IPv6 Home Gateway 技術簡介

家用閘道器(Home Gateway)俗稱為寬頻分享器,主要是用於界接住家或小型辦公室之區域網路與ISP提供之連外網路(簡稱外網),通常也結合無線基地台的功能,在功能上,必須對外支援各種不同的連線方式,對內提供連線管理及位址分配。主要的連外實體線路包括光世代(FTTx經由Ethernet或VDSL接入家中)、ADSL、Cable Modem及專線等,這些線路會經由終端設備以Ethernet接到Home Gateway。

 在目前的IPv4網路裡,Home Gateway對外將透過PPPoE或DHCP等連線技術取得外網通訊埠(WAN port)的公用位址(Public IP Address),對內則使用網路位址轉換(NAT)的技術,以DHCP的方式核發私用位址(Private Address)給區域網路內(簡稱內網)的電腦主機。內網電腦對外通信時,Home Gateway會進行私用位址及公用位址的轉換。

 新一代IPv6網路供應大量公用位址,所以不需要再使用NAT技術,而是直接分配公用IPv6位址給內網的電腦主機。所以Home Gateway除了在連接外網的WAN Port上得到一個ISP提供的IPv6位址,還必須從ISP得到一段IPv6公用位址網段以便分配給內網主機。內網主機對外通信時,Home Gateway不再執行NAT,而是依據公用位址進行封包的路由轉送(Routing),因此在IPv6網路上,Home Gateway常稱為Home Gateway。

 雙協定是國際上發展IPv6的主流技術,升級網路設備得以同時處理IPv6及IPv4兩種協定,就可以在原有實體線路上同時進行雙協定通訊。依據服務供裝的不同,Home Gateway透過雙協定連上IPv6的技術有PPPoE、Static IPv6、Autoconfiguration等幾類。如果ISP還未提供雙協定服務,Home Gateway可透過隧道(Tunneling)的技術,將IPv6封包封裝在IPv4裡進行傳輸,主要的隧道技術有IPv6 in IPv4 Tunnel、6to4、6rd等,這些連線技術在Home Gateway的設定方式各有不同。

 ISP通常分配Prefix長度為64位元的IPv6位址(簡寫給為 /64)給一個Home Gateway的內網使用,64位元的Prefix就是電腦主機的Network ID (網路識別碼),後64位元的Host ID (主機識別碼)則是內網電腦可以自由使用的部分,組合Network ID及Host ID就是內網電腦的IPv6位址。

 IPv6網路提供了全新的自動位址核發技術,稱為SLAAC (StateLess Address AutoConfiguration),該技術是由Home Gateway負責發放Prefix,電腦主機自動產生Host ID (以EUI-64運算法產生或以亂數法產生),Prefix加上Host ID就是電腦主機的IPv6位址。IPv6也提供與IPv4類似的DHCP技術及手動設定固定位址的機制。依據位址核發技術的不同,IPv6 Home Gateway提供了SLAAC+RDNSS、SLAAC+Stateless DHCPv6、Stateful DHCPv6及手動設定位址等多種IPv6位址自動配置的技術。

 IPv6位址配發的技術相對於IPv4來說較為複雜,其技術也仍持續發展中,整體而言,辦公室環境建議選用Stateless DHCPv6,家用環境則建議選用Stateful DHCPv6。在未來的雙協定環境下,Home Gateway將同時提供IPv4及IPv6網路的服務,由於IPv6網路勢必成為未來的主流服務,如有採購Home Gateway需求時,不管是否已經擁有IPv6網路,請務必選購已經支援IPv6網路的Home Gateway。

 更多說明請參閱「Home Gateway 升級 IPv6 技術手冊」,下載網址:https://www.gsnv6.tw/download.html