随着笔记本电脑和智能移动终端的普及,无线局域网(WLAN,WirelessLocalAreaNetwork)已经逐渐成为重要的互联网接入手段。与此同时,随着IPv4地址枯竭,IPv6正在逐渐进入实用阶段。
由于IPv6和WLAN都是近几年快速发展的新技术,因此,目前很多WLAN设备都不能够直接全面地支持IPv6,那么如何在WLAN现有条件下部署IPv6,满足广大IPv6用户方便接入下一代互联网的迫切需求,已经成为网络管理者必须面对的工程研究课题。
本文以清华大学无线校园网为基础,描述了在其上部署纯IPv6技术的两种模式:只能够访问IPv6网络的native-stack技术和能够同时访问IPv4/IPv6网络的IVI技术,通过描述这两种模式的工程实现原理和参数细节,为探索IPv6在各种场景下的部署应用积累了经验。
在WLAN中部署纯IPv6
在工程实践中,我们采用了两种纯IPv6部署模式:
native-stack模式
该模式基于纯IPv6协议栈,客户端采用类似于IPv4网络中的DHCP方式,通过DHCPv6服务器自动获取IPv6地址和基于IPv6的DNS服务器地址,在不需要用户手工配置的情况下即可实现真正意义上的纯IPv6接入。该模式的特点是:即插即用,且与IPv4网络完全独立。这意味着该模式既可以独立工作,为用户提供纯IPv6接入服务,也可以与IPv4网络共同组成双栈网络,为用户同时提供IPv4和IPv6接入服务。由于该模式可以对客户端IPv6地址和DNS地址进行集中管理和统一下发,因此是一种很有前景的部署方式。
IVI模式
该模式基于IETF最新批准通过的RFC6219,使用无状态翻译技术,使得纯IPv6客户端不仅能够访问IPv6网络,同时还能够访问IPv4网络。目前已知有很多过渡技术,如ISATAP、TEREDO、6to4等。但是在IPv4地址已经枯竭的今天,新入网终端已经没有IPv4地址可用,只能使用IPv6地址,IVI技术很好地解决了纯IPv6客户端无法访问IPv4资源这一难题。本文将对该技术在清华大学WLAN中的部署方式进行详细描述。
无线控制器
出于管理上的考虑,目前WLAN已经由原来的FAT-AP架构向FIT-AP架构转变,通过无线控制器(WirelessLANController,WLC)对所有AP进行集中管理和数据转发,WLC已经成为WLAN的核心设备。在这种架构下,为了对IPv6流量进行转发,首先需要了解WLC的相关实现原理。
WLC是一个具有IP层管理功能的二层设备,一般通过与三层交换机直接互联的方式接入网络,如图1所示。WLC一般通过端口捆绑(port-channel)技术与三层交换机互联,每个WLC中划分出多个VLAN,每个VLAN接口(interface)地址为该VLAN的DHCPProxy地址,VLAN网关(gateway)则位于三层交换机。
图1 WLAN控制器典型连接
在WLC中,与IP地址相关的参数一般有以下三个:
管理地址:用于对WLC的远程管理,以及漫游组通信;
接口地址:用于VLAN标识,并作为DHCPProxy与DHCPServer进行交互;
网关地址:VLAN网关位于三层交换机,但是需要在WLC中对网关地址进行设置,以便用户流量能够被WLC正确地转发到对应的VLAN网关。
由于很多厂商的WLC未实现独立完整的IPv6功能,因此为了使WLAN支持纯IPv6接入,WLC需要通过“IPv6透传”技术实现无线客户端和三层交换机的互通。而IPv6是工作于组播机制的,这要求WLC既要能够阻止IPv4组播报文向交换机侧转发,又要能够让IPv6组播报文正常通过。因此,位于数据链路层的WLC需要能够识别出哪些MAC层组播对应的是IPv4报文,哪些对应的是IPv6报文,以便有针对性地实现报文阻断或转发。图2和图3分别是IPv4和IPv6组播报文在MAC层的地址映射关系图。
图2 IPv4 组播报文的MAC 层地址映射关系
图3 IPv6 组播报文的MAC 层地址映射关系
从图2和图3可以看到,若要判断组播报文性质,需要针对MAC层报文前缀进行识别,而传统二层设备是不能识别MAC层IPv6组播报文的。在这种情况下,二层设备要么丢弃这些不能识别的报文,要么通过“泛洪(Flooding)”方式向其他所有端口转发。这两种处理方式要么会造成IPv6组播机制无法正常工作,要么会导致WLC处理能力过载。因此,作为“IPv6透传”设备的WLC,必须能够识别IPv6二层组播报文并对其进行专门处理,以便IPv6组播报文既不被WLC丢弃,也不会在WLC的所有接口上“泛洪”。
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