從IPv4過渡到IPv6 電子政務外網(wǎng)建設方案

作為國家電子政務骨干網(wǎng)的電子政務網(wǎng)外網(wǎng)，承載各政府部門的多種業(yè)務，卻大量使用著私網(wǎng)地址和地址轉(zhuǎn)換技術(shù)。目前在電子政務外網(wǎng)內(nèi)存在三類地址，第一類是公網(wǎng)地址，作為資源共享區(qū)和互聯(lián)網(wǎng)區(qū)的服務器地址，每個省分配1個公網(wǎng)B類地址，每個縣分配一個C類地址，遠不夠各地方政府使用；第二類是10網(wǎng)段地址，作為電子政務外網(wǎng)的私網(wǎng)地址使用，在電子政務外網(wǎng)內(nèi)統(tǒng)一規(guī)劃，到互聯(lián)網(wǎng)需要進行地址轉(zhuǎn)換；第三類是各接入部門內(nèi)部的局域網(wǎng)地址，一般是192網(wǎng)段，由各部門自行規(guī)劃，或根據(jù)縱向業(yè)務接入要求進行規(guī)劃，訪問資源共享區(qū)域需要進行地址轉(zhuǎn)換?？梢娂词乖陔娮诱胀饩W(wǎng)的辦公應用方面，都需要部署大量的設備提供地址轉(zhuǎn)換功能。

此外，作為我國電子政務的骨干網(wǎng)，將有越來越多的應用接入電子政務外網(wǎng)，一些復雜新業(yè)務的開展也受到IP地址的制約。比如應急指揮業(yè)務，涉及大量的監(jiān)控、視頻會議、通信設備等終端，必然會占用大量的IP地址，我們不得不投入較大的人力、物力在如何有效的分配IP地址和進行地址轉(zhuǎn)換上。在環(huán)境與生態(tài)監(jiān)測、交通控制等領(lǐng)域，使用傳感器協(xié)作地監(jiān)控不同位置的物理或環(huán)境狀況，進行統(tǒng)一的分析或決策指示。比如地震監(jiān)測、水文監(jiān)測等，跨地域廣泛分布的傳感器網(wǎng)絡正在形成，這些設備同樣面臨IP地址的有效分配問題。

電子政務外網(wǎng)IPv4向IPv6過渡之路

電子政務外網(wǎng)目前運行的是IPv4業(yè)務，并采用MPLS VPN技術(shù)來隔離不同的業(yè)務，技術(shù)實現(xiàn)上較為復雜?？紤]到IPv6規(guī)范制定尚不完善，IPv6技術(shù)應用并不成熟，在國內(nèi)也只有IPv6實驗網(wǎng)絡，還沒有真正意義上的商用IPv6網(wǎng)絡出現(xiàn)，因此在電子政務外網(wǎng)不適宜建設大規(guī)模的IPv6網(wǎng)絡，可采取先試點，再推廣的方式進行。在國家電子政務外網(wǎng)和少數(shù)幾個部委、少數(shù)省電子政務外網(wǎng)先進行試點IPv6建設，試點單位的終端主機升級為IPv6/IPv4雙棧；逐步增加IPv6業(yè)務系統(tǒng)，先增加一部分IPv6/ IPv4雙棧業(yè)務，既能支持新增IPv6終端主機的訪問，也支持未能升級的IPv4終端主機的訪問。試點網(wǎng)絡的建設應兼容IPv4和IPv6兩種協(xié)議，考慮到國家電子信息產(chǎn)業(yè)振興規(guī)劃強調(diào)推進下一代網(wǎng)絡（IPv6）的試驗和推廣，在政務外網(wǎng)上的網(wǎng)絡升級應采用更為先進的技術(shù)--雙棧技術(shù)實現(xiàn)，為后續(xù)建設純IPv6網(wǎng)絡進行技術(shù)積累。在技術(shù)設計上，先在共享資源區(qū)試點IPv6的IP地址分配、路由規(guī)劃等基本的IPv6技術(shù)，然后再試點IPv6 MPLS VPN技術(shù)，將部分縱向VPN切換到IPv6網(wǎng)絡運行。

在電子政務外網(wǎng)上實現(xiàn)端到端的IPv6涉及到三個系統(tǒng)的升級，分別是業(yè)務系統(tǒng)、終端系統(tǒng)和網(wǎng)絡網(wǎng)絡。

業(yè)務系統(tǒng)（包括業(yè)務系統(tǒng)軟件及相應的數(shù)據(jù)庫、中間件）：因為涉及到尋址，所以需要進行升級。以數(shù)字監(jiān)控系統(tǒng)為例，就涉及監(jiān)控終端、編解碼器等的IPv6地址升級，以及服務器端尋址方式的升級。目前我國僅在教育科研網(wǎng)進行了IPv6建設，業(yè)務應用多以游戲、視頻下載點播等校園應用為主，適合政務應用的IPv6資源和業(yè)務很少。因此在政務外網(wǎng)上可考慮逐步開發(fā)適合政務應用的IPv6業(yè)務，如公文交換、郵件系統(tǒng)等。

終端系統(tǒng)：如果操作系統(tǒng)是windows Vista及以上系統(tǒng)，默認支持IPv6并且可以支持DHCP v6,無需升級；如是Windows其他版本或其他操作系統(tǒng)，雖可以升級為支持IPv6,但升級后不能支持DHCP v6,因此建議操作系統(tǒng)采用windows Vista或以上系統(tǒng)。通過升級，使個人終端變成雙棧主機，即可以同時訪問IPv4資源和IPv6資源。

網(wǎng)絡系統(tǒng)：目前主要有兩種IPv4->IPv6的過渡技術(shù)。一種是隧道技術(shù)，即將IPv6協(xié)議封裝在IPv4報文中穿越IPv4網(wǎng)絡，適合為較少的互相獨立的IPv6網(wǎng)絡（或終端）提供聯(lián)通性。另一種是雙棧技術(shù)，網(wǎng)絡設備必須同時支持IPv4/IPv6協(xié)議棧，這種過渡方式能兼容目前IPv4和IPv6共存的現(xiàn)狀，同時又可以平滑的從IPv4升級到IPv6.

在電子政務外網(wǎng)可采用雙棧技術(shù)和隧道技術(shù)結(jié)合的方式，在骨干網(wǎng)和部分試驗局域網(wǎng)采用雙棧技術(shù)，在投資有限的單位局域網(wǎng)可采用隧道技術(shù)。

電子政務外網(wǎng)IPv6方案

電子政務外網(wǎng)IPv6骨干網(wǎng)絡建議分階段建設，先基于雙棧技術(shù)，建設基礎IPv6網(wǎng)絡，待技術(shù)積累成熟、網(wǎng)絡運行穩(wěn)定后，再進行IPv6 MPLS VPN的建設。電子政務外網(wǎng)基礎IPv6網(wǎng)絡建設可以考慮兩種建設模式，一是新建IPv6/IPv4雙棧網(wǎng)絡，二是現(xiàn)有IPv4網(wǎng)絡升級為雙棧。下面逐一加以介紹。

1）新建IPv6/IPv4雙棧網(wǎng)絡

新建IPv6/IPv4雙棧網(wǎng)絡可與現(xiàn)有IPv4骨干網(wǎng)規(guī)模相同，但鏈路帶寬略低，兩張骨干網(wǎng)同時運行。新建骨干網(wǎng)絡承載IPv4和IPv6協(xié)議，后續(xù)該新建網(wǎng)絡可作為IPv6骨干網(wǎng)專門承載IPv6協(xié)議。

可試點將共享資源區(qū)的業(yè)務逐步切換到IPv6,在電子政務外網(wǎng)IPv4網(wǎng)絡依舊承載縱向VPN和Internet業(yè)務，如圖1.

圖1 IPv4網(wǎng)絡、IPv6/IPv4雙棧網(wǎng)絡業(yè)務規(guī)劃

在新建雙轉(zhuǎn)網(wǎng)絡中，建立雙棧業(yè)務服務器，網(wǎng)絡中的所有雙棧設備均具有IPv4/IPv6兩種地址。由路由器鏈路層解析出接收到的數(shù)據(jù)包的數(shù)據(jù)段，拆開并檢查包頭。如果IPv4/IPv6包頭中的第一個字段，即IP包的版本號是4,該包就由IPv4的協(xié)議棧來處理；如果版本號是6,則由IPv6的協(xié)議棧處理。

雙棧路由器可通過雙棧主機的目的訪問地址尋徑路由到IPv4資源或IPv6資源，如圖2.如果雙棧主機訪問縱向VPN或Internet,雙棧主機將其歸屬到IPv4網(wǎng)絡，按照原IPv4網(wǎng)絡的方式轉(zhuǎn)發(fā)報文；如果雙棧主機訪問IPv6地址，則雙棧主機將在雙棧網(wǎng)絡尋址資源。