规模部署的推动，在IPv6改造过程中出现了越来越多的系统性问题，如图1所示。M1问超2问题3问题4问题5问题6IPv6不就是其他领域保持各领域（网应用系统应用恻IPv6IPv6改造一种网络技IPv4不变，络、计算IPv6改造改造前都需诧否在短术吗？网络领只用网络设备平台、应用）需要
3、统一要从哪些方期（1-褥）域自己改造完成v4到v6不能独立改规划吗？面进行评估？内完成？不就行了？转换不同？造吗？图1关于IPv6改造的各种疑问所有跨设备通信的IT软硬件系统均需要处理IP地址，各领域均需要进行IPv6适配。隧道、翻译等初级过渡技术距IPv6单栈的改造目标还存在很大的差距，而随着IPv6规模部署工作的推进，就需要从全局角度端到端考虑IT架构的IPv6能力，根据IT架构中各领域现状和改造技术路线确定各领域改造先后顺序，最终实现统一目标。对于应用开发人员来说，由于长期习惯了高度封装化的IPv4功能调用，客观上形成了对网络协议栈底层不熟悉、不关注的事实，不同开发人员对IPv6技术理解
4、和技术路线选择存在较大差异，故通过规划形成统一的IPv6技术选型标准、应用改造标准、应用验收标准，指导开发人员进行IPv6相关功能开发，从而提升开发效率及降低后续运维复杂度。02IPv6地址规划方法IPv6地址是IPv6技术和核心载体，因相比IPv4地址，IPv6地址具有长度长、十六进制格式、结构复杂、不便记忆等特点，为便于对IPV6地址高效管理，需要考虑采用新的IP地址规划方法。通常采用以下原则。 层次化原则IPv6地址与网络物理架构/组织架构/业务架构建立层次化关系，增强逻辑性。层次化设计有利于缩小路由表规模，便于容量规划和管理。 语义化原则在地址中包含业务类型、位置等信息，可以帮助运维和
5、排障。尽量采用4bit的倍数长度规划每段标识位，增强十六进制易读性。 连续可扩展原则相同业务类型的地址应连续分配。地址在功能、容量、覆盖能力等各方面具有易扩展能力。考虑未来增长、新增业务的需求进行适当预留。 易管控原则IPv6地址规划简洁直观，便于管理，应满足对业务的QoS、安全访问控制等管理要求。如图2所示。IPv6地址规划地址标识类型想划地址层级规划需求分析是IPV6地址规划的必要条件，需要分别从业务和管理层面进行需求分析: 业务需求分析IPv6地址规划前应就各业务平台现状进行充分调研，以满足各业务平台对IPv6地址的需求，具体包括地址容量需求分析、业务通信需求分析、既有IPv4业务需求分
6、析（双栈场景下，IPv6与IPv4共享相同的二层广播域范围，即同一个VLAN对应一个IPv4和一个IPv6网段）。 管理需求分析从IPv6地址易管控角度进行需求分析，包括地址标识类型需求分析和地址层级需求分析。地址标识指IPv6地址中所包含的字段标识意义，如物理位置、业务类型、网络类型等；地址层级需求需要考虑IT架构、组织架构、路由管理、流量管理等可能会影响地址层级划分的要素。如图3所示，IPv6地址由网络部分和接口ID两部分组成，网络部分又包括网络前缀和子网ID。网络部分重点需要对子网ID标识、层级、容量进行规划，接口ID部分的规划主要用于未来对网络互联、主机地址的精细化管理。图3IPV6地
7、址组成如图4所示，将具有物理位置属性的标识排在前面，便于路由汇总及地址前缀分级管理。广域网网络黎构标识位灾箭DC二娘机构网络取值说明0LoopBack1仔干目联2EttAHR3陶络It理4壬机BMC5壬机带外6-AMfiBB外部对内政射地址C内对外唳的地母D业务系长E终愣系统FIPV6地址空间整体地址规l/32私同面定附图网络哭肉网络美中/二圾机构蜩码预蹶/二级机梅堀玛地址类取其他子网化域接口嵯地二制长度32S4位4位4(Q4位1664位IPV6Jtmas1-3233-3637-4041-4445-4849-6465-12816选削表示OS：FDOOz732范Bl：Q-F：0-Fa)-FS：O
8、-F范BhOOOO-FFFFOOOO:0000:0000:0000-取值板计3三8ftf三各自定义T图4A客户IPv6地址规划方案如图5所示，为了便于在网络上实现基于不同业务的流量管理和安全控制，将业务大类标识排在前面，但业务属性标识排在前面时占位不宜太多，否则不利于路由汇总。整体地址规划XXXXzxxxxgPv6地址空同二方副长质业务大S33-4016i5覆示取设计IMDMFF320000:/48绸笊机钩分区Ue机构及于网槽口地址8忙，16(fl41-4849-64袅国:00-FF近皿 O(X)O-FFFF0000:0000:0(X)0:0000- FFFFFFFFfFFF:FFFF64位
9、65-1280120：/64取值硼取值说明取偷说明00互联网业务类10互联网管反类2O-3D陵Ifi! Oi横O业务类11喂心管理关3E得外管理02OA亚务委12OA。类3F过第0联03外收业务费13外取现用04H试业务类14汨试理雯05遇业务城15atetff06祝疆业务IS类16现镇管尔差07其也业务奏17只他管&芟I OB-OFftt18 1用修也努大费取，说明OQ-OF1中心I 1G-1F制试中心20-4F的Hr5G-5F一例分子公司60MM梅I61-7F例修80-BFBl内一级机构I Co-FF出IR机梅W编号为01)XX数据中心互联网DMZ区某虚拟机生产地址(蜴设互联网DMZ图5B
10、客户IPv6地址规划方案03、IT基础设施IPv6改造方法- 现状调研充分评估现有IT基础设施各部分对IPv6技术的支持能力，从功能、性能、业务连续性、安全性、可靠性、可扩展性各层面评估现有软硬件对IPv6的支持能力。图6IT基础设施双栈改造流程- 规划设计根据现状调研结果进行技术选型，制定IPv6整体改造策略和改造计划，指导IT基础设施各领域IPv6改造规划设计，包括软硬件各系统架构改造规划、软硬件设备升级规划等。- 集成测试搭建测试环境验证规划设计的可行性，并模拟业务系统行为进行测试验证。- 业务迁移根据规划设计逐步、分批进行迁移实施，并保证原有IPv4业务受到尽可能小的影响。- 集成验证
11、对已改造完成的软硬件系统进行测试验证，保证IPv6和IPv4业务均运行正常。IT基础设施中的网络IPv6改造可根据不同场景选择一种或多种改造模式：双栈模式：1T基础设施所有软硬件设备均改造为双栈设备，即网络、终端、平台、应用基础设施均同时运行IPv4和IPv6网络协议栈，一套IT基础设施同时处理IPv4和IPv6业务数据。双栈模式适合大部分现有IT基础设施支持IPv6的场景，仅需要维护一套IT基础设施，维护成本低且改造彻底，便于未来平滑演进到IPv6单栈环境，是最理想的IPv6改造模式。隧道模式：通过网络隧道技术将IPv6数据封装到IPv4报文中，可以实现跨越IPv4网络传输IPv6业务数据的
12、功能，适用于终端侧完成IPv6改造、主干网络无法短期内完成双栈改造的场景。常用技术如6to4隧道、GRE隧道、6PE/6VPE隧道、VXLAN隧道等。地址翻译模式：通过专用网络设备进行IPv4和IPv6地址间的映射及转换，实现IPv6改造过渡阶段IPv4与IPv6系统间的互通。适用于大部分现有IT基础设施不支持IPV6且无法短期内完成改造，但需要临时对外提供IPv6访问服务的场景。常用技术为NAT64、SPACE60实际部署场景分析：对于某一客户网络IPv6改造技术选型过程中，三种过渡技术并不是互斥的，在同一网络中，不同区域/场景可选择不同的过渡技术，如数据中心网络服务器分区通常采用双栈或隧道
13、（VXLAN）技术，互联网/外联分区可以采用双栈或地址翻译技术，而广域网通常采用双栈或隧道（6vPE.GRE、SRv6等）技术，园区接入网场景则最常采用双栈技术。04应用系统IPv6改造方法IPv6改造不仅仅改造基础设施，更重要的是应用系统也需要支持IPV6。在实际的IPv6改造项目中，由于客户实际情况各有不同，经常会遇到若干问题，如图7所示。SF应用系统依赖众多软硬件基经验不足，相较于网络侧人P应用本身逻辑组件之间，础设施，而这些基础设施又 被内部不同部门管理和负责 改造，在沟通和协同一致上 存在一些疗出牝员，应用侧的开发测试人员 缺少对IPv6地址特性的了 解，缺乏相关知识和经验， 还停留
14、在IPv4的理解阶段， 也不了解如何开展工作；以及与外部系统的调用关 系复杂，无法快速有效梳 理改造点，评估工作计划；应用系统使用的组件类型众 多、版本各异，许多开源组 件对IPv6支持并不理想；企业内部有不同的开发团 队，或不同的供应商负责 应用改造，缺乏统一的改 造标准；企业已有的监控、运维系统 不支持应用系统IPv6的运维 管理。图7应用系统IPv6改造中常见问题这些问题将直接影响企业IPv6改造的效率、进度和质量。在实际改造过程中，因涉及的领域较多，需要各个部门的沟通与协作，不可能一蹴而就，对于大中型企业，有必要建立一套统一的应用改造标准和实施路线，来指导、规范和推动IPv6的应用改造
15、工作顺利进行。 改造策略原则：结合企业自身的实际情况和行业最佳实践，确定整体改造规划，明确改造批次及本期改造的基本要求和规则，如改造范围、改造程度、时间进度、人员组织和技术实现方式等。在未来很长一段时间内，IPv4及IPV6将会并存，故推荐采用双栈技术实现方式，达到维护一套代码，兼容IPv4和IPv6的客户端访问逻辑的目的。标准：主要用来统一IPV6应用改造验收的标准，明确每期改造的目的和目标，需要改什么，需要满足哪些测试验收要求等，如应用双栈连通性、功能、兼容性、性能等具体的指标。改造验收标准的制定既要满足行业监管的标准，又要考虑企业自身的实际情况。指南：应用改造具有一定的通用性，可以针对通
16、用的改造点，包括应用代码及应用中间件通用功能，制定通用的应用改造参考指南，形成IPv6改造知识库。一方面可以加快改造效率，同时也能统一改造标准，特别适合应用分批次改造，人员流动性比较大的企业。 改造流程在整个IPv6的应用系统改造生命周期中，推荐如下改造流程：调研与需求分析：在此环节中，需要对应用系统进行全面的摸底梳理，了解现状。包括对所依赖的软硬件基础设施类型/版本梳理、对系统逻辑架构梳理，对组件与组件间关系梳理、对系统与外部系统之间的调用关系梳理、对配置文件/代码中涉及IP相关的配置和功能梳理等。在调研之前，还需要对所有相关人员进行IPv6基础培训和宣贯，使其对IPv6知识有基本的了解。方
17、案设计与验证：一旦摸底梳理完毕，明确应用系统需要改造的范围，就可以对其中非通用的组件进行方案设计和验证，特别针对一些版本比较旧的或开源组件，进行升级验证，或采购、替换新的组件，并将验证结论更新到应用改造参考指南中，作为IPv6应用改造知识库。应用改造与测试：包括应用代码中一切与IP有关的功能都需要改造。改造过程需要与基础实施改造协同，根据验收标准在测试环境进行测试验证，如通过客户端单栈、双栈、域名等方式进行功能、性能和兼容性方面的测试，确保应用改造上线后不能影响原有业务的稳定运行。系统上线：改造测试完成后，需要进行应用上线，前提是应用系统生产环境运行依赖的基础设施已经改造完成。如图8所示，IP
18、v6改造项目最佳实践总结。做好应用全面探查授庇，理,湾fl关系，识别优9 夕J4星础软件设施改造先行, Iw 1 支持 IPV6ftIPv4 双接分批、分阶段有序推阻 总结经蛉后，全面推广.,建立统-的应用改造原0 2z4 -J通过不同协议钱测试，确保i 应用系统的功能、性能、安, 全和兼容性建立统一的虚拟管理组 Tm、织,指定部门奉头人，指导、协调和推动各部门工作开展,否则在改造推动 力方面将大打折扣图8应用系统IPv6改造最佳实践05下一步的思考-IPv6+新技术探索原生IPv6技术具备海量地址空间、即插即用、移动性支持、高可扩展性等优势,加快IPv6下一代互联网的升级，发展增强型的“IP
19、v6+”网络，通过IPv6规模商用部署和“IPv6+”创新实现网络能力提升，驱动网络和业务融合发展，赋能行业数字化转型，全面建设数字经济、数字社会和数字政府的“新基座”o如图9所示。“IPv6+” 1.0网络编程能力-IPv6+ 2.0用户体验保建“IPv6+” 3.0应用驱动网络2021-20232023-2025控制器网络切片/H流桧测/新型组播/确定性/智能无次安全等体软保障，有条件自治网络满足5G2B云网、工业互联网应用感知网络，应用驱动网络编程网络逐流SLA保证应用型知，高度自治网络面向更广泛的个性化定制驱动图9IPV6+技术演进路线1Pv6+1.0网络编程能力：通过技术体系创新，构
20、建“IPv6+”网络开放可编程能力,重点通过发展SRv6实现对传统MPLS（Multiprotoco1Labe1Switching,多协议标记交换）网络基础特性的替代，业务快速发放，灵活路径控制，利用自身的优势来简化IPv6网络的业务部署。IPv6+2.0用户体验保障：通过智能运维创新，提升用户体验保障。网络切片/随流检测/新型组播/智能无损等技术，带来算力提升、体验可视和体验最优。重点是发展面向5G和云的新应用，这些应用体验提升需要引入一系列新的创新，包括但不局限于网络切片、随流检测、新型组播和智能无损网络等。IPv6+3.0应用驱动网络：通过商业模式创新，发展应用驱动网络。一方面，随着云和
21、网络的进一步融合，需要在云和网络之间产生更多的信息交互，网络的能力需要更加开放地提供给云来实现应用感知和即时调用。另一方面，随着多云的部署加速，网络需要开放的多云服务化架构，实现跨云协同和业务的快速统一发放和智能运维。IPv6无疑是最具优势的媒介，云网的深度融合也将给未来的千行百业数字化转型带来重要变化。企业可根据自身业务需求和场景，在IPv6Ready基础上，进一步将IPV6与其他技术结合，发展增强型“IPv6+”网络。如IPv6+分段路由提供业务快速发放，IPv6+5G实现网络端到端切片，提供差异化的网络服务水平。IPv6+无损实现以太网络0丢包，保证数据中心确定性体验。1Pv6+AI,实现网络全生命周期自动布放，故障自动定位。IPv6+应用感知，提供关键业务的体验保障等，激发业务创新，改变商业模式，增收提效。 IPv6系统性改造总结对于大中型企业，IPV6改造是一项系统化工程，是在总体规划、顶层设计的基础上持续演进的过程，无法一蹴而就，否则会影响业务连续性。另外，企业可能需要重新梳理采购、开发、业务上线流程，确保新研发应用上线或外部应用采购时，将IPv6支持作为必要条件。同时，企业自身应用监控、运维管理系统本身也需要支持IPv6协议。最后，在实际改造过程中，往往需要同时具有基础设施和应用改造相关经验的资源，站在全局视角规划、推动和解决IPv6改造过程中的各种问题。
