该前一篇文章检查一对夫妇的基本大规模NAT(LSN)架构 - NAT444和NAT464 - 在耗尽IPv4地址池的创建面对堆叠双网络。重点主要放在宽带服务供应商,谁必须以某种方式继续分配地址非常大量的新客户时,有没有新的IPv4地址使用。分配的IPv6地址孤单不是有两个原因实用:
·几乎所有业务的公共互联网访问仍然仅支持IPv4
·虽然变化很快,很多宽带用户仍在运行的操作系统,要么不支持IPv6,或在他们的支持IPv6的一些不足之处
LSN - 什么以前被称为运营商级NAT(CGN)的更新,更准确的名称 - 仅仅是位于服务提供商网络,而不是在客户网络中的NAT。它几乎总是一个路由器,而不是一个独立的设备上的服务;LSN的是否辜负“电信级”的性能或缩放的预期仍有待观察。
NAT444是在提供者到客户的链接上提供IPv4地址的最简单的架构。可以使用客户网络上的现有NATs,在供应商的LSN上也使用相同的基本NAT44功能。但是正如在前一篇文章中所解释的,在客户链接上使用RFC1918地址存在一些问题:客户的RFC1918地址和供应商分配的RFC1918地址之间的重叠,以及同一LSN背后的客户之间的路由问题是这里的主要问题。建议的解决方案是保留一块剩余的IPv4地址作为“共享地址”使用,这些地址不会与RFC1918地址重叠,并且在同一LSN后面的客户之间进行路由时不会遇到过滤问题。然而,这只是一个建议的解决方案,还没有为共享地址使用保留IPv4地址块。
供应商和客户之间使用IPv4共享地址的另一种选择是使用IPv6地址。这解决了共享地址所解决的相同问题,并减轻了提供者在每个链接上分配和管理IPv4地址和IPv6地址的管理负担。它也更接近提供者的最终目标:仅使用ipv6的基础设施。这种NAT464架构的缺点是CPE NAT和LSN都必须在IPv4和IPv6 (NAT64)之间进行转换,这很复杂,并引入了性能、伸缩性和冗余问题。
双栈Lite是一种很有前途的方法,它充分利用了NAT464的优点,同时避免了它的问题:它只在提供者和客户之间使用ipv6链接,但不使用NAT64转换。当客户网络中的设备向外部目的地发送IPv4包时,IPv4包被封装在IPv6包中以便传输到供应商网络中。在LSN中,数据包被解密,NAT44被执行(图1)。IPv4在IPv6上的隧道化远比转换简单,因此性能和冗余问题被消除了。
然而,有,必须添加到NAT44在LSN为DS精简版工作的额外功能元件。
如果被发送的数据流进行与外部的IPv4源地址/端口的IPv4源地址/端口内部之间的简单映射,如定期NAT44完成,LSN就没有办法在不同的客户网络重叠的RFC1918 IPv4地址之间进行区分。因此附加的元素被添加到地址映射:包封IPv6数据包(IPv6的链路的客户端的地址)的源地址被添加到内IPv4源地址和端口。因为IPv6地址是唯一的每个客户,IPv6源地址+ IPv4源地址+端口的结合,使得所述映射明确的。当从外部接收到一个响应IPv4分组,其IPv4目的地址和端口可以被正确地匹配到基于在映射表中的IPv6地址的NAT后面的特定客户;分组的IPv4目的地址和端口可随后被映射到内部IPv4目的地址和端口,使用映射的IPv6地址作为所述IPv6目的地址在IPv6中封装,并被转发给客户。
换句话说,映射的IPv6地址不仅消除了客户RFC1918地址的歧义,它还为隧道端点提供了参考。
假设有客户网络中的多个端系统中,DS精简版功能的CPE设备上,如图2,如果一个设备发送IPv6数据包,该数据包被正常路由到IPv6目的地时,诸如家庭网关。如果一个设备发送IPv4数据包,所述CPE网关执行IPv4的在-IPv6封装,IPv6报文的目的地址设置为所述DS精简版的地址使能LSN。这种模式允许使用网关后面双堆叠,仅支持IPv4和IPv6,仅设备。
一个经常提到的缺点是,必须通过软件升级或替换单元将DS Lite功能添加到现有客户的CPE中。宽带提供商通常不愿给客户带来不便,也不愿承担更换已安装设备的费用,因此支持DS Lite的CPE最初更有可能只为新客户部署。然而,这实际上不应该是一个重大问题,因为只有新客户才会产生对新IP地址的需求。现有客户的CPE可以在一个更随意的时间表上升级或替换,作为正常的使用寿命结束设备的变化的一部分。
另一个DS精简版模型,如图3所示,实现了一个单独的端系统上而不是在CPE设备上DS精简版。该设备是双堆叠,并且因此可以发送和接收IPv4和IPv6分组。这不仅是有关一个单一的PC,游戏系统,或笔记本电脑连接到互联网,而不是一个路由器后面的客户网络这种模式,它具有移动宽带的巨大潜力。
移动提供商也面临着同样的问题,即需要解决“智能手机”和4G无线技术,比如IPv6的LTE,但要为这些移动用户提供获取IPv4内容的途径。《经济学人》最近的一篇文章指出,到2015年,所有出售的移动电话都将具备IP功能(从而使“智能手机”这个术语过时),而大多数笔记本电脑也将具备某种4G无线功能。移动宽带市场的快速增长很快就会使IPv6在那里变得至关重要,就像它现在正在成为DSL和有线宽带市场一样。
康卡斯特的背后是DS精简版的驱动力,并通过CableLabs的DS精简版CPE的发展正在有条不紊地进行。有传言说,在LSN结束,“二大”路由器厂商正在开发DS精简版的支持。这是一个聪明的,相当简单的解决方案,以双栈的问题,我认为我们可以期待很快开始看到DS精简版的部署。