IP那些事

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不吃鱼的猫猫 发表于 2022/12/12 17:21:33 2022/12/12
【摘要】 IP网络共经历了3个时代,第一个时代是 Internet IP即IPv4,这个时代的特征是尽力而为,人工运维,第二个时代是 ALL IP,即MPLS,这个时代的特征是静态策略,半自动运维,第三个时代是IPv6+协议创新+AI即IPv6+,这个时代的特征是万物互联,灵活连接,智能运维。

IP网络共经历了3个时代,第一个时代是 Internet IP即IPv4,这个时代的特征是尽力而为,人工运维,第二个时代是 ALL IP,即MPLS,这个时代的特征是静态策略,半自动运维,第三个时代是IPv6+协议创新+AI即IPv6+,这个时代的特征是万物互联,灵活连接,智能运维。


IPv4

IP(Internet Protocol)是TCP/IP协议族中的网络层协议。(网络层协议主要工作是:借助路由表,负责处理IP数据报在网络中的传输。)

最先出现的IP地址是IPv4,它只有4段数字,每一段最大不超过255。由于互联网的蓬勃发展,IP地址的需求量愈来愈大,使得IP地址的发放愈趋严格,IETF曾提出过IPv6、IPv7、IPv8、IPv9等四个草案,并希望其中的一种协议能够替代IPv4。经过充分的讨论,IETF最终选择IPv6并替代IPv4,而IPv7、IPv8、IPv9也就从此销声匿迹。


MPLS

MPLS是一种在IP骨干网上利用标签来指导数据报文高速转发的协议,由IETF (Internet Engineering Task Force,因特网工程服务组)提出。相对于传统的IP路由方式,MPLS提供了一种新的网络交换方式,它将IP地址映射为简短且长度固定、只具有本地意义的标签,以标签交换替代IP查表,从而显著提升转发效率。同时,MPLS的标签机制可以在IP网络中构筑一条逻辑上的隧道,而且MPLS兼容不同的网络层和链路层协议,因此,MPLS可以很好的为各种L2VPN、L3VPN以及EVPN业务提供公网隧道服务。

为什么需要MPLS?

在20世纪90年代中期,随着IP网络的快速发展,Internet数据量急剧增长。由于当时的硬件技术存在限制,基于最长匹配算法的IP技术必须使用软件方法查找路由,转发性能低下,所以IP的转发性能成为当时限制网络发展的瓶颈。在这种背景下,IETF提出了MPLS协议。MPLS最初的目的就是为了提升IP网络中路由设备的转发速率。


IPv6

IPv6(Internet Protocol Version 6)是网络层协议的第二代标准协议,也被称为IPng(IP Next Generation),它所在的网络层提供了无连接的数据传输服务。IPv6是IETF设计的一套规范,是IPv4的升级版本。它解决了目前IPv4存在的许多不足之处,IPv6和IPv4之间最显著的区别就是IP地址长度从原来的32位升级为128位。IPv6以其简化的报文头格式、充足的地址空间、层次化的地址结构、灵活的扩展头、增强的邻居发现机制将在未来的市场竞争中充满活力。

部署IPv6对现有网络和业务的影响

IPv6对网络性能的影响

在路由器上开启IPv6技术对高性能的路由器影响非常小;一般情况下,部署IPv6对网络传输时延丢包率没有影响;在某个路由器出现故障的情况下,IPv6对更新信息,计算最佳的路径的效率影响很小。

IPv6对网络维护的影响

在使用IPv6的协议过程中,增加了工程师的维护工作量和技能要求,但IPv6对网络维护的冲击比较小,具备维护IPv4能力的工程师可以在较短时间内掌握IPv6。

IPv6对业务和应用的影响

在IPv6网络的现有网络业务和应用没有影响,您可以额外获得访问IPv6资源的能力。部署IPv6往往需要调整域名系统等业务系统,不正确的配置或有缺陷的软件将影响您的用户体验。


IPv6+

IPv6+是面向5G和云时代的智能IP网络,需要具备智能超宽、智能联接、智能运维三大特征。IPv6+包括以SRv6、网络切片、IFIT、BIERv6、APN6等协议创新,和以网络分析、自动调优等网络智能化为代表的技术创新。IPv6+在智能、安全、超宽、广联接、确定性和低时延六个维度全面提升IP网络能力,助力打造无处不在的智能IP联接,构建万物互联的智能世界。IPv6+将极大刺激业务创新,重新定义商业模式,增加收入,提升效率,例如IPv6+SRv6,加速业务部署,部署周期从月缩短到天;IPv6+IFIT,简化网络运维,优化用户体验。

IPv6+的关键技术

IPv6+SRv6:简化协议,端到端跨域协同,构建无处不在的任意联接

SRv6是新一代IP承载协议,可以简化并统一传统的复杂网络协议,是5G和云时代构建智能IP网络的基础。SRv6结合了Segment Routing的源路由优势和IPv6的简洁易扩展特质,而且具有多重编程空间,符合SDN(Software Defined Network,软件定义网络)思想,是实现意图驱动网络的利器。

IPv6+网络切片:一网多用,满足千行百业的确定性网络

网络切片是指同一个共享的网络基础设施上提供多个逻辑网络(切片),每个逻辑网络服务于特定的业务类型或者行业用户,如下图所示。每个网络切片都可以灵活定义自己的逻辑拓扑、SLA需求、可靠性和安全等级,以满足不同业务、行业或用户的差异化需求。

IPv6+IFIT:随流检测,业务体验可视可管理

IFIT是一种通过对网络真实业务流进行特征标记,用于直接检测网络的时延、抖动、丢包等性能指标的检测技术。如下图所示,在业务流的头节点对报文进行染色,然后在业务流经过的每一跳设备上进行打卡,数据上送控制器后,由控制器进行统一的计算和分析,最后得到时延、抖动和丢包率等数据。

IPv6+BIERv6:IPv6时代组播业务最佳承载方案

BIERv6是利用IPv6扩展头、IPv6地址可达性及其可编程空间,以Native IPv6的方式实现的BIER多播架构, 提供更好的多播部署能力和扩展支持后续Native IPv6特性的能力。如下图所示,在跨地域组播组网中,头节点将组播接收者以比特字符串的形式进行编排,由头节点向外发送,中间节点根据报文头中的地址信息将数据向下一个节点进行无状态转发。不需要额外的组播协议,中间节点不需要为每条组播流维护状态,实现了协议极简,运维简化,同时收敛与组播流的数量无关,用户体验和可靠性也得到了极大的增强。

IPv6+APN6:基于应用的差异化通道,实现网络精细化运营

APN6利用IPv6扩展头将应用信息(包括应用标识符及其对网络性能的要求)携带进入网络,使得网络感知应用及其需求,并为其提供相应SLA保障。


智能云网

智能云网社区是华为专为开发者打造的“学习、开发、验证、交流”一站式支持与服务平台,该平台涵盖多领域知识。目前承载了云园区网络,云广域网络,数通网络开放可编程,超融合数据中心网络,数通网络设备开放社区共五个场景。为了响应广大开发者需求,还提供了开发者交流、API 体验中心、多媒体课件、SDK工具包、开发者工具以及远程实验室共六大工具,让开发者轻松开发。欢迎各位前来体验。《戳我了解更多

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