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２０２１．０２国网青海电力基于翻译的Ｉ
Ｐｖ６升级改造方案设计及部署
孙晓东 李 潇 路 阳
（国网青海省电力公司信息通信公司）
摘 要：大力发展基于Ｉ
Ｐｖ６的下一代互联网，是互联网技术产业生态的一次全面升级，然后在推进ＩＰｖ４升级改造到ＩＰｖ６过程中，经常会出现部分网站应用不可达，诸如“天窗”或“乱码”
、甚至宕机。本文针对国网青海电力公司信息网络Ｉ
Ｐｖ６改造试点的要求，提出了基于翻译技术的升级改造方案和实施方案，通过升级改造实施应用验证，实现了外网门户支持Ｉ
Ｐｖ６协议栈下的业务访问，确保ＩＰｖ６用户访问与Ｉ
Ｐｖ４用户访问一致，为后续ＩＰｖ６网络规模化应用提供推广的典范。关键词：Ｉ
Ｐｖ６；翻译技术；升级改造０ 引言
随着“新基建”政策力度的不断升温，数字化、
网络化、智能化是新一代信息技术的核心和各行各业发展方向，国家电网确立了运用“大云物移智链”等先进技术，建立面向未来的能源互联网企业，需进一步建设具备开放、高速、智能、互动、可信特征的下一代电网信息通信网络，实现信息通信从内部支撑电网业务为主，到“对内支撑业务，对外服务大众”并重的转变。电力物联网各个环节、各类设备必将越
来越多地采用Ｉ
Ｐ化的信息通信技术，物联网，大数据，人工智能等产业部署对Ｉ
大众7座suvＰ地址有强烈的刚性需求，而Ｉ
Ｐｖ６是现阶段物联网基础协议的唯一选择。同时国家及各部委高度重视Ｉ
西安违章查询官方网Ｐｖ６在中国的部署工作，频繁发文要求各相关单位贯彻落实。２
０１７年１１月２６日，中共中央办公厅、国务院办公厅制定并印发了《推进互联网协议第六版（
奔驰s报价ＩＰｖ６）规模部署行动计划》
，国家电网公司依据相关要求，结合电网实际认真贯彻落实，在２０１８年国网公司正式印发《信通技
术〔
２０１８〕１４３号》文件，明确了国家电网公司互联网协议第六版（
南京劳斯莱斯ＩＰｖ６）技术要求和演进路线，青海省公司依据相关要求，开展了信息网络Ｉ
Ｐｖ６改造试点，并于２
０１９年初完成了部分信息外网ＩＰｖ６改造，取得了一系列成果，积累了丰富的经验。同时，在改造过程中也遇到了一些问题，发现了部分网站升级过程中出现乱码、天窗甚至宕机，部分应用不可达。为了解决此类问题，提高Ｉ
Ｐｖ６改造效率，我们提出了基于翻译技术的Ｉ
zr-v 致在Ｐｖ４／ＩＰｖ６协议转换平台作为过渡技术，以实现经济、高效、平滑地过渡到Ｉ
Ｐｖ６所面临的难题。
１ 基于翻译技术的工作原理
基于翻译技术的ＩＰｖ４／ＩＰｖ６协议转换平台工作原理有两个方面：一是地址映射，即通过统一的规则实现ＩＰｖ４地址与ＩＰｖ６地址地一一映射，以进行地址地翻译；另一个是协议翻译，即根据标准规定，实现Ｉ
Ｐｖ４／ＩＣＭＰ协议和Ｉ
Ｐｖ６／ＩＣＭＰ协议各字段的对译，同时更新ＴＣＰ／ＵＤＰ协议的相关字段，完成完整数据包翻译操作。
ＩＰｖ４／ＩＰｖ６协议转换平台部署场景如图１所示
。
图１
部署场景图电气技术与经济产品与解决方案
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畅跑哥 部署ＤＮＳ６４域名解析服务器（逻辑）和Ｉ
Ｐｖ４／ＩＰｖ６协议转换设备，并与两侧网关实现路由可达（前提条件）
。ＤＮＳ６４提供双向地址解析能力，所有从Ｉ
Ｐｖ６１主机发起的目标为ＩＰｖ４地址的服务器、主机的访问请求，首先从Ｄ
ＮＳ６４获得目标为ＩＰｖ４地址的映射Ｉ
Ｐｖ６２地址，该ＩＰｖ６２地址ＮｅｘｔＨｏｐ为协议转换设备接口地址，数据包统一经过协议转换设备后，源地址为ＩＰｖ４地址（指定），并以此为源访问目标为ＩＰｖ４地址的服务器、主机。完整过程如图２所示
。
图２
协议交互完整过程１）ＩＰｖ６主机通过静态配置或ＤＨＣＰｖ６选项得到ＩＰｖ６地址、默认网关及ＤＮＳ服务器地址信息。
２）ＩＰｖ６主机向ＤＮＳ６４进行ＡＡＡＡ查询，ＤＮＳ６４是双栈设备，它存放了域名对应的ｖ
４地址和对应的ｖ６地址，当它收到ＡＡＡＡ查询请求后，先向目标网络发送Ａ
ＡＡＡ查询请求，如果ＡＡＡＡ记录不存在，再发送Ａ查询请求，并将得到的Ａ记录按照协议转换设备映射规则将其转换为Ａ
ＡＡＡ记录，并返回给源ＩＰｖ６主机。
３）该ＩＰｖ６主机发送数据包，当到达协议转换设备后，转换为Ｉ
Ｐｖ４数据包。翻译后ＩＰｖ４数据包路由到Ｉ
Ｐｖ４网络中，实现ＩＰｖ６主机对ＩＰｖ４主机地访问。协议转换设备不需要通过Ｄ
ＮＳ６４来查ＩＰｖ４、ＩＰｖ６的对应关系，而是能够通过一对一地映射直接到对应地地址，大大减轻网关设备的负担和效率。同时，它也支持端到端地址透明性，可以进行增量化部署。
２ ＩＰｖ６升级改造方案设计
本项目Ｉ
Ｐｖ６升级改造的总的原则是互联网ＩＰｖ６业务快速平滑升级，让互联网Ｉ
Ｐｖ６用户无感知访问；ＩＰｖ６升级改造重点是青海电力互联网区，通过在省级数据中心增加Ｉ
Ｐｖ４／ＩＰｖ６协议转换平台设备，让原有ＩＰｖ４用户能够访问新建的ＩＰｖ６应用。主要采用的设备如下。
１）ＩＰｖ４／ＩＰｖ６智能转换平台是一套面向网络翻译和互通的平台级解决方案，主要用于网络协议ＩＰｖ４和Ｉ
Ｐｖ６之间的转换和翻译，在ＴＣＰ／ＩＰ分层模型中，主要针对网络层和传输层进行Ｉ
Ｐ地址和端口的转换和翻译映射。该平台可用于实现Ｉ
Ｐｖ４终端用户访问公网Ｉ
Ｐｖ６资源，也可用于实现ＩＰｖ６终端用户访问公网Ｉ
Ｐｖ４资源。２）部署一套可视化网络管理系统，系统用于对ＩＰｖ４／ＩＰｖ６智能转换平台设备的配置管理、性能管理、日志管理和故障管理。网管系统根据运维人员或服务开通系统的指令，修改相应网元配置数据，从而实现业务的激活或关停。同时网管系统还负责网元设备运行状态的监测，发现异常情况，及时向运维人员告警。网管系统是该平台的重要组成部分，是平台系统正常运行的有效保障措施之一。
３ ＩＰｖ６升级改造系统部署
通过部署互联网协议智能转换系统（服务端），实现青海电力公司互联网Ｉ
Ｐｖ６业务快速平滑升级，支持互联网Ｉ
Ｐｖ６用户无感知访问。青海电力公司互联网区网络拓扑如图３所示。
电气技术与经济产品与解决方案
２图３ 互联网区网络拓扑
在图３的网络拓扑中，ＤＭＺ区域核心交换机Ｉ＆ＩＩ为ＩＰｖ６单栈环境，防火墙Ｉ＆ＩＩ为两台ＩＰｖ４／ＩＰｖ６协议转换平台（服务端）设备启用ＥＴＣＤ＋Ｋｅｅｐａｌｉｖｅ技术组成Ａ／Ｓ模式集，通过设备Ｅｔｈ１接口上联ＤＭＺ区域核心交换机Ｉ＆ＩＩ的Ｇ２／１／１端口，通过设备Ｅｔｈ２接口下联防火墙Ｉ＆ＩＩ（逻辑），两台ＩＰｖ４／ＩＰｖ６协议转换平台（服务端）设备配置应用层翻译技术，实现内部ＩＰｖ４业务系统对外提供ＩＰｖ６访问服务。
ＩＰｖ４单栈协议，ＩＰｖ４／ＩＰｖ６协议转换平台（服务端）串联在ＩＰｖ４区域和ＩＰｖ６区域之间，开启ＩＰｖ６安全和溯源功能。互联网应用通过ＩＰｖ４／ＩＰｖ６智能转换平台（服务端）进行升级，支持ＩＰｖ６用户访问时，对于网站现有的网络部署和程序代码架构无须任何修改。
４ 结束语
由于ＩＰｖ４过渡到ＩＰｖ６是建设网络强国和网络发展的必然趋势，但是短期内，国家电网数据通信网络、终端设备、服务器、数据中心以及业务系统都无法做到全面支持ＩＰｖ６，因此ＩＰｖ６的过渡必将是一个循序渐进的长期过程。基于翻译技术的ＩＰｖ６升级改造方案，是目前被国家权威部门认可的过渡机制首选的解决方案，可以做到网络平滑演进，业务质量不下降、改造工作量低、数据一致性和数据同步等特点，达到最大程度保护投资者利益。
参考文献
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（收稿日期：2020 12 14）
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