注意:IPv6擴(kuò)展頭信息可能影響路由器性能
分割IPv6數(shù)據(jù)包頭信息主要目的是幫助網(wǎng)絡(luò)設(shè)備提高處理下一代尋址協(xié)議的速度(相對于IPv4)。但是事情往往有兩面性。許多源設(shè)備都在IPv6數(shù)據(jù)包增加擴(kuò)展頭信息,如果廣域網(wǎng)(WAN)人員不在路由器上對它們進(jìn)行處理,那么便會影響路由器可能的性能改進(jìn)?,F(xiàn)在互聯(lián)網(wǎng)工程任務(wù)組(IETF)嘗試開發(fā)一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的IPv6擴(kuò)展頭信息,以解決這個(gè)問題。
Bill Cerveny是一家網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控和安全軟件供應(yīng)商Arbor Networks的高級軟件質(zhì)量保證工程師,他說:“路由器必須更多地考慮對數(shù)據(jù)處理和數(shù)據(jù)包發(fā)送能力的潛在影響。但是,這些都會使CPU處理更多的事務(wù),從而對路由器造成負(fù)面影響。”
一個(gè)IPv4數(shù)據(jù)包頭包含14個(gè)域,其中包括源和目標(biāo)地址,而一個(gè)IPv6數(shù)據(jù)包頭則包含8個(gè)域。路由器處理的域變少了,但結(jié)果是,并非每一個(gè)信息都能夠壓縮到標(biāo)準(zhǔn)IPv6頭信息的前40個(gè)字節(jié)中,Cerveny說。源計(jì)算機(jī)可能會在一個(gè)獨(dú)立的可選頭信息(IPv6擴(kuò)展頭信息)中增加額外數(shù)據(jù),如關(guān)于如何處理特定類型流量的指令。
并非每一個(gè)IPv6數(shù)據(jù)包都包含擴(kuò)展頭信息。Cerveny最近發(fā)表了一篇關(guān)于IPv6擴(kuò)展頭信息的博客文章,他說,由于IPv6應(yīng)用善未成熟,專家還不確定IPv6擴(kuò)展頭信息對WAN的影響到達(dá)怎樣的程度。
Cerveny說,“現(xiàn)在還不明確擴(kuò)展頭信息應(yīng)用有多普遍。它們可能應(yīng)用相對較少,但是另一方面,這些擴(kuò)展頭信息也可能會大量存在。路由器供應(yīng)商最近意識到這一點(diǎn)并采取了一些措施——但是網(wǎng)絡(luò)工程師一定要詢問自己的路由器供應(yīng)商,他們是如何處理IPv6擴(kuò)展頭信息的。在一些情況下,WAN人員可能更想自己動手測試。IPv6擴(kuò)展頭信息通常用來做數(shù)據(jù)包分割,當(dāng)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包太大而需要分割成較小部分時(shí)就這么做。“分割頭信息”包含在目標(biāo)位置重新組合數(shù)據(jù)包的信息中,但是如果路由器丟棄或無法高效地處理IPv6擴(kuò)展頭信息,那么它的功能就會打折扣。”
Cerveny表示,在一個(gè)“***運(yùn)行的網(wǎng)絡(luò)中”,企業(yè)WAN人員不需要擔(dān)心IPv6擴(kuò)展頭信息。
“但是,顯然世界上沒有***的事情,在IPv6當(dāng)前發(fā)展階段,設(shè)備不一定能夠按預(yù)期方式處理IPv6數(shù)據(jù)包,”他說。
IPv6擴(kuò)展頭信息可能增加路由器負(fù)擔(dān)
WAN人員只能對IP擴(kuò)展頭信息進(jìn)行少量處理。如果對它們進(jìn)行處理,路由器性能也許會受到影響,但是如何忽略它們,路由器可能會出錯(cuò)或丟包,Cerveny說。
他說:“路由器和其他設(shè)備都必須作出決定:是否要忽略擴(kuò)展頭信息,然后快速地發(fā)送數(shù)據(jù)包,即使它并不知道數(shù)據(jù)包是什么。否則路由器將花費(fèi)大量的時(shí)間去確定數(shù)據(jù)包是什么?如果包含IPv6擴(kuò)展頭信息的數(shù)據(jù)包數(shù)量太大,那么路由器可能會崩潰。”
在2006年發(fā)布的IPv6擴(kuò)展頭信息白皮書中,思科公司宣布它的路由器將利用硬件轉(zhuǎn)發(fā)技術(shù)對IPv6擴(kuò)展頭信息進(jìn)行處理,從而不會影響性能。
“如果路由器一次只接收到少量的擴(kuò)展頭信息,那么這個(gè)路由器或許有能力對它們進(jìn)行處理。但是如果一次接收的數(shù)量極多,那么它可能會影響路由器性能。”Bill Cerveny 高級軟件質(zhì)量保證工程師,Arbor Networks
Cerveny說,通過以一定偏移量(特定域開始位置距離數(shù)據(jù)包的字節(jié)數(shù))發(fā)現(xiàn)流量轉(zhuǎn)發(fā)所需要的全部信息,路由器就能夠高效地處理數(shù)據(jù)。一旦這些信息壓縮到標(biāo)準(zhǔn)IPv6頭信息的前40個(gè)字節(jié)(及IPv6擴(kuò)展頭信息),那么路由器將無法獲得通常需要知道的全部信息。
他說:“關(guān)于數(shù)據(jù)包是一個(gè)Web事務(wù)還是視頻數(shù)據(jù)包的指示信息(無擴(kuò)展頭信息)位于數(shù)據(jù)包的40個(gè)字節(jié)中。但是通過擴(kuò)展頭信息,這個(gè)信息可能進(jìn)行一步壓縮成8個(gè)字節(jié),而路由器會說,‘這是一個(gè)擴(kuò)展頭信息。但是我不知道數(shù)據(jù)包內(nèi)是什么內(nèi)容。我需要進(jìn)一步檢查數(shù)據(jù)包內(nèi)部信息。’如果這樣,路由器就需要執(zhí)行更多的計(jì)算。”
如果路由器不知道它應(yīng)該檢查IPv6擴(kuò)展頭信息,那么它可能會完全失去相關(guān)信息,然后丟棄或誤傳一些數(shù)據(jù)包,Cerveny說。
更嚴(yán)重的是,一個(gè)IPv6數(shù)據(jù)包可能包含了多個(gè)擴(kuò)展頭信息,他說。
Cerveny說,“如果路由器一次只接收到少量的擴(kuò)展頭信息,那么這個(gè)路由器或許有能力對它們進(jìn)行處理。但是如果一次接收的數(shù)量太多,那么它可能會影響路由器性能。”
IETF在IPv6擴(kuò)展頭信息中解決路由器性能問題
IETF開發(fā)IPv6已經(jīng)10多年了,據(jù)介紹,IPv6擴(kuò)展頭信息并沒有標(biāo)準(zhǔn)格式,而且路由器也沒有必要處理擴(kuò)展頭中的所有信息。IFTF的一個(gè)工作小組(包括來自Ericsson、Alcatel-Lucent、Google、Apple和Symantec等公司的工程師)已經(jīng)在幾年前開始開發(fā)一個(gè)IPv6擴(kuò)展頭信息標(biāo)準(zhǔn),以解決路由器性能的風(fēng)險(xiǎn)問題。
根據(jù)IETF的介紹,草案文檔提出開發(fā)一個(gè)標(biāo)準(zhǔn),將可選的目標(biāo)信息保存在一個(gè)名為擴(kuò)展選項(xiàng)頭信息的擴(kuò)展頭信息類中,只有終端能夠讀取這個(gè)信息。另一種擴(kuò)展頭信息是一個(gè)名為逐跳(hop-by-hop)選項(xiàng)頭信息,它需要使用“中間設(shè)備”(如路由器或防火墻)來處理其中的信息(有時(shí)候不需要)。
***草案于7月11日提交,工作小組提議使用目標(biāo)選項(xiàng)頭信息作為***的可選目標(biāo)信息編碼機(jī)制。根據(jù)草案的規(guī)定,路由器將不需要再處理所有不包含有用信息的IPv6擴(kuò)展頭信息。
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