目前世界所使用的IPv4技术,是20世纪80年代的产物,它的最大问题是网络地址资源有限。随着互联网的蓬勃发展,IPv4地址消耗的速度也明显加快。虽然出现了如NAT、DHCP等技术来应对,可还是无法从根本上解决问题。IP地址不足,严重地制约了互联网的应用和发展。这些因素直接促成了IPv6的诞生,IPv6从根本上解决了IPv4所产生一系列问题。而随着IPv6的部署,很多以前的瓶颈问题也变得迎刃而解。其中最具代表性的应用就是VoIP。
VoIP(Voice over IP)是基于IP分组交换网络,通过对传统的模拟语音信号进行数字化、压缩、打包,封装成帧等一系列处理,使得语音业务可以通过IP网进行承载。广义上讲,VoIP是指在数据网络上承载数据、语音、传真和图像等多媒体业务,而在狭义上即是指在IP上传送语音业务。我们日常所说的IP电话就是VoIP的一项典型应用。
传统语音通信基于电路交换,使用物理连接。通话时,通话两端独占一条物理连接线路。语音业务受通信规程、传输速率和编解码方式的限制,所以通信成本相当高。而VoIP却是基于包交换,使用虚拟连接。通话时,通话两端之间可以共用一条物理连接线路。还可通过控制信令实现语音增值业务,通信成本大幅降低。
VoIP很早就有了,可是为什么一直得不到很好的发展呢?除了网络带宽的限制外,最主要的问题就是前面所谈到的,IPv4的限制。 VoIP是通过IP网络进行承载的,而IPv4因为一系列的先天性问题,极大的限制了VoIP的发展与普及,也造成了整体成本居高不下的局面。因此IPv4也成为了制约VoIP发展的最主要因素。而新的IPv6则解决了很多在IPv4中很难解决的技术难题。
第一,在IPv4的网络中,路由器除了负责路由之外,还要负责对传输的数据包进行分片调整,使之能在带宽不同的网络中传输。这就可能造成路由器的工作量加大,处理时间加长,传输时间加长,距离越远传输延时就越长。
而在IPv6的网络中,路由器仅负责路由工作,所有的分片工作都由终端完成。同时IPv6的包头结构简化,将于路由器相关的信息分离出来,使路由器在分析数据包时速度更快。因此,IPv6网络中的VoIP语音数据包传输更快,实时性更好。且距离越长这方面的优势越明显。加上带宽的增加及各节点都具备QoS的保证,使得IPv6网络中的VoIP语音质量更好!
第二,在IPv4的网络中,没有规定安全性的组件。而实现安全×××的方法有2种。第一就是所有安全性的考虑都要交由上层协议来实现;第二就是在TCP/IP协议栈中加入相关安全性协议的支持,但这个势必需要修改原有的TCP/IP协议栈,这对功能的实现带来相当的难度。
在IPv6的协议栈中,安全性组件(IPSec)是必需的。可由用户决定是否需要使用,这样上层协议内容不需要任何的修改或追加。语音数据包即使中途被截获也无法还原成语音。因此,IPv6使VoIP的通讯更安全。
第三,在IPv4的网络中,IP地址的获取一般通过两种方法。一种是由用户指定所用设备的IP地址,子网掩码以及网关IP地址的信息;假如用户无法获得这些信息就只有使用DHCP自动配置协议了。所以,如果在网络中不存在DHCP服务器,而用户也不知道相关信息就无法使用该设备了。
在IPv6的网络中,可以有三种方法获得IPv6地址。
首先我们需要有一个概念,在IPv6的网络中的设备一般会有两种IPv6地址,link-local地址和global地址。link- local地址是设备在本地网络中通讯时用的地址,使设备在启动时自动生成的,无需任何配置;global地址是该设备在全球的唯一的IPv6地址。有了这个地址就可以和全球范围内的任意主机通信了。
接下来我们说这三个获得地址的方法。第一个当然是由用户指定所用设备的global地址。第二是使用DHCPv6来获得global地址。而第三种是由路由器来获得设备的global地址。
因此,即使网络中没有DHCPv6服务器,只要有路由器,设备就可自动获得地址,进行通信,无需用户作任何的配置。假如网络中没有路由器,即当前网络只是一个局域网,设备也可以拥有link-local地址并且用该地址进行通讯。对VoIP的应用来说,这意味着IP电话终端可以在任何网络即插即用,不需要因为网络环境的变化而更改配置。
第四,在IPv4的网络中,由于存在私网穿透等方面的问题,常常需要服务器进行RTP媒体流的处理和中转,否则两个在不同私网中的IP终端是无法进行点对点媒体流通讯的。
而在IPv6的网络中,由于不存在私网穿透的问题,所有终端进行点对点的流媒体通讯变得可能。而我们知道占用VoIP服务器资源的是语音流而非信令流。这意味着VoIP的服务器可以成百上千倍的扩大其支持的终端数量,这也以为着VoIP服务器的成本将下降为原来的百分之一甚至千分之一。
目前全球各大运营商都在积极参与VoIP的建设。在中国,随着三网融合逐渐成为现实,电信运营商们纷纷向VoIP靠拢,因为他们知道VoIP是电信运营商的未来之路。而VoIP中关键的技术部分就是IPv6。H3C很早就将IPv6作为一个战略性的发展目标。因为H3C知道,谁占领了IPv6这个制高点,谁就赢得了未来市场的主导权。
应该有不少人还记得在2008年奥运会期间,鸟巢前广场美轮美奂的“龙形水系”,在其背后是H3C IPv6设备的支撑,通过实现对上亿只LED灯的精细控制而形成的效果。
不仅如此,H3C的设备还被广泛采用在CERNET2网络上。CERNET2作为全球规模最大的采用纯IPv6技术的下一代互联网主干网,已经成为推动我国向下一代互联网过渡的关键性基础设施。
截至2011年底,H3C累计申请专利超过3400件, IPv6专利授权累计70余件。同时,H3C与清华大学、北京大学、东南大学、浙江大学、山东大学等一批高水平院校携手,合作开拓IPv6新技术课题,在IPv6真实源地址认证、IPv6大规模可控组播、IPv6网络流量分析、IPv6网络管理等均取得了重要突破。
2012,IPv6迎来商用之年。我们可以展望未来,传统的电话即将被淘汰。普通家庭都将迎来VoIP,电话、电视等服务都将通过互联网来实现。我们以往在电影里所看见的,直接打开电视实现高质量视频通话也将成为现实。
IPV6与VOIP
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