IPv4向IPv6过渡的难题

　　运营商所需要的IPv6演进方案，首先要能够解决IPv4的地址短缺问题，由于时间紧迫，这个方案还要具备较高的成熟度，而且部署简单。其次，运营商还需要长远考虑，确定中后期的演进路线。

　　互联网名称与数字地址分配机构(ICANN)公布的最新数据表明，全球IPv4地址仅剩余2.52亿个，不到总量的6%，预计IPv4地址会在2011年8月耗尽。随着物联网、移动互联网、IPTV、宽带上网等业务不断发展壮大，运营商不停地扩大网络规模，这也使IPv4地址枯竭的速度更快了。业内人士认为，IPv6是解决IPv4地址短缺的争议最少的方案。

　　运营商的困惑

　　运营商将IPv4升级为IPv6网络的过程，就好像将旅馆的所有客房重新粉刷、更换家具设施，同时还要保障旅馆不停业，甚至接待更多旅客;并且旅馆老板还要考虑成本投入，难度可想而知。运营商在升级到IPv6时，普遍面临下面三个挑战。

　　方案众多

　　IETF有观点认为：“IPv6最大的败笔，在于无法向前兼容IPv4协议。”这也是从IPv4升级到IPv6，出现众多演进方案的根本原因。虽然这些方案的技术不外乎三类——双栈、隧道和地址转换，但在不同细枝末节上的变种已超过20余种，如NAT444、NAT64、NAT-PT、DS- Lite、6RD、IVI等。

　　这些技术方案有的可以缓解IPv4地址短缺的燃眉之急，有的可以帮助运营商应对来自终端用户或自身网络建设的IPv6部署需求。各种技术方案的应对场景不同，再加上运营商的网络基础各异，这都增加了运营商选择方案的难度。

　　成本敏感

　　电信行业显然已经不再是早年的“朝阳产业”，运营商也在不断降低毛利以吸引更多用户，抵抗竞争压力。尤其是2008年的全球金融危机之后，电信行业也不可避免地陷入投资额下降的困境。在IPv6网络演进的问题上，运营商的改造规模覆盖了终端、接入、城域、骨干等各个环节，几乎是全网升级，设备采购量和资金投入自然不小。如何降低TCO，保护投资，也是运营商需要考虑的关键问题之一。

　　平滑演进

　　IPv6的演进不可能一蹴而就，不同电信业务、不同应用场景在不同阶段对IPv6演进方案有着不同需求。因此，基于各过渡技术的进展，运营商需要根据自己的特点，选择合适的过渡方案组合。在这个过程中，运营商不仅要解决目前的地址枯竭问题，还要兼顾长期的演进过程更加平稳，以达到保护投资的目的。

　　IPv6演进之道

　　运营商所需要的IPv6演进方案，首先要能够解决IPv4的地址短缺问题，由于时间紧迫，这个方案还要具备较高的成熟度，而且部署简单。其次，运营商还需要长远考虑，确定中后期的演进路线。在全盘考虑整个网络改造的过程中，运营商要注意控制投资成本，保护前期采购的设备能够得到充分使用。

　　初期过渡方案NAT444

　　NAT444方案由日本NTT提出，其主要思想是将NAT44部署位置提高，由运营商部署运营级NAT44设备CGN，同时与用户侧的NAT组成两级地址转换，形成三块地址空间，即用户侧私有地址、运营商私有地址、公网地址。这也是NAT444名称的由来。NAT444方案可以提高IPv4地址的复用率，缓解地址枯竭问题，而且便于部署，只需在汇聚层或者核心层增加CGN设备即可，无需进行较大规模的设备替换。从用户感知度、技术成熟度和部署难易度等方面考虑，NAT444是目前比较好的方案。

　　下面分析一下成本问题。假设整体改造一张拥有100万宽带用户的城域网，分别采用NAT444、6RD和DS-Lite三种方案来进行。由于NAT444部署简单，不需要家庭网关的支持，所以仅需升级城域网基础设施，增加CGN设备，其费用约为400万美金。6RD和DS-Lite方案除了要在城域网中增添专用网关之外，均需要家庭网关的支持，以每个家庭网关43美金计算，这两个方案的费用开销在4700万美金以上。显然，NAT444方案最具成本优势。