阿里雲企業IPv6部署方案

摘要： 1、什麼是IPv6。 IP version 6 (IPv6)是IP協議（Internet Protocol）的最新版本，設計做爲IP version 4 (IPv4) [RFC791]的繼任版本。

1、什麼是IPv6。

IP version 6 (IPv6)是IP協議（Internet Protocol）的最新版本，設計做爲IP version 4 (IPv4) [RFC791]的繼任版本。從IPv4到IPv6的改變主要有如下幾點：

1) 擴展的地址容量；

2) 簡化的頭字段格式；

3) 改進了報文擴展字段和選項，使轉發更靈活高效；

4) 提供流標籤功能；

5) 加強的認證和隱私功能。

2、爲何遷移ipv6，遷移ipv6背景

1) 主因：政策驅動

2017年11月26日，中共中央辦公廳、國務院辦公廳印發了《推動互聯網協議第六版（IPv6）規模部署行動計劃》，連接：http://www.xinhuanet.com/2017...

2018年5月2日，工信部發文：工業和信息化部關於貫徹落實《推動互聯網協議第六版（IPv6）規模部署行動計劃》的通知，連接：http://www.miit.gov.cn/n11462...

2) 輔因：市場、技術驅動

隨着5G、IoT技術的不斷成熟，萬物互聯時代即將到來，隨之而來的是海量的終端設備接入需求，目前的IPv4地址空間不足以支撐將來發展要求。另外因爲IPv4地址的枯竭，也使得其交易價格也在不斷攀升。

3、政策解讀

根據中辦，國辦下發的《行動計劃》，和工信部下發的《通知》。咱們能夠總結出如下要點：

1) 時間節奏：分爲3個時間節點，2018年底，2020年底和2025年。

2) 改造目標：2018年底要求IPv6活躍用戶數超2億，v6用戶佔總用戶數不低於20%；2020年底要求超5億，不低於50%；2025年v6用戶數要達到世界第一。

3) 改造對象：

a) 應用：2018年底要求前50大互聯網企業網站及應用，省級政府網站，央企網站和新聞媒體網站所有改造支持IPv6；2020年底要求前100大互聯網企業，市級政府和新聞媒體和工業互聯網應用支持IPv6。

b) 基礎設施：這一部分主要是和電信運營商相關的滾動改造任務。對各個時間點運營商移動/接入/骨幹/國際出口網絡等須要達到的目標。

c) 應用基礎設施：重點是2018年底要求雲計算廠商提供的50%雲產品支持IPv6；2020年底100%的雲產品支持IPv6。

4、阿里雲IPv6演進規劃：穩中求進

IPv4到IPv6的演進遵循先外部後內部，以雙棧技術爲過渡的原則。

第一期主要對公網入口相關產品進行IPv6的改造，目標是應對政策文件的第一階段要求，即2018年末前，前50大互聯網企業的應用及政府部門網站具有IPv6訪問能力，提供用戶快速部署IPv6的解決方案。主要涉及SLB，IPv6轉換服務，雲解析DNS，和CDN四款產品，相關產品已經於2018年6月上線發佈。

第二期將對主要雲產品進行IPv4和IPv6雙棧改造，包括VPC，ECS，DTS等。目標是爲客戶提供端到端的IPv6解決方案，讓客戶可以徹底利用上IPv6的網絡特性。預計2018年下半年完成。

第三期的目標是去掉IPv4訪問能力，使產品只支持IPv6訪問。這是一個長期的目標，具體時間須要統籌考慮政策，市場，技術等多方面因素。預計時間在2019年之後。

5、阿里雲IPv6相關產品介紹

1) 負載均衡SLB

傳統的負載均衡只提供IPv4的訪問能力，且後端經過v4方式訪問後端服務器。鑑於第一期VPC和ECS等核心組建不具有IPv6能力條件下，採用先將暴露給客戶的公網側進行v6改造的方案。

經過在SLB上暴露公網IPv6地址，實現對IPv6用戶訪問能力，同時在SLB內部進行NAT64轉換，將前端v6地址轉爲v4地址，仍然使用v4方式訪問後端服務器，這樣就實現了v6用戶訪問v4後端服務器的能力。

2) 阿里雲IPv6轉換服務

對於沒有上雲的客戶，改造v6的難點主要在於技術難度大，週期長，須要大量資金等，並且會面臨改造過程當中的業務中斷風險。隨着政策要求的2018年底時間點愈來愈近，所剩時間已經很少。基於這個背景，阿里雲推出了IPv6轉換服務，客戶能夠方便的在阿里雲上部署IPv6公網入口，同時將實例後端關聯到線下IDC或其餘雲平臺的服務器。在阿里雲上完成v6 to v4地址的轉換，讓客戶可以在短期內免配置快速部署IPv6，完成政策規定的指標要求。

3) 雲解析DNS

DNS是面對客戶的第一個入口，根據咱們對政策的分析，有些網站採起的不一樣域名分別解析v4和v6地址的作法是不符合政策精神的。雲解析DNS如今能夠作到一個域名，雙棧地址，即用戶對一個域名的查詢，會將記錄的v4和v6地址同時返回給客戶，阿里雲DNS符合政策要求。

4) 阿里雲CDN

CDN已是如今互聯網應用不可或缺的一環。CDN是否支持IPv6是客戶遷移時必定會考慮的因素。目前教育網CDN v6節點已經所有上線，其餘三大運營商的CDN v6節點在陸續開通中。客戶關心的一個問題是，在CDN v6節點還沒有全面鋪開時，是否會有頻繁斷網的可能從而影響用戶的訪問體驗？答案是不會，目前已有的v6用戶均爲v4/v6雙棧部署，短時間內不存在v6 only的用戶。在CDN訪問過程當中，用戶首先須要進行DNS查詢過程，阿里雲DNS會根據CDNv6節點開通狀況，將本地相同運營商的CDN節點地址返回給客戶，也就是說，只有在同區域同運營商具有CDNv6節點資源時，用戶才能獲得CDNv6節點地址並進行訪問，其餘狀況，DNS會返回給客戶v4地址，經過v4方式訪問網站，所以從用戶角度看，這一過程是平滑無感知的。

5) DDoS

公網的安全防禦也是客戶不得不考慮的問題之一，所以在IPv6發佈的第一天，阿里雲就已經支持v6的DDoS功能，默認對客戶開啓基礎免費版本。

6、客戶解決方案

下面兩個場景主要是對第一期遷移任務提出的，因爲第一期遷移任務量大，缺少環境基礎，所以相對於複雜的應用內部改造，從公網入口改造相對容易也能快速看到成效。

1) 場景一：應用部署在阿里雲

這是典型的在阿里雲上部署業務的場景示意圖，涉及到DNS，CDN和SLB產品，因爲這三個產品均已支持IPv6，所以IPv6客戶能夠得到和IPv4客戶同樣的使用體驗。部署的過程分爲如下幾步：

1. 建立新的SLB v6實例並將IPv4版本ECS下掛到IPv6 SLB和IPv4 SLB配置方式相同。
2. 在DNS中增長IPv6解析地址記錄。
3. 阿里雲CDN已支持雙棧。

其中NAT64的處理過程對客戶透明，客戶無需額外配置，只需按通常SLB的操做方法，直接將v4後端服務器加載到v6 SLB下面便可。

2) 場景二：應用部署在其餘環境

對於應用部署在其餘環境的客戶，須要應用最新推出的阿里雲IPv6轉換服務，這個服務實例前端暴露給客戶一個公網IPv6地址，後端暴露2個IPv4地址，用於和客戶的線下其餘環境的IPv4公網進行通訊。IPv6客戶發起訪問時，流量從IPv6轉換服務實例的v6公網進入，在實例中進行NAT64的轉換後，由IPv4出口經過公網回到客戶其餘環境。這種方案的優點是：

1. 現有業務0改造，免配置快速部署IPv6。
2. IPv6轉換服務實例採用高可用部署。

缺點是：

1. 因爲後端使用v4公網訪問用戶數據中心，產生了額外的公網費用。
2. 也是因爲公網訪問後端，轉發質量由運營商公網決定，沒有保障。
3. 用戶數據中心暫沒法獲取客戶端的地址。

以上，這個方案只適合短時間使用，並不是長期方案。

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