應加快ＩＰｖ６的部署進程

IPv6已經成為業界公認的下一代互聯網協議，有關IPv6的研究和推動工作也進行了多年。國內外都已經建立了若干IPv6實驗網，也有少量的國外運營商，如日本的IIJ和KDDI等，開始提供IPv6的商業接入服務。那么IPv6找到市場推動力了嗎？IPv6將在何時大規模應用？這些無疑是業界非常關心的問題。

摘要

文章認為雖然IPv6必將取代IPv4成為下一代互聯網協議，但是IPv4資源的耗盡并沒有原先預期的那么快，因此IPv6的大規模部署尚需時日。有鑒于此，文章在對IPv6現實情況具體分析的基礎上對如何實現IPv4到IPv6的轉變提出了建議。

關鍵詞

IPv6；互聯網；轉變；部署

1、 中國互聯網發展現狀

隨著中國國民經濟發展水平的不斷提高以及在信息和通信領域持續的投入，近年來，中國上網計算機的數量一直保持了高速增長的態勢，這和世界通信和互聯網的發展大趨勢是一致的。中國互聯網絡信息中心的統計資料顯示，從1997年到2002年短短5年的時間內，中國上網計算機的數量就從不足30萬臺迅速增加到1 613萬臺，增長幅度相當驚人；另一方面，除了常規的固定設備(主要是PC)上網以外，中國使用移動終端和信息家電上網的人數也呈現出了較大的增長速度，從2000年的約20萬人增加到了2002年的約129萬人，3年不到的時間增加了5倍還多。應該看到，這和世界互聯網規模的高速增長也是同步的。

如果按照目前的速度繼續發展，中國現有的IPv4地址空間很快就會面臨壓力。事實上，由于互聯網技術發展的歷史原因，中國的IP地址資源是相當有限的。目前中國所擁有的A類地址數還沒有美國麻省理工大學1所高校的A類地址多。按照13億人口計算，中國如果每人1個IP地址的話，將需要至少72個A類地址。如果進一步考慮到未來技術不斷發展之后可能出現1個人同時具有多個IP地址的情況，那么現在使用的IPv4協議顯然無法滿足需要。

2、 IPv6的發展歷史

大量增加的上網設備使得互聯網的規模不斷擴大，最終必然導致對IP地址需求的不斷增加。早在90年代初期，IETF就開始發展用于取代IPv4的新一代IP協議，旨在克服IPv4不能滿足互聯網持續高速發展帶來的對IP地址需求的矛盾，同時結合20多年的互聯網運行經驗對未來的互聯網網際協議進行整合和優化。經過激烈的討論，IETF最終從參與競爭的多個提案中選定了由Steve Deering提出的簡單Internet協議(SIP)和由Paul Francis提出的保羅Internet協議(PIP)相結合所產生的SIPP(Simple IP Plus)作為未來互聯網網際協議的擴展基礎。1995年底，IETF確定了協議規范及新的版本號，1998年進一步標準化，最終形成了今天的IPv6協議。

相對于IPv4，新的IPv6協議的一個顯著特點就是采用了128位的地址，從而極大地擴展了IP地址的空間，保證了未來相當長一段時間內互聯網發展的需求。IPv6協議簡化了IP報頭的格式，使得新的IP報頭具有固定的40字節的長度，從而有利于硬件對報文的處理。此外，IPv6協議還試圖解決IPv4協議在服務質量、IP移動性和安全性等方面的問題和不足。

目前IPv6基本協議以及路由協議等已經形成標準，可以提供IPv4協議所具有的所有功能。隨著第3代移動通信合作計劃(3GPP)2000年5月明確要求將IPv6作為下一代移動通信系統中的標準協議，IPv6作為取代IPv4的唯一的新一代互聯網網際協議已經得到了世界范圍的共識。一些國際著名的通信設備制造商和軟硬件生產商如Cisco、Juniper、Microsoft等公司都已經在它們的路由器產品和操作系統當中實現了對IPv6的支持，一些著名的開放系統平臺如FreeBSD、Linux等也加入了支持IPv6的軟件包。各國還建立了若干針對IPv6的實驗網絡如6Bone、6Init，中國也建立了實驗網絡6TNET。IPv6地址已經開始分配，一些網絡運營商，如日本的IIJ和KDDI等，已開始提供商用的IPv6接入服務。

3、 IPv6的現實情況

IPv6發展最快的國家是日本，出于與美國爭奪未來信息產業競爭優勢的需要，日本把IPv6作為一個制勝的法寶，不論是日本政府還是日本網絡設備生產商和運營商都對IPv6傾注了極大的興趣。根據日本政府的規劃，到2005年，日本將實現對IPv6百分之百的支持。而日本的設備制造商如日立公司，早在1997年就開始了IPv6設備的研發工作。目前，日本已經有多家生產商可以提供從高低端路由器到網絡終端在內的一系列IPv6軟硬件設備和產品，并在國際和國內的通信展和技術論壇中展出了相應的設備，為IPv6的推廣應用做了大量的宣傳和演示工作，同時也有運營商開始提供IPv6的商用接入服務。

歐洲出于保持移動通信技術發展優勢的需要，對IPv6也表現出了極大的關注，在移動通信設備制造領域處于領先地位的諾基亞公司更是不遺余力地推動IPv6走向現實，幾乎在所有有關IPv6的活動中都可以看到諾基亞的身影。

美國作為占有IPv4資源最多的國家，對IPv6的發展沒有日本和歐洲熱心，但是憑借強大的技術實力，Cisco和Juniper等著名的美國公司也提供了對IPv6的支持，只是在宣傳方面沒有日本和歐洲的公司那么積極。

中國對IPv6的早期研究工作主要由高校完成，清華大學、北方交通大學、中國科技大學和華南理工大學等都開展了一系列的研究工作，并通過中國的CERNET與國際上的IPv6試驗網——6Bone實現了互連。中國政府對IPv6的發展和部署也比較重視，在國家“863”計劃中提出了發展IPv6高端路由器及實驗系統以及IPv6協議棧軟件的課題，目前相關課題的中標單位正在從事有關開發工作。

作為研究、生產和使用三方中的一方，運營商對IPv6的態度就顯得比較曖昧。國內所有的運營商都還沒有把IPv6的應用提上議事日程，只是準備搭建實驗室規模的小型網絡來對IPv6設備進行互連互通方面的測試工作，并做一些過渡方案的實驗。在互聯網泡沫破滅的今天，國內運營商針對IPv6的投資表現出了更大程度的理性。從運營商的角度來看，IPv6與IPv4相比除了提供了巨大的地址空間以外并不具有任何實質性的優勢，原來所期望IPv6能夠解決的服務質量問題，一直以來都沒有太大起色，Internet安全協議(IPsec)對網絡安全的支持并不僅僅局限于IPv6，IPv6所引為特色的移動性也由于協議標準的滯后而受到影響。就目前來說，運營商普遍還沒有感受到IPv4地址的任何壓力。一方面，使用私有地址和網絡地址轉換技術已經能夠很好地滿足現有的互聯網上網需要，廣大網民對互聯網推崇的端到端通信實際上也沒有強烈的需求，因此，除了安全性方面以外，網絡地址轉換對端到端通信造成的不便并沒有給通信帶來太大的問題，并且，國內的運營商仍然可以通過合法的程序從APNIC(亞太網絡信息中心)申請到新的IPv4地址；另一方面，根據中國互聯網絡信息中心的統計資料，雖然中國近幾年來的上網計算機數量出現了持續的大幅度增長，但是網民每月的上網費用卻相對較低，其中，每月上網費用少于100元人民幣的網民數占所有網民數的70%以上，在2002年的1 613萬網民中，有1 200萬的網民是通過撥號方式上網的，使用移動設備上網的網民數只占網民總數的0.9%。所以，短期內很難出現每人一個IP地址的大規模需求。雖然3G提出將IPv6作為下一代移動通信系統中的標準協議為IPv6提供了一個契機，但是3G本身無論是在技術上還是在市場上都還不明朗，因此也很難對IPv6的商業部署提供推動力。

4、 IPv6走向實用的途徑

前面分析了IPv6走向大規模商業應用所面臨的問題。究其原因，在于IPv6作為一種網絡層的通信協議，本身是獨立于網絡應用的，實際上不可能產生新的網絡應用。而最初產生IPv6協議的地址空間問題也還沒有表現出足夠大的壓力，這就使得IPv6技術既不能從內部也不能從外部找到真正有效的推動力。

應該看到，雖然IPv6不能產生新的網絡應用，但是卻為新的應用準備了條件。隨著移動通信技術和個人通信市場的發展，以及家用電器、工業和科研測試設備甚至交通工具上網的逐漸出現與普及，新的上網設備要求能夠具有至少1個IP地址，從而實現網絡的互連和端到端通信以及信息收集。由于IPv6已經成為世界公認的能夠提供足夠地址空間的下一代網絡層協議，因此離開了IPv6，以上的新技術和新應用根本不可能得以實現。雖然經濟發展水平以及市場和部分技術上的原因使得IPv6在短期內的發展還不會太快，但是可以肯定，目前存在的制約IPv6發展的不利因素將會逐漸減少，未來的互聯網必然是以IPv6協議作為基礎的，而IPv4由于不能適應互聯網長期發展的需要將隨著IPv6的推廣而走向消亡。

就目前來看，IPv6的真正優勢在于它提供了未來網絡發展所需的足夠的地址資源，為網絡的長期發展及新型應用準備了必要的條件。IPv6提供的并非短期的市場效益，不論是從運營商還是從設備制造商的角度來看，都是如此。由于以上原因，現階段希望運營商在IPv6網絡的建設中大量投資是不切實際的。而設備制造商，特別是在IPv4設備的競爭中沒能占據優勢的生產商，出于開發未來市場的需要，對IPv6的熱情相對運營商來說就要高得多。政府作為國家經濟和信息技術發展戰略的規劃者，對IPv6的發展起著其他方面所不能取代的作用，政府的引導和支持對IPv6的發展必然會產生巨大的推動，日本就是一個實例。

IPv6網絡的建設實際上和下一代網絡(NGN)的建設相關性很大，應該結合起來考慮。根據ITU-T的建議，NGN應通過1個公共的分組傳送網絡在任何時候任何地點支持多種業務(如話音和數據)，應當提供相關的標準和接口以推動業務提供商、網絡提供商和用戶之間的開放和公平互通，應推動業務創新并降低操作、管理、維護和配置(OAMP)的復雜性，而軟交換、光網絡和IPv6則是NGN的三大要素。由于NGN的傳送平面采用了超長距離大容量傳輸系統，從而減少了核心網絡的交換節點。隨著10G以太網等新技術的出現，未來的城域網可以利用端到端的以太網構建，IP實現異質網絡互聯的功能從技術層面來看實際上已經不需要了。同時多協議標記交換(MPLS)和各種信令技術的運用也弱化了IP的部分功能，因此對NGN的骨干網和底層，IPv6的需求并不迫切。在NGN的接入側，為了滿足用戶的個性化需求，要求提供多種豐富的接入手段，而多種類型的應用和終端以及移動、無線接入方式的增加將產生對IP地址的大量需求。NGN主要的業務應用將是IP應用，使用基于IP的應用協議，因此用戶的個性化需求以及NGN豐富的應用，在NGN的邊緣和上層將會增加對IPv6的需求。在未來的NGN網絡中，IPv6將主要在業務承載層扮演角色，為大量的業務和應用提供巨大的地址資源。

在現實的條件下，為了加快IPv6網絡的建設，需要政府、設備制造商、軟硬件制造商、網絡運營商和產業聯盟等諸方面的共同努力。其中政府的作用尤其重要，由于受經濟利益的制約，其他各方在IPv6的建設過程中都不太可能擔負起主要的角色。政府應該將IPv6的建設作為一項有關國家信息技術和經濟文化發展以及信息安全的長期戰略目標考慮，積極引導和推動運營商、設備制造商、軟硬件制造商及產業聯盟對IPv6的采納和支持，并制訂相應的法律、法規和政策，同時還可以參與建設非盈利性的IPv6網絡。互聯網的建設不是單個運營商、設備制造商或者產業聯盟能夠完成的，實際上已經不是一個單純的技術和市場問題。基于IPv4的互聯網就是在政府資助之下發展起來的，值得IPv6借鑒。設備制造商和軟硬件生產商出于開發潛在市場的需要，可以在IPv6產品的開發上有所作為，提供高性能的IPv6網絡設備，如高端和低端路由器、終端設備、協議棧軟件等。網絡運營商為了了解和掌握新技術，開發新業務，也可以積極進行IPv6的運營實驗，探索IPv6下的新盈利模式，尋找適合的過渡機制，逐漸實現從IPv4到IPv6的轉變。有關的標準化組織和各方組成的產業聯盟則需要加快新標準的制訂和現有標準的完善，為IPv6的早日實施作好準備。

只要各方面共同努力為IPv6做好硬件、軟件、標準和政策法規等方面的準備，那么在政府的引導下，IPv6大規模部署的進程必然可以加快?？梢钥隙?，IPv6越早部署，綜合社會經濟效益也將越好?！?/p>

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收稿日期：2002-12-04

作者簡介：

張洪淵，上海交通大學畢業，工學博士。現在深圳市中興通訊股份有限公司技術中心研究部從事下一代網絡、IPv6、高性能核心路由器等技術和產品的預研與開發工作。

王利存，中國科學院自動化研究所畢業，工學博士?，F在深圳市中興通訊股份有限公司技術中心研究部從事下一代網絡、城域以太網、MPLS、IPv6等技術的預研與開發工作。