NAT64设备性能及组网部署方案研究

摘要

海量的IP地址是未来移动互联网、物联网等应用深入发展的基础。而在我国目前IPv4地址已经严重不足的情况下，如何过渡到IPv6的问题就显得更为迫切。IPv6采用128位地址格式，地址空间巨大，能够彻底解决IPv4地址不足问题。但是由于IPv6与IPv4不兼容，因此在当前IPv4为主的网络环境下，IPv4向IPv6的平滑过渡就成为IPv6能否成功的关键。不同的演进时，不同的场景需要不同应对方式。NAT64技术配合DNS64技术是网络从双栈向IPv6单栈过渡过程中的一种比较可行的过渡手段，可以实现IPv6单栈用户访问大部分业务。因此，研究NAT64技术和网络组建部署方案是非常有必要的。
　　本文对IPv6过渡技术中的NAT64技术的应用背景进行了分析，并对NAT64进行了技术分析产品测试及组网研究，提出了NAT64的运营商级部署方案。
　　通过对现网流量统计分析及BRAS、SR设备承载用户数量分析，总结得到NAT64设备承载量要求;进一步对NAT64设备测试，验证了设备的成熟度，保证基本功能的实现，为组网测试提供支持;在实验室采用现网设备，模拟现网结构搭建测试环境进行组网测试，首先研究双栈情况下部署NAT64存在的绕转问题，提出根据用户源地址区分的规避方法，并在不同用户操作系统下进行测试验证。其次对NAT64设备在现网部署的容灾备份方式进行研究，多个方向多种情况分别分析，从运维需求、CR位置、CR安全性考虑采用双上联组网的热备方式，选择主备而放弃负载分担方式。最后根据演进的前期、后期做出应用场景分析，对于集中式旁挂IDC出口和集中式旁挂城域网CR情况进行对比，得出较为完善的组网及部署方案。

目录

声明

致谢

摘要

1 引言

1．1 背景

1．2 课题研究的目的和意义

1．3 本论文的组织结构

2 NAT64及DNS64相关技术介绍

2．1 NAT64翻译技术

2．1．1 地址翻译

2．1．2 协议翻译

2．2 DNS64技术

2．2．1 DNS64协议概述

2．2．2 DNS64机制解释

2．2．3 NAT64+DNS64组网模型

2．2．4 NAT64与DNS64的报文交互过程

3 单机功能性能测试实验及结果

3．1 BRAS功能性能及全业务叠加测试

3．1．1 多业务要求

3．1．2 业务-端口-流量分布情况

3．1．3 各类业务设计规划

3．1．4 BRAS测试结果

3．2 SR功能性能及全业务叠加测试

3．2．1 多业务要求

3．2．2 业务-端口-流量分布情况

3．2．3 各类业务设计规划

3．2．4 SR测试结果

3．3 NAT64单机功能测试及结果

3．3．1 地址映射功能

3．3．2 协议翻译功能

3．3．3 NAT64设备告警功能

3．3．4 冗余备份功能

3．3．5 溯源功能

3．3．6 NAT64的共存于平滑演进

3．4 NAT64单机性能测试及结果

3．4．1 单板最大并发session数测试

3．4．2 最大新建session速率测试

3．4．3 单板NAT64流量转发能力测试

3．4．4 NAT64设备长时间稳定性测试

3．5 NAT64单机功能性能测试实验结果总结

4 NAT64组网测试及结果分析

4．1 双栈环境下的IPv4绕转问题和绕转规避问题

4．1．1 绕转问题综述

4．1．2 绕转问题测试情况

4．1．3 绕转问题规避方法

4．1．4 规避结果测试

4．2 NAT64双机备份

4．2．1 双机备份问题陈述

4．2．2 双机备份测试情况

4．2．3 NAT64双机工作方式分析

4．3 IDC场景网站访问测试

4．3．1 网站访问测试组网

4．3．2 网站访问测试结果

4．3．3 网站访问结果分析

4．4 组网及功能测试实验结果总结

5 组网及部署方案分析

5．1 双栈用户和单栈IPv6共存场景下的NAT64访问

5．2 冗余备份组网方案

5．3 NAT64应用场景分析

6 总结与展望

参考文献

作者简历及攻读硕士学位期间取得的研究成果

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