城域网集中式CGN部署方案设计

摘要

IPv4地址池的枯竭标志着下一代网络IPv6的到来，但IPv4向IPv6演进是一个长期和复杂的过程。为了解决网络向IPv6过渡期内IPv4地址短缺的问题，CGN技术近年受到了电信运营商的关注。目前在现网中运营商大规模部署的CGN主要为分布式CGN，为了降低网络投资，在保证CGN网络的可靠性前提下，提高IPv4向IPv6的过渡效率，本文提出了城域网集中式CGN部署方案。对集中式CGN部署过程中的关键问题进行了分析，所取得的成果主要为:
　　对CGN的基本原理与部署现状进行了研究。现网中采用双栈+NAT融合技术，双栈将IPv4与IPv6架起了过渡的桥梁，使得设备具有IPv4和IPv6双协议栈，而NAPT将一个公网地址复用为多个私网地址，大大提高了IP地址利用率，减少了公网IP地址的投放。还对CGN的部署现状以及其对网络的影响进行了分析。
　　对城域网CGN部署方式进行了研究。城域网中，一种是以独立设备存在，我们称之为独立式CGN，一种是以插卡式CGN存在我们称之为集成式CGN。按照CGN部署的位置简单来看，旁挂在CR侧，我们称之为集中式CGN，旁挂在BRAS侧或者BRAS上插CGN板卡，我们称之为分布式CGN，本文中介绍的集中式CGN采用独立设备进行部署。分析了集中式CGN与分布式CGN的优缺点。
　　对城域网集中式CGN部署进行了研究。由于现网中CGN部署方式为分布式CGN部署方式,集中式CGN一直未进行部署应用。从网络侧到业务侧对集中式CGN进行了详细的部署介绍和分析。
　　对集中式CGN部署进行了账号测试验证。通过CGN功能性、可靠性、溯源性，现网业务等四个方面进行了详细测试。并对CGN部署中经常存在的溯源问题进行了分析，提出了解决方案。从测试结果看出，集中式CGN已经具备上线条件，从而证明了城域网集中式CGN部署方案的可行性。
　　本人全程参与了《福建电信城域网集中式CGN部署方案》项目的需求分析、规划设计、方案选定、项目实施测试以及日常的维护工作。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 课题背景

1．2 CGN现状和意义

1．2．1 CGN现状

1．2．2 CGN部署意义

1．3 论文的主要内容和组织架构

第二章 CGN技术原理

2．1 双栈技术原理

2．2 NAT技术原理

2．2．1 NAT两种基本实现方式

2．2．2 NAT地址过滤方式

2．2．3 NAT端口分配方式

2．2．4 NAT ALG

2．2．5 NAT报文分片

2．2．6 NAT安全性

2．2．7 NAT可维护性

2．3 CGN技术需求

2．4 CGN部署对网络的影响

2．4．1 对网络设备的影响

2．4．2 对网络维护的影响

2．4．3 对业务和应用的影响

2．5 本章总结

第三章 城域网中CGN的部署方式

3．1 CGN集中式部署

3．2 CGN分布式部署

3．3 城域网CGN组网方式比较

3．4 关键问题考虑

3．4．1 地址分配

3．4．2 DNS配置

3．4．3 Radius的IPv6扩展

3．4．4 双栈用户的认证和计费

3．5 本章总结

第四章 集中式CGN现网部署试验方案

4．1 网络部署方案

4．1．1 网络部署方案图

4．1．2 网络部署原则

4．1．3 中继互联原则

4．1．4 路由部署方案

4．1．5 冗余部署原则

4．2 业务加载方案

4．3 割接方案

4．3．1 地址投放

4．3．2 BAS割接规划

4．3．3 剖接步骤

4．4 本章小结

第五章 集中式CGN测试方案

5．1 背景说明

5．2 测试概况

5．2．1 相关设备信息

5．2．2 测试拓扑图

5．3 测试列表

5．4 测试方法

5．4．1 CGN功能测试

5．4．2 CGN可靠性测试

5．4．3 溯源功能测试

5．4．4 现网业务测试

5．5 集中式CGN部署中存在的问题

5．5．1 CGN下NAT地址溯源问题

5．5．2 IP地址溯源解决方案

5．6 本章小结

结束语

参考文献

附录

致谢