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6VPE(IPv6 VPN Provider Edge)是一种利用IPv4/MPLS((Multi-Protocol Label Switching),实现IPv6网络孤岛连通,并为IPv6用户网络提供BGP MPLS VPN服务的技术。在6VPE技术中,用户网络(Customer Edge,CE)采用的地址族是IPv6,骨干网是IPv4,同时6VPE对所在网络附加了VPN技术,可以对所连接的IPv6网络进行逻辑隔离,提升IPv6网络的安全性。

为什么需要6VPE?

随着网络从IPv4IPv6演进,越来越多的IPv4用户网络改造为IPv6网络,这些IPv6网络用户则希望运营商为自己的IPv6网络提供VPN服务,6VPE技术就是这样一种为IPv6用户网络提供BGP MPLS VPN服务的技术,是对BGP MPLS IP VPN的一种扩展。

MPLS IPv4网络向IPv6网络演进

IPv6作为下一代的网络层协议,不仅提供了充足的地址空间,支持更多的用户和设备接入互联网,并且以其更高的服务质量与安全性受到了越来越多的重视。

随着网络从IPv4向IPv6演进,两种网络在一段时期内共存是不可避免的。在演进过程前期,IPv6网络还没有大量部署,网络仍然以IPv4为主,就会出现IPv6孤岛。6PE(IPv6 Provider Edge)技术可以提供MPLS IPv4网络实现孤立IPv6网络之间的互连,但随着IPv6网络的广泛应用,对IPv6 VPN的需求也急剧增长。

6VPE对所在网络附加了VPN技术,可以对所连接的IPv6网络进行逻辑隔离,大大提升IPv6网络的安全性。

6VPE与6PE的共同点

6VPE与6PE技术同样是基于BGP MPLS VPN原理实现的,它们有许多的共同点:

  • 同属IPv6孤岛隧道技术,在IPv4骨干网中使用MPLS对IPv6隧道进行屏蔽,P(Provider)设备与其他PE(Provider Edge)设备之间仍使用IPv4的IGP来建立路由关系。
  • 同样需要使用MP-BGP的多协议扩展属性为IPv6网络传播路由信息。

6VPE与6PE的不同点

6PE技术将所连接的IPv6网络视作一个VPN客户,IPv4骨干网就是为整个VPN客户提供隧道连接,无法实现逻辑隔离。同时,由于IPv6与IPv4本身就是不同的地址族,IPv6路由信息与其他IPv4路由不需要特意进行区分,因此6PE路由器上的IPv6路由表就相当于BGP/MPLS IP VPN中的一个VRF路由表。

而6VPE是一种VPN技术,对所在网络附加了VPN,保证属于不同用户的私有IPv6站点间的业务是相互隔离的。为了提供IPv6的VPN服务,6VPE网络定义了新的VPN-IPv6地址族,并且需要为每个IPv6 VPN建立独立的VRF路由表,也就实现了不同IPv6 VPN之间的逻辑隔离。

6VPE技术的优点

6VPE技术具有如下优点:

  • 配置便捷:利用已有IPv4/MPLS骨干网,在改动较小的情况下,将IPv6网络连通起来。并且所有配置都在PE设备上完成,用户的IPv6网络感知不到IPv4网络的存在。
  • 业务广泛:6VPE不限制骨干网所采用的IP协议版本,IPv6 VPN流量主要通过IPv4隧道进行传输,PE之间的公网隧道除LDP LSP外,还支持CR-LSP和GRE隧道。
  • 更加安全:对所连接的IPv6网络进行逻辑隔离,大大提升IPv6网络的安全性。

6VPE有哪些类型?

现实网络中,6VPE最基本的组网结构就是单自治域组网,但同一运营商的不同城域网之间,或相互协作的运营商的骨干网之间,往往存在着跨越不同自治域的情况,针对这类跨域6VPE,业界提出了OptionA组网、OptionB组网、OptionC组网的实现方式。

6VPE单自治域组网

基本的单自治域6VPE组网如下图所示,PE设备需要同时支持IPv4IPv6,而CE设备只需要运行IPv6协议即可,PE和CE间可以运行多实例IPv6协议,如BGP4+、IS-ISv6、RIPng、OSPFv3或静态路由。PE之间的公网隧道可以是LDP LSP隧道、TE隧道以及GRE隧道。

由于GRE报文中还封装了带标签的IPv6报文,如果公网隧道是GRE隧道,则同时需要在公网的各个接口上使能MPLS

6VPE单自治域组网结构
6VPE单自治域组网结构

6VPE跨域OptionA组网

跨域OptionA组网如下图所示,其主要特点为:

  • ASBR(Autonomous System Boundary Router,自治系统边界路由器)间的接口绑定到IPv6 VPN实例,并配置IPv6地址,而各AS内部运行的均为IPv4协议,也就是说,ASBR和PE上都需要同时运行IPv4和IPv6协议。
  • ASBR间可以使用多实例IPv6协议。
  • ASBR间的数据报文转发为普通IPv6转发,没有标签,域内(PE-ASBR)的数据报文转发为带两层(或一层)标签的IPv6 VPN实例转发,最内层标签为IPv6 VPN实例的私网标签。
6VPE跨域OptionA组网结构
6VPE跨域OptionA组网结构

6VPE跨域OptionB组网

跨域OptionB组网如下图所示,其主要特点为:

  • AS域内和域间运行的均为IPv4协议,PE上需要同时运行IPv4和IPv6协议。
  • ASBR通过直连接口建立MP-EBGP邻居,在VPNv6地址族下使能邻居的VPNv6能力。
  • ASBR间的数据报文转发为带一层标签的IPv6 VPN实例转发,域内(PE-ASBR)的数据报文转发为带两层(或一层)标签的IPv6 VPN实例转发,最内层标签为IPv6 VPN实例的私网标签。
6VPE跨域OptionB组网结构
6VPE跨域OptionB组网结构

6VPE跨域OptionC组网

跨域OptionC组网如下图所示,其主要特点为:

  • AS域内和域间运行的均为IPv4协议,PE上需要同时运行IPv4和IPv6协议。
  • ASBR通过直连接口建立MP-EBGP,并配置对邻居发送带路由的标签。其中,BGP邻居之间协商的是通告带标签的IPv4路由能力。
  • PE与ASBR通过环回口建立MP-EBGP邻居,并配置对邻居发送带路由的标签。其中,BGP邻居之间协商的是通告带标签的IPv4路由能力。
  • PE间通过环回口建立Multihop MP-EBGP,并在VPNv6地址族下使能邻居。其中,BGP邻居之间协商的是通告带标签的VPN路由能力。
  • ASBR间的数据报文转发为带二层标签的IPv6 VPN实例转发,域内(PE-ASBR)的数据报文转发为带三层(或两层)标签的IPv6 VPN实例转发,最内层标签为IPv6 VPN实例的私网标签。
6VPE跨域OptionC组网结构
6VPE跨域OptionC组网结构

6VPE是如何工作的?

6VPE的工作分为两个层面:控制层面(路由发布)与转发层面(数据转发)。

6VPE的控制层面

6VPE控制层面的工作流程如下图所示,以CE1向CE2发布路由为例,CE2发布路由的过程与CE1类似:

  1. CE1设备与直接相连的PE1建立邻居或者对等体后,向PE1发布本站点的IPv6路由2001:DB8:1::1/128,CE跟PE之间的使用标准的IPv6路由协议;
  2. PE1设备接收到CE1的路由信息后,为路由增加RD前缀后转换为VPN-IPv6路由,通过MP-BGP将路由发布给远端PE2。PE2接收到VPN-IPv6路由后,加入到VPN-IPv6路由表中,同时存储MP-BGP Update消息中携带的MPLS标签信息;
  3. PE2设备将收到的IPv6路由剥掉标签,通过IPv6路由协议(如BGP4+、ISISv6、RIPng)发送给CE2。
6VPE控制层面工作流程
6VPE控制层面工作流程

6VPE的转发层面

6VPE转发层面的工作流程如下图所示,与BGP/MPLS IP VPN相似,在IPv6报文外层封装两层标签,使携带标签的IPv6报文可以穿过IPv4核心网。其中,外层为MPLS隧道标签,用来指示如何到达BGP下一跳;内层为VPN-IPv6标签,用于查找报文的出口、属于哪个VPN。由于CE与PE之间转发的是IPv6报文,而PE之间是MPLS转发,依赖IPv4路由提前建立MPLS隧道,所以PE上需要支持并开启IPv4和IPv6双栈协议。

IPv6报文通过6VPE隧道传输需要经过以下五个阶段:

  1. CE1向PE1发送IPv6报文。
  2. 隧道封装,IPv6报文进入PE1之后,通过IPv6 VPN的路由转发表获取到内层标签(L2);然后根据IPv4地址获得其对应的公网隧道标签(L1)。
  3. 隧道转发,报文携带两层标签通过公网隧道被转发到骨干网,P设备上是纯标签转发,并不会感知带内层的IPv6信息。
  4. 隧道解封装,P设备收到封装了两层标签的IPv6报文后先进行标签交换,并利用PHP可以弹出外层标签L1’。
  5. PE2收到报文后,通过内层标签(L2)识别出对应的VPN实例,剥掉内层标签。得到的就是没有标签的标准IPv6报文了,PE2根据报文的目的地址,查找VPN路由转发表信息将IPv6报文发送给CE2。
6VPE转发层面工作流程
6VPE转发层面工作流程

6VPE未来如何演进?

6VPE是IPv4IPv6过渡初期的解决方案,它利用现有的IPv4/MPLS骨干网承载IPv6业务,无需对网络进行升级改造,就可以将IPv6网络连通起来,为用户提供IPv6服务,并且用户的IPv6网络感知不到IPv4网络的存在。但6VPE仍有其局限性,它依赖于MPLS,协议状态比较复杂。同时,由于PE设备需要支持并开启双协议栈,会消耗更多的CPU、内存等资源。

随着IPv6网络日益普及,运营商网络已经全面支持IPv6,而IPv6网络之间也不再需要过渡技术来进行连接,直接通过IPv6协议互通即可。基于IPv6骨干网提供IPv6 VPN服务,可以利用SRv6技术实现。SRv6采用现有的IPv6转发技术,通过扩展IPv6报文头,实现类似标签转发的处理,可以更简易地实现IPv6 VPN。

相较于6VPE技术,SRv6技术有如下优点:

  • 节约资源:使用SRv6技术后,整个网络都运行IPv6协议,PE只需要支持IPv6单栈,节约了更多的设备资源。
  • 简化业务:SRv6报文和普通IPv6报文具有相同的报文头,仅依赖IPv6可达性即可实现网络节点的互通,简化了网络协议,使业务开通更便捷。
  • 灵活部署:SRv6技术提供了灵活的可编程能力,可以满足业务不同的SLA需求。

总而言之,IPv4向IPv6演进是一个较长的过程,无论是从网络还是业务角度来看,利用SRv6技术来支持IPv6 VPN会比6VPE方案更具优势。

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  • 作者: 刘家璇
  • 最近更新: 2025-08-04
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