Количество IP-адресов для устройств, доступных в глобальной сети по протоколу IPv4, достигло порядка 4,3 млрд и уже практически исчерпано из-за длины IP-адреса в 32 бита. В адресном пространстве IPv6 задействовано 128 бит, что делает практически бесконечным количество адресуемых устройств. Прямой и простой совместимости друг с другом у протоколов IPv4 и IPv6 нет. Именно из-за этого быстрого и дешевого перехода на IPv6 only не будет. Страшно? Да нет. Просто нужно вступить на эту дорогу — и рано или поздно мы войдем в эру «чистого» IPv6. Хорошо это или плохо?



Недавно у абонентов МТС Центрального федерального округа появилась возможность опробовать выход в интернет с использованием IPv6. За одну сессию по этому протоколу абоненту выдается адресация сразу в двух стандартах: IPv4 и IPv6. Такой режим называется Dual-Stack. Для того, чтобы ваше устройство работало с IPv6, необходимо подключить бесплатную услугу «Доступ к IPv6», а также произвести некоторые настройки на абонентском терминале. В этом посте подробнее о новой услуге расскажет наш специалист Олег Ермаков, его ник на Хабрхаб — eov. Передаем ему слово.

Всем привет! Мой рассказ будет состоять из двух частей. Первая описывает пользовательские настройки и способы контроля, что все у вас идет по плану. Вторая — уже дает краткий экскурс в технологию: как это сделано на сети сотового оператора в поле «3GPP-access». Сегмент «non-3GPP» затрагиваться не будет. Это тема для отдельной статьи.

Часть I

В результате перехода на новый протокол абонент имеет следующее:

1. Сервисы, которые работают с IPv6 адресацией, будут получать и передавать трафик БЕЗ использования NAT. Не знаю, все ли сталкивались с тем, что на поисковый запрос в Google иногда требуется ввести Captcha-код, или Google вообще отказывает в поиске. Причина в том, что Google считает, что с одного public IP идет слишком много запросов, и это воспринимается им как роботизированный опрос.



2. Абонент получит public IPv6 адрес, и на него будет доступен «входящий» трафик из интернета. Сейчас же из-за применения NAT сделать это не просто.

3. Абонент, который «раздает» интернет, получит возможность на каждое устройство, которое находится за «раздающим», иметь свой IPv6 адрес. Предлагаю обсудить плюсы и минусы этого в комментариях…

Не скрою, что от перехода на IPv6 выигрываем и мы (оператор): чем больше абонентов перейдет на IPv6, тем меньше потребуется IPv4 адресов для NAT/PAT трансляций. Уверен, что 99% абонентов не задумывается о том, что в итоге финансовые затраты на закупку дополнительного пространства IPv4 понесут именно они.

Предвижу вопрос: «Когда данная услуга станет доступна абонентам всей страны»? Отвечаю. Мы работаем над этим и постараемся запустить на большей части сети доступ до конца лета этого года.

На нашем сайте есть инструкция настройки, там расписаны общие положения. Дополнительно хочу пояснить несколько моментов:

1. Пока Dual-Stack работает только на устройствах с ОС Android, Windows и на некоторых роутерах. В ближайшее время IPv6 можно будет включить и на мобильных устройствах Apple. Однако, для обеспечения работоспособности с устройствами на iOS нам нужно пройти ряд дополнительных тестов. Прошу отнестись к этому с пониманием и набраться терпения. Пока получить IPv6 на устройствах Apple можно путем подключения к «мобильной точке доступа» с работающей услугой IPv6 через Wi-Fi.

2. На текущем этапе услуга ориентирована в первую очередь на продвинутых пользователей, которые понимают, что и зачем делают. Вы приобщаетесь к высоким технологиям, а мы изучаем ваш клиентский опыт, что на данном этапе крайне важно. Мы рассчитываем получить отзыв пользователей, доработать и усовершенствовать услугу. В дальнейшем мы планируем упростить подключение и отказаться от «услуги» как таковой и сделать функционал IPv6 доступным в настройках телефонов по умолчанию «из коробки». В идеале переход на IPv6 в мобильных сетях МТС планируется бесшовным.

3. В настройках подключения в ОБЯЗАТЕЛЬНОМ порядке нужно указать APN internet.mts.ru и тип протокола IPv4v6 (это ВАЖНО). Основным признаком верного указания APN является то, что абоненту выдается IPv4 адрес из диапазона 10.0.0.0/8 RFC1918, а не из диапазона 100.64.0.0/10 RFC6598. Если же в настройках телефона выбран протокол IPv4 или IPv6, то сеть выдаст ровно то, что и запрошено (IPv4 ИЛИ IPv6). В первом случае все будет работать по IPv4, а во втором — бОльшая часть интернет-ресурсов станет недоступна просто потому, что далеко не все перешли на IPv6. Если все сделано правильно, то будет выдано два адреса IPv4 и IPv6 (Dual-Stack). Мы пока намеренно не планируем распространять решение на «неверные настройки» (с неверным APN). Поступая таким образом, мы исходим из принципа «не навреди».

4. Для доступа к интернет-ресурсам в IPv6-адресации необходимо, чтобы и система DNS работала как положено. Для абонентских сессий с IPv4v6 выдается и IPv6 DNS сервер. Наличие IPv6 DNS серверов не обязательно, потому что и IPv4 сервера успешно резолвят AAAA записи. При подключении к сети мы выдаем оба сервера исключительно для того, чтобы все было «по фэншую».

5. Обратите особое внимание на то, что абоненту выдается public IPv6 адрес (на самом деле блок адресов /64), который доступен из сети интернет! Не стоит пренебрегать элементарными мерами безопасности. Крайне желательно установить антивирус и Firewall.

Таким образом, абоненты имеют IPv4 и IPv6 адрес. Резолвинг интернет-ресурсов осуществляется и по IPv4, и по IPv6. Дело за приложениями. По нашему опыту, браузер Google Chrome в первую очередь использует протокол IPv6 для ресурсов, которые имеют возможность работать по IPv6. Например, такие популярные ресурсы как Yandex и Google уже давно работают по IPv6.

Для проверки можно использовать ресурс test-ipv6.com. Если все настроено верно, то тест покажет оценку 10 из 10.

Если это не так, то нужно убедиться в том, что выключены оптимизаторы трафика в настройках браузера.



Часть II

Здесь мы углубимся в профессиональную область. Те, кто предпочтет ограничиться прикладной частью повествования, прошу комментировать или писать в личку свои вопросы. Сразу скажу, что не смогу помочь всем, но готов рассмотреть особо интересные случаи. Спасибо за понимание.

IPv6 как таковой появился в 1998 году и описан в RFC2460, поддержка IPv6 в мобильных сетях появилась в рекомендациях 3GPP Rel99 (2000 г). Широкого распространения технология не получила. Вероятно, тогда мало кто в мире знал, что такое IPv6, а недостатка в IPv4 адресах не предвиделось. Спустя 10 лет острой необходимости так и не возникло, поэтому мы проводили внутреннее тестирование, но внедрять не стали.

Начиная с 3GPP Rel8 для сетей LTE возникает эпоха Dual-Stack. Преимущества — налицо. Dual-Stack делает ненужными такие технологии как NAT64 и DNS64, при сохранении «обратной совместимости» с сетями на IPv4, по сути, делая плавный переход между технологиями.

Стало лучше, и это уже можно было использовать. К сожалению, при установлении соединения сеть поднимает два PDP контекста и неэффективно использует ресурсы сети.



Дальнейшее развитие Dual-Stack получило в 3GPP Rel9. В нем появилась поддержка для сетей 2G/3G и в нем же появилась возможность выдавать IPv4 и IPv6 адрес в рамках одного PDP контекста (bearer-а). Именно эта технология и применяется на сети МТС.



Если заглянуть чуть глубже, можно сказать, что 3GPP Rel10 описывает технологию DHCPv6 Prefix Delegation (DHCPv6-PD). Сейчас необходимость ее использования в мобильной сети неочевидна. Если есть конкретные предложения — пишите в комментариях или в личку.

Для того чтобы технология заработала, была включена поддержка необходимого функционала на сетевых элементах HLR/HSS, SGSN/MME, GGSN/PGW, PCRF, OCS, CDR-коллектор, ну и, конечно, на транспортной сети.



HLR/HSS
Подключение услуги приводит к тому, что в HLR и в HSS меняется тип протокола в настройках APN-а с IPv4 на IPv4v6 (или both). В спецификации TS 29.272 (Rel9) дословно говорится следующее:


Как Вы уже догадались, мы используем опцию 2.

SGSN/MME
Настройка этих устройств для поддержки IPv6 несложная, она, по сути, ограничивается активацией соответствующей лицензии и включением поддержки dual-address-pdp для сервисов SGSN и MME, а также в настройках RNC, подключенных к SGSN.

PGW/GGSN
Уже не все так просто. Модернизации подвергаются:
— интерфейсы в сторону транспортной сети (поднимается address-family ipv6), и прописывается IP маршрутизация;
— прописываются ip-pool, из которых абонентам выдаются адреса;
— активируется поддержка IPv6 на APN;
— прописывается IPv6 DNS, который будет выдаваться абоненту при подключении.

PCRF/OCS
Обмен PGW c PCRF и OCS производится по протоколу Diameter (интерфейсы Gx и Gy соответственно). Особенность активации IPv6 только в том, что в этом сигнальном обмене появляется AVP Framed-IPv6-Prefix и добавляется еще одна AVP PDP-Address c IPv6 адресом. Соответственно, PCRF и OCS должны их принимать и учитывать (сохранять).

CDR-коллектор
Ожидаемо, что изменился формат CDR записей. Абонентский IPv4 адрес переместился в новое поле servedPDPPDNAddressExt, а IPv6 адрес будет записываться в servedPDPPDNAddress (это поле изначально поддерживало и IPv4 и IPv6).


Транспортная сеть
Поднимается address-family ipv6 и прописывается маршрутизация.


В заключение я хочу задать вам вопрос.

https://habrahabr.ru/post/334610/