CN114172865A - 一种云网络下IPv6双栈的实现方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种云网络下IPv6双栈的实现方法，包括数据中心，所述数据中心中设置有虚拟机，所述虚拟机中配置有IPv4私网地址和IPv6公网地址，所述数据中心用于实现BGP EVPN for IPv6，所述虚拟机通过EVPN传递虚拟机的MAC/IPv4路由和MAC/IPv6路由和路由器相互连接，所述数据中心上设置有输出设备，所述输出设备支持IPv4/IPv6双栈，本发明采用IPv6VXLAN over IPv4EVPN方案，在数据中心Underlay部署IPv4网络，虚拟机配置IPv4私网地址和IPv6公网地址，同时使能BGP EVPN for IPv6功能，通过EVPN传递虚拟机的MAC/IPv4路由和MAC/IPv6路由信息，通过采用不同组网结构组成IPv6的组网方案，帮助用户在进行使用的时候，能更好的进行不同地址的转换工作，再通过内部虚拟机的相互配合，让地址切换的速度更快，让用户在使用时的等待时间缩短。
Description
技术领域
本发明涉及计算机网络技术领域，具体为一种云网络下IPv6双栈的实现方法。
背景技术
IPv6是互联网工程任务组设计的用于替代IPv4的下一代IP协议，IPv4是网际协议开发过程中的第四个修订版本，也是此协议第一个被广泛部署的版本，目前云计算网络中，资源只支持分配IPv4地址，更多的客户已经转换为IPv6地址，这种情况下，客户访问云上资源需要进行IPv6-IPv4地址的转换，同时，全球IPv4地址资源即将枯竭，IPv6正在逐渐取代IPv4，云上支持IPv4和IPv6双栈势在必行。
但是目前数据中心内部没有做任何改造，Underlay网络为IPv4，通过EVPN传递虚拟机的MAC/IPv4路由，客户VPC中的虚拟机配置IPv4私网地址，数据中心出口设备支持IPv4/IPv6双栈，同时新增NAT64设备实现IPv6与IPv4的转换，此时要求出口设备支持NAT64的转换功能，存在NAT相关的弊端和局限，还会存在TCP/IP协议过程发生变化和网络安全协议更加复杂。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明目的是提供一种云网络下IPv6双栈的实现方法，以解决上述背景技术中提出的问题，本发明通过Spine-Leaf的组网方式，服务器通过Leaf接入到云上，在服务器内部通过管理面创建多个VM(Virtual Machine)。Border作为特殊的Leaf与Spine连接，所有外网流量都经过该Border Leaf。vFW旁挂在Border上，实现NAT和网络安全功能，解决了现有技术中的问题。
为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：一种云网络下IPv6双栈的实现方法，包括数据中心，所述数据中心中设置有虚拟机，所述虚拟机中配置有IPv4私网地址和IPv6公网地址，所述数据中心用于实现BGP EVPN for IPv6，所述虚拟机通过EVPN传递虚拟机的MAC/IPv4路由和MAC/IPv6路由和路由器相互连接，所述数据中心上设置有输出设备，所述输出设备支持IPv4/IPv6双栈；
所述方法包括如下步骤：
配置叶节点Leaf步骤：
创建VPN实例，并配置IPv6地址族，指定RT；
创建分布式网关接口，并绑定VPN实例和IPv6子网网段；
创建承载L3VNI的网关接口，接口绑定VPN实例，并配置系统自动为接口生成链路本地IPv6地址；
创建BGP EVPN实例，配置BGP VPN实例的IPv6单播地址族；
配置边界Border步骤：
创建VPN实例，实例下配置IPv6地址族，指定RT；
配置BGP VPN实例，并将缺省路由和静态引入到VPN实例的BGP IPV6单播路由表中，通过MP-BGP将路由信息通知Leaf，指导Leaf到Border的北向流量转发；
创建承载L3VNI的网关接口，接口绑定VPN实例，并配置系统自动为接口生成链路本地IPv6地址；
配置与vFW互通的VLAN虚接口下配置IPv6互通地址；
配置IPv6默认路由，转跳到vFW；
配置OSPFv3，通过OSPFv3引入vFW上的直连路由和静态路由，北向与vFW互通的接口下应用OSPFv3，引入静态路由和默认路由，并配置发布IPv6网段路由，通过MP-BGP将路由信息通知其他Leaf和Border，指导Leaf之间东西向流量的转发和Border到Leaf的南向流量转发；
设备配置软件开发包vFW步骤：
配置安全域并引入IPv6子网地址，与Border互通的三层子接口下配置IPv6互通地址；
配置对象策略，并配置策略规则为允许指定VPN实例的IPv6报文通过；
配置南向和北向的双向IPv6静态路由；
配置OSPFv3，引入静态IPv6直连路由和静态路由；
北向与Border互连的接口下应用OSPFv3，VPC A和VPC B内指定子网的互通包括VPC A和VPC B之间发送请求报文以及应答报文，应答报文与请求报文的路径反向对称；
在虚拟机VM上绑定IPv6地址：
修改VM的网络配置信息：
IPV6INIT＝yes //网卡初始化IPv6协议栈
IPV6_AUTOCONF＝no //不允许自动配置IPv6地址
IPV6ADDR＝12::11/64 //配置IPv6地址
IPV6_DEFAULTGW＝12::1//配置IPv6网关
重启network进程，使得修改后的网络配置生效；
通过上述步骤，完成IPv4地址和IPv6地址在云端上的转换工作，并输出对应IPv6地址。
作为对本发明中所述一种云网络下IPv6双栈的实现方法的改进，在所述方法组网采用Spine-Leaf的组网方式。
作为对本发明中所述一种云网络下IPv6双栈的实现方法的改进，在所述数据中心通过leaf接入到网络。
作为对本发明中所述一种云网络下IPv6双栈的实现方法的改进，在所述路由器设置在组网中设置有至少两个，所述数据中心在组网中设置有至少三个。
作为对本发明中所述一种云网络下IPv6双栈的实现方法的改进，在所述数据中心的Underlay网络为IPv4网络。
作为对本发明中所述一种云网络下IPv6双栈的实现方法的改进，在所述数据中心的Overlay网络为IPv4/IPv6网络。
作为对本发明中所述一种云网络下IPv6双栈的实现方法的改进，在所述数据中心上连接有用户终端连接端口和信息输出端口。
作为对本发明中所述一种云网络下IPv6双栈的实现方法的改进，在所述数据中心上联有防火墙和用于连接互联网的VXLAN接口。
作为对本发明中所述一种云网络下IPv6双栈的实现方法的改进，在所述VPC A与VPC B通信请求报文的路径如下：
VPC A内虚机VM A向VPC B内虚机VM B发送请求，报文目的地址为虚机B地址，报文先被送往VPC A的分布式网关LeafA上；
在分布式网关LeafA上查询路由表，发现VPC B虚机地址的下一跳虚机地址，即在LeafB上，报文经过Spine设备underlay转发到LeafB上；
报文到达LeafB上之后，发现目的虚机地址在关联的VPC B内的子网虚机中，则将报文转发至虚机B。
与现有技术相比，本发明的有益效果：
1、本发明采用IPv6 VXLAN over IPv4 EVPN方案，在数据中心Underlay部署IPv4网络，虚拟机配置IPv4私网地址和IPv6公网地址，同时使能BGP EVPN for IPv6功能，通过EVPN传递虚拟机的MAC/IPv4路由和MAC/IPv6路由信息；
2、本发明通过采用不同组网结构组成IPv6的组网方案，帮助用户在进行使用的时候，能更好的进行不同地址的转换工作，再通过内部虚拟机的相互配合，让地址切换的速度更快，让用户在进行使用时的等待时间缩短；
3、本发明能辅助用户进行不同地址的通信工作，在IPv4地址越来越少的情况下，帮助用户更好的进行网络交流，同时相关企业也能在减少投入的情况下，进行IPv4到IPv6的过渡，且在过渡时也能提供稳定的服务。
附图说明
为了更清楚的说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术中描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一种实施方式，对于本领域普通技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明云上组网结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面对本发明具体实施方式中的技术方案进行清楚、完整的描述，以进一步阐述本发明，显然，所描述的具体实施方式仅仅是本发明的一部分实施方式，而不是全部的样式。
实施例1
本具体实施方式是云网络下IPv6双栈的实现方法，其云上组网结构示意图如图1所示，该云网络下IPv6双栈的实现方法，数据中心，数据中心中设置有虚拟机，虚拟机中配置有IPv4私网地址和IPv6公网地址，数据中心用于实现BGP EVPN for IPv6，虚拟机通过EVPN传递虚拟机的MAC/IPv4路由和MAC/IPv6路由和路由器相互连接，数据中心上设置有输出设备，输出设备支持IPv4/IPv6双栈；
方法包括如下步骤：
配置叶节点Leaf步骤：
创建VPN实例，并配置IPv6地址族，指定RT；
创建分布式网关接口，并绑定VPN实例和IPv6子网网段；
创建承载L3VNI的网关接口，接口绑定VPN实例，并配置系统自动为接口生成链路本地IPv6地址；
创建BGP EVPN实例，配置BGP VPN实例的IPv6单播地址族；
配置边界Border步骤：
创建VPN实例，实例下配置IPv6地址族，指定RT；
配置BGP VPN实例，并将缺省路由和静态引入到VPN实例的BGP IPV6单播路由表中，通过MP-BGP将路由信息通知Leaf，指导Leaf到Border的北向流量转发；
创建承载L3VNI的网关接口，接口绑定VPN实例，并配置系统自动为接口生成链路本地IPv6地址；
配置与vFW互通的VLAN虚接口下配置IPv6互通地址；
配置IPv6默认路由，转跳到vFW；
配置OSPFv3，通过OSPFv3引入vFW上的直连路由和静态路由，北向与vFW互通的接口下应用OSPFv3，引入静态路由和默认路由，并配置发布IPv6网段路由，通过MP-BGP将路由信息通知其他Leaf和Border，指导Leaf之间东西向流量的转发和Border到Leaf的南向流量转发；
设备配置软件开发包vFW步骤：
配置安全域并引入IPv6子网地址，与Border互通的三层子接口下配置IPv6互通地址；
配置对象策略，并配置策略规则为允许指定VPN实例的IPv6报文通过；
配置南向和北向的双向IPv6静态路由；
配置OSPFv3，引入静态IPv6直连路由和静态路由；
北向与Border互连的接口下应用OSPFv3，VPC A和VPC B内指定子网的互通包括VPC A和VPC B之间发送请求报文以及应答报文，应答报文与请求报文的路径反向对称；
在虚拟机VM上绑定IPv6地址：
修改VM的网络配置信息：
IPV6INIT＝yes //网卡初始化IPv6协议栈
IPV6_AUTOCONF＝no //不允许自动配置IPv6地址
IPV6ADDR＝12::11/64 //配置IPv6地址
IPV6_DEFAULTGW＝12::1//配置IPv6网关
重启network进程，使得修改后的网络配置生效；
通过上述步骤，完成IPv4地址和IPv6地址在云端上的转换工作，并输出对应IPv6地址。
同时，方法组网采用Spine-Leaf的组网方式，数据中心通过leaf接入到网络，路由器设置在组网中设置有至少两个，数据中心在组网中设置有至少三个，数据中心的Underlay网络为IPv4网络，数据中心的Overlay网络为IPv4/IPv6网络，数据中心上连接有用户终端连接端口和信息输出端口，数据中心上联有防火墙和用于连接互联网的VXLAN接口。
使用本技术方案时，设备配置Leaf，创建VPN实例，并配置IPv6地址族，指定RT，创建分布式网关接口，并绑定VPN实例和IPv6子网网段，创建承载L3VNI的网关接口，接口绑定VPN实例，并配置系统自动为接口生成链路本地IPv6地址，配置BGPEVPN实例，配置BGPVPN实例的IPv6单播地址族，引入静态路由和默认路由，并配置发布IPv6网段路由，以便通过MP-BGP将路由信息通知到其他所有Leaf和Border，指导Leaf之间的东西向流量转发和Border到Leaf的南向流量转发，设备配置Border，创建VPN实例，实例下配置IPv6地址族，指定RT，配置BGPVPN实例，并将缺省路由和静态引入到VPN实例的BGPIPV6单播路由表中，以便通过MP-BGP将路由信息通知到所有Leaf，指导Leaf到Border的北向流量转发，创建承载L3VNI的网关接口，接口绑定VPN实例，并配置系统自动为接口生成链路本地IPv6地址，配置与vFW互通的VLAN虚接口下配置IPv6互通地址，配置IPv6默认路由，下一跳到vFW，配置OSPFv3，通过OSPFv3引入vFW上的直连路由和静态路由，北向与vFW互通的接口下应用OSPFv3，设备配置vFW，与Border互通的三层子接口下配置IPv6互通地址，配置安全域并引入IPv6子网地址，配置对象策略，并配置策略规则为允许指定VPN实例的IPv6报文通过，配置南向和北向的双向IPv6静态路由，配置OSPFv3，引入静态IPv6直连路由和静态路由，北向与Border互连的接口下应用OSPFv3，VPCA和VPCB内指定子网的互通包括VPCA和VPCB之间发送请求报文以及应答报文，应答报文与请求报文的路径反向对称，在VM上绑定IPv6地址，修改VM的网络配置信息，重启network进程，使得修改后的网络配置生效，VPCA与VPCB通信请求报文的路径如下，VPCA内虚机VMA向VPCB内虚机VMB发送请求，报文目的地址为虚机B地址，报文先被送往VPCA的分布式网关LeafA上，在分布式网关LeafA上查询路由表，发现VPCB虚机地址的下一跳虚机地址，即在LeafB上，报文经过Spine设备underlay转发到LeafB上，报文到达LeafB上之后，发现目的虚机地址在关联的VPCB内的子网虚机中，则将报文转发至虚机B，完成IPv4地址和IPv6地址的转换，并输出对应IPv6地址。
以上描述了本发明的主要技术特征和基本原理及相关优点，对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性具体实施方式的细节，而且在不背离本发明的构思或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将上述具体实施方式看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
此外，应当理解，虽然本说明书按照各实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施方式中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (9)
1.一种云网络下IPv6双栈的实现方法，其特征在于，包括数据中心，所述数据中心中设置有虚拟机，所述虚拟机中配置有IPv4私网地址和IPv6公网地址，所述数据中心用于实现BGP EVPN for IPv6，所述虚拟机通过EVPN传递虚拟机的MAC/IPv4路由和MAC/IPv6路由和路由器相互连接，所述数据中心上设置有输出设备，所述输出设备支持IPv4/IPv6双栈；
所述方法包括如下步骤：
配置叶节点Leaf步骤：
创建VPN实例，并配置IPv6地址族，指定RT；
创建分布式网关接口，并绑定VPN实例和IPv6子网网段；
创建承载L3VNI的网关接口，接口绑定VPN实例，并配置系统自动为接口生成链路本地IPv6地址；
创建BGP EVPN实例，配置BGP VPN实例的IPv6单播地址族；
配置边界Border步骤：
创建VPN实例，实例下配置IPv6地址族，指定RT；
配置BGP VPN实例，并将缺省路由和静态引入到VPN实例的BGP IPV6单播路由表中，通过MP-BGP将路由信息通知Leaf，指导Leaf到Border的北向流量转发；
创建承载L3VNI的网关接口，接口绑定VPN实例，并配置系统自动为接口生成链路本地IPv6地址；
配置与vFW互通的VLAN虚接口下配置IPv6互通地址；
配置IPv6默认路由，转跳到vFW；
配置OSPFv3，通过OSPFv3引入vFW上的直连路由和静态路由，北向与vFW互通的接口下应用OSPFv3，引入静态路由和默认路由，并配置发布IPv6网段路由，通过MP-BGP将路由信息通知其他Leaf和Border，指导Leaf之间东西向流量的转发和Border到Leaf的南向流量转发；
设备配置软件开发包vFW步骤：
配置安全域并引入IPv6子网地址，与Border互通的三层子接口下配置IPv6互通地址；
配置对象策略，并配置策略规则为允许指定VPN实例的IPv6报文通过；
配置南向和北向的双向IPv6静态路由；
配置OSPFv3，引入静态IPv6直连路由和静态路由；
北向与Border互连的接口下应用OSPFv3，VPC A和VPC B内指定子网的互通包括VPC A和VPC B之间发送请求报文以及应答报文，应答报文与请求报文的路径反向对称；
在虚拟机VM上绑定IPv6地址：
修改VM的网络配置信息：
IPV6INIT＝yes//网卡初始化IPv6协议栈
IPV6_AUTOCONF＝no//不允许自动配置IPv6地址
IPV6ADDR＝12::11/64//配置IPv6地址
IPV6_DEFAULTGW＝12::1//配置IPv6网关
重启network进程，使得修改后的网络配置生效；
通过上述步骤，完成IPv4地址和IPv6地址在云端上的转换工作，并输出对应IPv6地址。
2.根据权利要求1所述的一种云网络下IPv6双栈的实现方法，其特征在于，所述方法组网采用Spine-Leaf的组网方式。
3.根据权利要求1所述的一种云网络下IPv6双栈的实现方法，其特征在于，所述数据中心通过leaf接入到网络。
4.根据权利要求1所述的一种云网络下IPv6双栈的实现方法，其特征在于，所述路由器设置在组网中设置有至少两个，所述数据中心在组网中设置有至少三个。
5.根据权利要求1所述的一种云网络下IPv6双栈的实现方法，其特征在于，所述数据中心的Underlay网络为IPv4网络。
6.根据权利要求1所述的一种云网络下IPv6双栈的实现方法，其特征在于，所述数据中心的Overlay网络为IPv4/IPv6网络。
7.根据权利要求1所述的一种云网络下IPv6双栈的实现方法，其特征在于，所述数据中心上连接有用户终端连接端口和信息输出端口。
8.根据权利要求1所述的一种云网络下IPv6双栈的实现方法，其特征在于，所述数据中心上联有防火墙和用于连接互联网的VXLAN接口。
9.根据权利要求1所述的一种云网络下IPv6双栈的实现方法，其特征在于，所述VPC A与VPC B通信请求报文的路径如下：
VPC A内虚机VM A向VPC B内虚机VM B发送请求，报文目的地址为虚机B地址，报文先被送往VPC A的分布式网关LeafA上；
在分布式网关LeafA上查询路由表，发现VPC B虚机地址的下一跳虚机地址，即在LeafB上，报文经过Spine设备underlay转发到LeafB上；
报文到达LeafB上之后，发现目的虚机地址在关联的VPC B内的子网虚机中，则将报文转发至虚机B。
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