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1、中国移动集团级重点研发项目中国移动集团级重点研发项目结题汇报报告结题汇报报告20112011年年1111月月1010日日项目名称： IPV6技术CMNET现网测试与研究一一一一. . . . 课题目标实现情况课题目标实现情况目目 录录二、主要研究成果二、主要研究成果美国美国（包含运营商及大学科研机构）（包含运营商及大学科研机构）lIPv4分配地址数量：约约15.0015.00亿亿l宽带用户发展数：约约1.171.17亿亿美国IPv4地址约占全球可用地址60%，2所大学的IP地址数量多过中国IPv4地址总和；欧洲欧洲（包含欧盟及欧洲国家）（包含欧盟及欧洲国家）lIPv4分配地址数量：约约4.18
2、4.18亿亿l宽带用户发展数：约约1.071.07亿亿l目前剩余IPv4地址数量：76007600万万l未来可获IPv4地址预测：1亿左右中国中国（包含运营商、大学、科研机构）（包含运营商、大学、科研机构）lIPv4分配地址数量：2.78 2.78 亿亿( (至至20102010年底年底) )l(中电信1.0亿,中联通0.6亿,中移动0.4亿)l宽带用户发展数：1.231.23亿亿( (至至20102010年底年底) )l未来可获IPv4地址预测：30003000万万相比之下中国运营商所面临相比之下中国运营商所面临IPIP地址地址“供需缺口供需缺口”更为严峻，更为严峻，IPIP地址问题更为急迫
3、地址问题更为急迫2010年2月全球IPv4地址剩余情况2011年2月全球IPv4地址已无可申请1.1 1.1 研究背景（开题报告）研究背景（开题报告）01010101011010010101010010101010010101010010101010IPv6IPv6010101010安全性安全性更高更高路由转发路由转发更高效更高效地址空间地址空间更大更大地址获取地址获取更便捷更便捷业务质量业务质量更有保障更有保障可以移动可以移动永久在线永久在线现已定义的现已定义的IPv6IPv6全球路由全球路由地址地址有有230230亿亿亿亿(2(26161) )前缀前缀可可分配给分配给6060亿人口和亿人口
4、和500500亿物亿物联网终端联网终端, ,彻底解除用户发彻底解除用户发展限制展限制! !这仅是这仅是IPv6IPv6全部地全部地址空间的九牛一毛址空间的九牛一毛! !IPv6IPv6报头新定义了报头新定义了流标签流标签字字段段, ,路由器可根据源宿地址路由器可根据源宿地址+ +流标签标识一条流标签标识一条端到端端到端IPIP业业务流务流. .实现有序转发实现有序转发, ,对保障对保障高高QoEQoE要求的要求的流媒体流媒体, ,云计算云计算业务体验很重要业务体验很重要! !IPv6IPv6全球单播地址无类别之全球单播地址无类别之分分, ,可自顶向下树状分配可自顶向下树状分配, ,路路由器可由
5、器可合并路由条目合并路由条目, ,瘦身瘦身路由表路由表. .定长且优化的定长且优化的IPv6IPv6基本报头还可基本报头还可提高路由器转提高路由器转发效率发效率, ,提升网络提升网络 性能性能! !MIPv6(MIPv6(移动移动IPv6)IPv6)协议可使协议可使IPv6IPv6移动终端在移动终端在改变地理位改变地理位置置( (即分到的地址发生改变即分到的地址发生改变) )的的同时不用终止已有连接同时不用终止已有连接! !但但 目前尚未发现遇此情况目前尚未发现遇此情况不允终止连接的业务不允终止连接的业务! !IPv6IPv6协议支持协议支持I IPSecPSec报头报头, ,可可实现实现用户
6、数据端到端加密用户数据端到端加密, ,中间网络无法窥探和修改用中间网络无法窥探和修改用户报文内容户报文内容. .但但IPSecIPSec并非并非IPv6IPv6部署必须的部署必须的, ,与国家合与国家合法监听要求也有矛盾法监听要求也有矛盾! !没有路由器没有路由器, ,同链路同链路IPv6IPv6主主机可机可自动配置己身自动配置己身IPv6IPv6地址地址实现互通实现互通有了路由器有了路由器, ,即使即使无无DHCPv6DHCPv6协助协助,IPv6,IPv6主机也主机也可可无需认证生成全球路由地无需认证生成全球路由地址前缀址前缀, ,访问互联网访问互联网! ! 运运营商收益商收益 最最终用用
7、户收益收益1.1 1.1 研究背景（开题报告）研究背景（开题报告）1.1 1.1 研究背景（开题报告）研究背景（开题报告）p 2010年在集团公司的指导下，我省提出IPV6现网测试的课题研究项目，并与集团研究院一起开展测试工作。2011年集团研究院联合7省提交了 IPv6发展策略、技术研究与实验试点（2011）课题，4月份通过了集团技术部的开题评审 。我省的子课题名称为IPV6技术CMNET现网测试与研究。p 2011年5月18日在集团研究院召开了中国移动CMNET河南省网现网测试技术讨论会议。我省技术人员汇报了河南移动CMNET省网测试工作安排及测试方案，并通过了评议。1.1 1.1 研究目
8、标（开题报告）研究目标（开题报告）通过试点，获取网络建设和运营经验技术方面技术方面：为全面运营下一代互联网络积累宝贵经验，试验包括双栈和隧道(6vPE,6PE)等在内的向IPv6演进的各种互通技术和过渡技术；人才方面人才方面：通过试商用培养、构建中国移动在下一代互联网领域的IPv6种子人才、技术专家和运营队伍，为将来网络向IPv6全面过渡做好人才储备运营方面：运营方面：在业务发展过程中逐步探索合理运营模式,大力促进IPv6专线和专网业务试商用1.2 1.2 主要研究内容（开题报告）主要研究内容（开题报告） 说明：即开题评审后，确定的主要研究内容、主要解决方案、难点、总体说明：即开题评审后，确定
9、的主要研究内容、主要解决方案、难点、总体思路、达到效果及各研究单位的分工。思路、达到效果及各研究单位的分工。研究的总体框架研究的总体框架被被测的的ARAR设备与核与核心的心的P P设备、接入的、接入的CECE设备之之间的互通的互通, ,以及以及认证的互通的互通测试端到端端到端QoSQoS保障保障能力，包括能力，包括DiffservDiffserv和和E-LSPE-LSP两两种情况种情况在在CECE和和PEPE间建立建立IPv6IPv6连接，在接，在PEPE上上进行行6PE6PE或或6vPE6vPE的配置，要求的配置，要求支持支持MP-BGPMP-BGP协议CECE和和PEPE间建立建立IPv6
10、IPv6连接，在接，在PEPE上上进行行6over46over4、6to46to4、6overGRE6overGRE隧道配置隧道配置测试现网升网升级改造改造后的后的设备支持支持IPv6IPv6的的ACLACL和和uRPFuRPF功能功能相关相关设备上同上同时开开启启IPv4IPv4和和IPv6IPv6协议栈和路由和路由协议，测试网网络互通性互通性IPv6IPv6协议互通互通双双栈网网络互通互通6PE/6vPE6PE/6vPE互通互通其他隧道互通其他隧道互通服服务质量量测试安全安全测试p本课题采用实验室测试和现网试点相结合的研究方式。实验室测试在中国移动研究院进行，现网试点在河南等CMNET省网
11、进行。p在实验室中模拟现有网络中的CMNET骨干网、省网及IP城域网设备，测试各设备对IPv6的支持情况；通过在现网中的试点测试，测试各种IPV6应用场景，并验证各厂商设备IPV6协议的互通性。责任分工责任分工集团层面：主要负责整体项目的规划及技术层面的指导河南公司层面：主要负责现网测试、协调和分析厂家：主要负责具体的试验实施，并输出试验报告和总结试验成果总部牵头人张建强、李连源、杨天乐、陈刚 牵头省1河南牵头领导李莹项目牵头人王顺新、段立鸿现网测试协调传输研究所传输研究所参与人员负责具体仪表测试厂家1亚信参与人员曹英博负责各厂家测试协调厂家2华为参与人员王永刚负责华为测试厂家3阿朗参与人员李
12、永刚负责阿朗测试厂家4juniper参与人员周国洪负责juniper测试项目的难点及解决方案项目的难点及解决方案项目难点项目难点1 1现网包括juniper、华为、阿尔卡特多个厂家的的多种设备型号，测试复杂解决方案解决方案提前在实验室进行模拟测试，降低现网测试难度项目难点项目难点2 2IPV6技术无现网部署先例可以遵循，测试风险较大解决方案解决方案制订完善的测试方案并进行充分的理论分析，规避测试风险包括如下测试内容： 1）IPV6协议互通测试：被测的MC设备与核心的PB设备、接入的设备之间的OSPF v3、IS-IS v6、BGP4+互通测试。2）双栈网络互通：相关设备上同时开启IPV4和IP
13、V6协议栈和路由协议，测试网络互通性。3）6PE/6VPE互通：在CE和PE之间建立IPV6连接，在PE上进行6PE或6vPE的配置，要求支持MP-BGP协议。4）安全测试：测试现网升级改造后的设备支持IPV6的ACL和路由策略功能。测试项目测试项目测试环境测试环境河南移动CMNETJuniperT1600阿朗SR7750JuniperM320周口IP城域网PB-2RR02MC华为NE40EJuniperM320MB-2郑州IP城域网MC测试仪1测试仪2PB-1RR01MB-2MB-1MB-1OspfOspfisis+ldp+ibgpas1-as1so-2/1/3so-2/1/0so-2/1/
14、3so-2/1/0so-2/1/0so-2/1/0so-2/0/1so-2/0/1so-1/2/0so-1/0/0ge-0/1/3ge-3/1/1ge-0/1/3ge-4/1/1ge-0/1/3ge-1/0/0ge-2/0/0ge-0/1/3覆盖河南移动CMNET省网juniperT1600和M320设备，同时覆盖郑州IP城域网NE40E设备和周口IP城域网阿朗SR7750设备。由于考虑到测试风险，和简化测试复杂度，本次测试使用单平面进行测试，即一台NE40E和7750、一台T1600、两台M320。测试环境说明测试环境说明全省为一个AS，号码24445省CMNET骨干、城域网核心及专职RR使
15、用ISIS（L2）传送loopback和互联网段（不包括城域网汇聚层的互联网段）；此举为保证IBGP关系的建立。使用I-BGP传送外网路由和用户路由（均为汇聚过的）；建立I-BGP时均使用LOOPBACK做为互联IP。城域网内使用单区OSPF，除了城域网核心与CMNET省核心的接口以外，其它接口均打开OSPF，其中各设备的loopback和与用户连接的接口上设置为OSPF的passive。在城域网核心层上进行路由汇聚，半动态（network方式）注入到BGP；将通过IBGP学习到的缺省路由注入到OSPF。缺省路由、CMNET全网路由和省内其它地址IP城域网路由由CMNET省骨干通过BGP传送到
16、城域网。考虑到IBGP speaker数量较多，网络中部署了路由反射器，以省骨干路由T1600充当公网路由的反射器。测试设备及版本测试厂商被测设备软件版本阿朗7750SR-128.0.R4JuniperT160010.0R4.7M32010.0R4.7华为NE40EV6R1C00SPC800B801测试仪表采用RouterTester设备，该测试系统在IPv6方面可以支持高达OC192 POS的多种速率接口的全面测试、包括性能测试、流量转发、协议的一致性测试与仿真测试。测试总结测试总结6over4手工隧道测试失败6PE互通测试测试通过6VPE互通测试测试通过OSPFv3互通测试测试通过IS-I
17、Sv6互通测试测试通过BGP4+互通测试测试通过双栈互通测试测试通过ACL功能测试测试通过IPv6路由分发策略功能测试测试通过 在在该项目工作中该项目工作中该项目工作中该项目工作中5 5 5 5）完成新技术试验）完成新技术试验）完成新技术试验）完成新技术试验1 1 1 1项项项项 2011年6月份在省网(juniper)、郑州(Huawei)IP城域网、周口(Alcatel）IP城域网完成中国移动CMNET首次现网IPv6技术测试；验证了中国移动部分主流类型设备对IPv6协议的互通和支持能力；获得了IPv6双栈所需的配置数据，对未来的网络演进提供了参考和依据。1.3 1.3 目标完成情况总结目
18、标完成情况总结项目对企业绩效贡献的量化路径图项目对企业绩效贡献的量化路径图1.4 1.4 项目企业绩效贡献和特征指标项目企业绩效贡献和特征指标项目特征指标（项目特征指标（PAV）指标名称项目应用前指标现状值：PAVc项目应用1年后指标预期值：PAVe1此项目带来的指标变动量：PAV企业特征指标企业特征指标网络及生产类（网络及生产类（EAV-PSEAV-PS）指标名称项目应用前指标现状值（EAVc）项目应用1年后指标预期值（EAVe）此项目应用带来的指标变动量（EAV）企业特征指标企业特征指标市场及财务类（市场及财务类（EAV-MF）指标名称项目应用前指标现状值（EAVc）项目应用1年后指标预期
19、值（EAVe）此项目应用带来的指标变动量（EAV）企业绩效指标（企业绩效指标（EPV）指标名称项目应用前指标现状值：EAVc项目应用1年后指标预期值：EAVe此项目应用带来的指标变动量：EAV营运收入营运支出资本开支1.4 1.4 项目企业绩效贡献和特征指标项目企业绩效贡献和特征指标项目特征指标的年度预期数值表项目特征指标的年度预期数值表项目特征指标（项目特征指标（PAV）的名称：）的名称：项目应用前指标现状值：PAVc项目应用1年后指标预期值：PAVe1项目应用2年后指标预期值：PAVe2项目应用3年后指标预期值：PAVe3项目应用4年后指标预期值：PAVe4项目应用5年后指标预期值：PAV
20、e5项目应用6年后指标预期值：PAVe6项目应用7年后指标预期值：PAVe7项目应用8年后指标预期值：PAVe8项目应用9年后指标预期值：PAVe9项目应用10年后指标预期值：PAVe10一一. . 课题目标实现情况课题目标实现情况目目 录录二、主要研究成果二、主要研究成果测试用例概览测试用例概览6over4手工隧道6PE互通测试6VPE互通测试OSPFv3互通测试IS-ISv6互通测试BGP4+互通测试双栈互通测试ACL功能测试IPv6路由分发策略功能测试成果总结成果总结 1、本次现网测试分别对9个用例进行了测试，测试过程比较顺利，除6 over 4手工隧道外，所有用例都达到了预期效果。测试
21、结论说明现网已经具备承载IPv6数据的能力，并且可以实现双栈功能，即同时承载IPv4和IPv6的数据，保证IPv4向IPv6过渡的兼容性！ 2、由于6over4手工隧道的特性隧道是静态的，需要手工指定路由，现网实现的复杂度要比6PE、6VPE要高，并且每个厂家支持程度不一致（华为设备不支持隧道接口封装MPLS），实施难度大、管理困难，建议隧道的应用应侧重使用技术比较成熟的6PE、6VPE。 3、在实验室测试过程中发现如果全网的isis多拓扑功能配置不一致会导致路由表异常，建议isis多拓扑同能在全网一定要设置一致，要么所有运行ISISv6路由器全部启用，要么全部关闭！ 4、华为设备和Junip
22、er互通时MTU不一致建立不起来邻居关系，表现的现象为两台设备的邻居关系停留在Exstar/Exchange状态，经过讨论最后判断为华为和Juniper的 MTU定义有差别，即Juniper 接口MTU减去14个字节（目的MAC地址+源MAC地址+协议号）等于IP MTU，在华为设备上修改相应IPv6 MTU后，两台设备邻居关系正常，路由学习正常。 5、经过反复测试，查明测试的板卡不支持IPv6 out方向的ACL，换到另一块LPUA板卡上，out方向的IPv6 ACL就可以生效。建议在现网中实施IPv6 ACL时要和厂商人员确认板卡是否支持in 和 out方向ACL策略 6、建议实施双栈时要
23、检查全网IPv6 MTU值，确保全网IPv6 MTU设置一致。由于IPv6特性，中间路由器无法对数据包进行分片，这样流量从MTU大的网段到MTU小的网段时肯能出现的丢包现象，造成网络性能下降。成果总结成果总结6over46over4手工隧道方法手工隧道方法测试拓扑：测试步骤1、在NE40E、7750两台设备上开启双栈功能，并在下联测试仪的接口上配置IPv6地址2、在两台PE设备上建立隧道接口，并配置接口的IPv6地址、隧道的原地址和目的地址、指定隧道的类型为6over4隧道3、NE40E隧道接口IP地址：2001:e80:E77C:1:1/1284、7750隧道接口IP地址：2001:e80:
24、E77C:1:2/1285、手工配置到对端IPv6的静态路由（静态路由条目为对端PE连接测试仪的网段和对端隧道接口IPv6网段）指向隧道接口（共两条静态路由）6over46over4手工隧道测试结论手工隧道测试结论测试结论： 测试失败问题说明： 华为设备不支持隧道上封装MPLS标签，仅支持裸IP报文转发。而现网流量都是通过MPLS标签来转发的，所以此项测试不通过！建议现网要部署6over4隧道时PE应该选择非华为设备。对此华为给出了备忘。内容详见附件！技术澄清： 6PE6PE互通测试互通测试方法方法测试拓扑：测试步骤：1、NE40E、7750和T1600建立IBGP邻居关系，并开启IPv6地址
25、簇，T1600为路由反射器2、NE40E下联CE测试仪建立ospfv3area100邻居，并从测试仪学习10条IPv6路由3、7750下联CE测试仪建立ospfv3area200邻居，并从测试仪学习10条IPv6路由4、NE40E、7750分别把IPv6路由重分发到BGP中5、用测试仪分别对ipv6业务路由打流和互ping测试仪业务端口测试结论： 各路由器路由表正常，BGP邻居关系正常，NE40E和7750设备互ping正常，测试仪打流、ping测正常，无丢包！测试说明： 由于IPv6自身的特性，中间路由器不能对IPv6数据包进行分片，只有始发设备可以分片，测试仪发大包测试没有意义，建议在确定
26、网络的最小MTU后，在始发数据的设备上设置网络的最大MTU或者在始发设备上开启IPv6 MTU自动检测功能，以此来避免由于中间路由器的MTU过小而丢弃数据包的问题！ 因上述原因，考虑到真实流量的数据包大部分为1500字节以下，我们把测试仪打流的帧长调整为1518字节，即MTU为1500来进行测试！6PE6PE互通测试互通测试结论结论6VPE6VPE互通测试互通测试方法方法测试拓扑：测试步骤：1、NE40E、7750和RR2建立IBGP邻居关系，并开启VPNV6地址簇，RR2为VPNV6路由反射器2、NE40E、7750两台设备上创建VPNv6的VPN实例3、NE40E下联CE测试仪的接口放入到
27、VPN中，并和测试仪建立ospfv3area100邻居，并从测试仪学习10条IPv6路由4、NE40E下联CE测试仪的接口放入到VPN中，并和测试仪建立ospfv3area200邻居，并从测试仪学习10条IPv6路由5、NE40E、7750分别把VPN中的IPv6路由重分发到BGP中6、用测试仪对Ipv6业务路由打流和ping测试6VPE6VPE互通测试互通测试结论结论测试结论： 各路由器路由表正常，BGP邻居关系正常，NE40E和7750设备互ping正常，测试仪打流、ping测正常，无丢包！OSPFv3OSPFv3互通测试互通测试方法方法测试拓扑：测试步骤：1、两台M320分别和T1600
28、建立ospfv3area0邻居关系2、NE40E和M320、测试仪建立ospfv3area100邻居关系，并从测试仪学习10条IPv6业务路由3、7750和M320、测试仪建立ospfv3area200邻居关系，并从测试仪学习10条IPv6业务路由4、使用测试仪分别10条业务路由打流测试OSPFv3OSPFv3互通测试互通测试结论结论测试结论： OSPFv3协议正常，各路由器路由表正常，NE40E和7750设备互ping正常，测试仪打流、ping测正常，无丢包！遇到问题： NE40E和M320 OSPFv3邻居状态停留在Exstar/Exchange状态，无法建立起邻居关系。解决方法： 根据省
29、公司的MTU规定，juniper 下联NE40E接口MTU为1560 ；IP MTU 1500；MPLS MTU 1522。NE40E接口MTU为 1500。邻居关系建立成功备注： 1、华为设备和Juniper互通时MTU不一致建立不起来邻居关系，表现的现象为两台设备的邻居关系停留在Exstar/Exchance状态，经过讨论最后判断为华为和Juniper的 MTU定义有差别，即Juniper 接口MTU减去14个字节（目的MAC地址+源MAC地址+协议号）等于IP MTU，在华为设备上修改相应IPv6 MTU后，两台设备邻居关系正常，路由学习正常！2、OSPFv3协议不支持认证3、华为ne4
30、0e loopback 接口默认是passive模式，不用另外配置IS-IS v6IS-IS v6互通测试互通测试方法方法测试拓扑：测试步骤：1、NE40E和7750以上部分建立 ISISv6 level 2 邻居关系2、NE40E和7750将下联测试仪接口放入到ISISv6 level 1中3、ISIS进程开启多拓扑功能4、用测试仪打流和ping测（目的为对端测试仪接口IPv6地址）验证配置是否有效IS-IS v6IS-IS v6互通测试互通测试结论结论测试结论： ISISv6协议正常，各路由器路由表正常，NE40E和7750设备互ping正常，测试仪打流、ping测正常，无丢包！BGP4+
31、BGP4+互通测试互通测试方法方法测试拓扑：测试步骤：1、在ISISv6互通配置的基础上，NE40E、7750、M320-2与T1600-2建立IBGP4+邻居关系，T1600-2配置为BGP4+路由反射器2、NE40E和7750分别将下联测试仪的网段重分发到BGP4+中3、用测试仪打流和ping测（目的为对端测试仪接口IPv6地址）验证配置是否有效BGP4+BGP4+互通测试互通测试结论结论测试结论： 各路由器路由表正常，BGP邻居关系正常，NE40E和7750设备互ping正常，测试仪打流、ping测正常，无丢包！双栈互通测试双栈互通测试方法方法测试拓扑：测试步骤：1、在BGP4+协议互通
32、测试配置基础上，NE40E和7750分别和下联测试仪建立ospfv2、ospfv3邻居关系，测试仪分别给NE40E和7750注入10条IPv4路由和10条IPv6路由2、NE40和7750把ospfv3路由重分发到BGP中；把下联测试仪的接口network到ospfv2area0中3、用测试分别对10条IPv4、IPv6业务流量打流测试双栈互通测试双栈互通测试结论结论测试结论： 各路由器路由表正常，BGP邻居关系正常，NE40E和7750设备互ping正常，测试仪打流、ping测正常，无丢包！ ACLACL功能测试功能测试方法方法测试拓扑：测试步骤：1、在双栈互通测试环境配置基础上，NE40E
33、、7750在下联接口对背景路由（IPv6）中的一条路由配置in方向的ACLdeny策略；对于另一条背景路由（ipv6）配置out方向deny策略2、用测试仪对IPv6打流测试ACL是否生效ACLACL功能测试功能测试结论结论测试结论： ACL策略生效遇到问题： NE40E上对接口out方向的IPv6 ACL不生效解决办法： 经过反复测试，查明测试的板卡不支持IPv6 out方向的ACL，换到另一块LPUA板卡上，out方向的IPv6 ACL就可以生效。建议在现网中实施IPv6 ACL时要和厂商人员确认板卡是否支持in 和 out方向ACL策略IPv6IPv6路由分发策略功能测试路由分发策略功能
34、测试测试拓扑：测试步骤：1、在双栈环境配置基础上，NE40E和7750分别从测试仪学习到两条IPv6路由，在把路由重分发到BGP中时加入路由策略，deny其中一条2、在对端验证路由学习情况测试结论：路由表正确，策略生效后续工作计划后续工作计划基于客户访问的IPV6应用研究计划输出成果研究客户IPv6接入及端到端访问能力的具体实现，进行了技术储备，为业务开展打下基础。接入层测试分为专线业务测试及PPPOE拨号业务测试两部分。专线业务测试，测试PC直接连接在SR下，配置为双栈；PPPOE业务测试，采用ND协议为测试PC分配IPV6前缀，通过无状态DHCPV6为测试PC传递DNS信息。40结束结束谢谢大家！
