IPv6升級引發(fā)重大通信故障

新年伊始，重大通信故障又發(fā)生了。

2022年2月1日，日本移動運營商NTT DoCoMo發(fā)生全國范圍內(nèi)的重大通信故障，導(dǎo)致部分4G和5G用戶在長達5個小時內(nèi)無法上網(wǎng)和進行VoLTE語音通話。2月7日，NTT社長召開新聞發(fā)布會，就本次事故表示道歉，并公布故障原因。

故障描述

1. 故障發(fā)生時間：

2022年2月1日早上7點30分至下午0點13分

2. 故障影響：

部分移動用戶無法使用移動互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)和語音通話服務(wù)（VoLTE）

3. 故障原因：

因引入IPv6單棧模式時，服務(wù)器負荷陡增，并向終端發(fā)送控制與網(wǎng)絡(luò)通信的信令。

4. 影響用戶數(shù)量：

約18000名

5. 影響范圍：

全國

6. 解決措施：

針對本次IPv6單棧網(wǎng)絡(luò)升級失敗，為快速恢復(fù)服務(wù)，DoCoMo采取了回退到"IPv4/IPv6雙棧模式”的臨時措施。未來，該運營商表示將采取增加服務(wù)器容量以及優(yōu)化設(shè)計等方式，重啟IPv6單棧模式升級。

為何引入IPv6單棧模式？

眾所周知，IPv4的地址長度為32位，約42億（2^32）個IP地址，相當(dāng)于世界上平均3個人共用2個IP地址，隨著PC和智能手機的普及，目前已基本分配殆盡，發(fā)展已到極限。而IPv6的地址長度為128位，可提供的IP地址數(shù)量非常多，可"讓地球上每一粒沙子都有一個IP地址"。

如今，隨著物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備增多和5G普及，接入互聯(lián)網(wǎng)的設(shè)備數(shù)量不斷增加，對IP地址的需求也越來越大。為此，運營商、ISP、云商等各界均積極推動IPv6升級，以解決IPv4地址耗盡問題。

在IPv4向IPv6過渡階段，大家一般都采用IPv4/IPv6雙棧模式，即：為終端分配IPv4和IPv6兩套IP地址，如果對端是IPv4服務(wù)器，就用IPv4通信；如果對端是IPv6，就用IPv6進行通信。

然而，在雙棧模式下，要求移動網(wǎng)絡(luò)中的所有設(shè)備都支持IPv4/IPv6兩套協(xié)議棧，存在升級周期慢、維護成本高等問題，且無法根本解決IPv4地址短缺問題。

在此背景下，為了最大限度地提升IPv6利用率，DoCoMo提出在2022年春季在移動網(wǎng)絡(luò)中引入IPv6單棧模式。

IPv6單棧，也叫純IPv6或者IPv6-only，即：在移動數(shù)據(jù)通信中僅為終端分配IPv6地址。

不過，由于IPv6協(xié)議和IPv4協(xié)議是不兼容的，如上圖所示，在升級為IPv6單棧的移動網(wǎng)絡(luò)后，網(wǎng)絡(luò)僅為終端分配IPv6地址，如果終端訪問的目標服務(wù)器仍然為IPv4，需通過DoCoMo移動網(wǎng)絡(luò)中的服務(wù)器或交換機設(shè)備進行地址轉(zhuǎn)換處理，將IPv6地址轉(zhuǎn)換為IPv4，才能實現(xiàn)終端訪問只有IPv4地址的目標節(jié)點。

對此，DoCoMo采用了DNS64/NAT64和464XLAT兩種IP地址轉(zhuǎn)換方法，前者可解決Native IPv6用戶連接IPv4服務(wù)器的問題，后者允許終端上的IPv4-Only應(yīng)用在IPv6單棧網(wǎng)絡(luò)上進行通信。

根據(jù)DoCoMo官方通報，本次通信故障正是因為其在移動網(wǎng)絡(luò)中引入“IPv6單棧”模式，導(dǎo)致服務(wù)器負荷增加，并向終端發(fā)送控制與網(wǎng)絡(luò)通信的信令，從而造成部分移動用戶無法接入ISP(sp-mode）和IMS（VoLTE），無法進行數(shù)據(jù)通信和語音通話。隨后，該運營商采取了回退到"IPv4/IPv6雙棧模式”的緊急措施，約在5個小時后恢復(fù)正常。