全球互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展迎拐點(diǎn)IPv6升級(jí)改造進(jìn)“深水區(qū)”

齊旭

從萬(wàn)物互聯(lián)到多國(guó)參與建設(shè)根服務(wù)器，TCP/IP協(xié)議對(duì)網(wǎng)絡(luò)安全、運(yùn)行穩(wěn)定至關(guān)重要，是互聯(lián)網(wǎng)的“中樞神經(jīng)”。IPv4時(shí)代，美國(guó)擁有世界上最多的互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議地址，而以IPv6為基礎(chǔ)的新一代互聯(lián)網(wǎng)，能提供充足的網(wǎng)絡(luò)地址和廣闊的創(chuàng)新空間，正快速改變傳統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)的面貌與格局，是世界各國(guó)公平參與互聯(lián)網(wǎng)治理的新契機(jī)。近年來(lái)我國(guó)舉大力發(fā)展IPv6產(chǎn)業(yè)，推動(dòng)IPv6應(yīng)用，憑借20余年的研究，目前我國(guó)的IPv6發(fā)展勢(shì)頭迅猛，正從“通路"走向“通車”。

8月28日，在"2020中國(guó)IPv6發(fā)展論壇”上，院士專家等產(chǎn)、學(xué)、研各方學(xué)者對(duì)IPv6當(dāng)前的基礎(chǔ)設(shè)施、應(yīng)用、新能力開(kāi)發(fā)擴(kuò)展等方面的階段性部署進(jìn)展和未來(lái)產(chǎn)業(yè)面臨的挑戰(zhàn)，展開(kāi)了深入探討，為產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展指明方向。

告別蹉跎歲月迎來(lái)黃金十年

萬(wàn)物智聯(lián)時(shí)代中的Al大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)等信息技術(shù)，都與TCP/IP協(xié)議有著重要聯(lián)系，其中IP是網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議，規(guī)范著互聯(lián)網(wǎng)中分組信息的交換和選路。IPv6作為基礎(chǔ)設(shè)施，構(gòu)建了新的互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代。

我國(guó)對(duì)IPv6的研究始于1998年，已有20余年的積淀，特別是從2017年國(guó)家印發(fā)《推進(jìn)互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議第六版（IPv6）規(guī)模部署行動(dòng)計(jì)劃》（以下簡(jiǎn)稱《行動(dòng)計(jì)劃》）以來(lái)，IPv6部署再提速。《行動(dòng)計(jì)劃》明確提出了未來(lái)五到十年我國(guó)基于IPv6的下一代互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的總體目標(biāo)、路線圖、時(shí)間表和重要任務(wù)，全面吹響了我國(guó)大力推進(jìn)IPv6升級(jí)改造攻堅(jiān)戰(zhàn)的沖鋒號(hào)。

工信部通信司司長(zhǎng)聞庫(kù)表示，2020年是“推進(jìn)IPv6規(guī)模部署行動(dòng)計(jì)劃”第二階段的收官之年，是規(guī)模部署承上啟下、攻堅(jiān)克難的關(guān)鍵之年。發(fā)展基于IPv6下一代的互聯(lián).網(wǎng)，不僅是互聯(lián)網(wǎng)演進(jìn)升級(jí)的必然趨勢(shì)，也是落實(shí)網(wǎng)絡(luò)強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略的重要舉措。對(duì)于提升我國(guó)互聯(lián)網(wǎng)承載能力和服務(wù)水平、助力經(jīng)濟(jì)社會(huì)數(shù)字化轉(zhuǎn)型、支撐經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展具有重要意義。

聞庫(kù)指出，自《行動(dòng)計(jì)劃》發(fā)布以來(lái)，我國(guó)在IPv6領(lǐng)域取得了一系列可觀的進(jìn)展，已經(jīng)建成了全球規(guī)模最大的IPv6網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施，申請(qǐng)IPv6地址資源總量穩(wěn)居世界第二。

在基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)設(shè)施方面，固定寬帶和LTEIPv6升級(jí)改造已經(jīng)全面完成，IPv6的網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量和IPv4基本趨同，IPv6專線業(yè)務(wù)已經(jīng)具備全國(guó)服務(wù)的能力。

在應(yīng)用基礎(chǔ)設(shè)施方面，基礎(chǔ)電信企業(yè)完成了全部數(shù)據(jù)中心的IPv6改造，其他的數(shù)據(jù)中心運(yùn)營(yíng)企業(yè)完成了大型數(shù)據(jù)中心的IPv6改造，前十名的CDN企業(yè)IPv6的資源占比、覆蓋占比、性能平均占比均超過(guò)了70%，前十的云服務(wù)企業(yè)的主要公有云產(chǎn)品基本完成了IPv6的升級(jí)改造。

在終端和行業(yè)應(yīng)用方面，自2018年起，市場(chǎng)份額占比較大的手機(jī)廠商新發(fā)布的機(jī)型和系統(tǒng)已全面支持IPv6，市場(chǎng)主流的智能家庭網(wǎng)關(guān)設(shè)備已全面支持IPv6，部分無(wú)線路由器廠商新生產(chǎn)的設(shè)備默認(rèn)配置支持IPv4和IPv6雙棧，基礎(chǔ)電信企業(yè)門(mén)戶網(wǎng)站和自營(yíng)App按照國(guó)家的要求也完成了IPv6的改造。

在IPv6用戶和流量方面，截至2020年7月，全國(guó)分配IPv6地址的LTE用戶占比超過(guò)90%，分配IPv6地址的家庭寬帶用戶比例超過(guò)50%，通過(guò)IPv6，上網(wǎng)的活躍用戶連接數(shù)相比2018年初增長(zhǎng)了20倍，骨干直連點(diǎn)IPv6總流量相比2018年初增長(zhǎng)逾10倍。

利刃已出鞘“IPv6+"分階段實(shí)施

《行動(dòng)計(jì)劃》發(fā)布后，我國(guó)在IPv6的應(yīng)用和基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)方面取得了重大進(jìn)展。推進(jìn)IPv6規(guī)模部署專家委主任中國(guó)工程院院士鄔賀銓表示，盡管IPv4地址殆盡加速了IPv6的技術(shù)演進(jìn)和應(yīng)用拓展，但從根本上還不足以成為推動(dòng)IPv6發(fā)展的核心動(dòng)力。推動(dòng)IPv6還需要從網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)、產(chǎn)業(yè)應(yīng)用和驗(yàn)證等方面挖掘IPv6更多的潛力。

為何要實(shí)施IPv6改造？改造如何驅(qū)動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展？中國(guó)工程院院士、清華大學(xué)教授吳建平指出，互聯(lián)網(wǎng)作為網(wǎng)絡(luò)空間最重要的基礎(chǔ)設(shè)施，可覆蓋通信計(jì)算系統(tǒng)、軟件操作系統(tǒng)、互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用架構(gòu)四個(gè)層面。通信囊括了整個(gè)二進(jìn)制的移動(dòng)傳輸范疇，包括電路光纖、衛(wèi)星、Wi-Fi、移動(dòng)通信等信號(hào)傳輸;而連接網(wǎng)絡(luò)空間最重要的，是要通過(guò)通信系統(tǒng)把計(jì)算系統(tǒng)連接在一起，只有在互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)之上，才能支撐物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、智慧城市、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等更多行業(yè)應(yīng)用。

“有了‘IPv6+'，互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)將發(fā)生巨大的變化，將顛覆傳統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)的格局，催生新業(yè)態(tài)、新應(yīng)用、新格局。”吳建平說(shuō)。

如何從根本上提升“IPv6+”的發(fā)展質(zhì)量和效率？鄔賀銓指出，IPv6的部署要分成三個(gè)階段循序漸進(jìn)。IPv61.0時(shí)代（2020年-2021年）側(cè)重提升網(wǎng)絡(luò)編程能力，引入SRv6做協(xié)議簡(jiǎn)化，設(shè)計(jì)端到端路由，實(shí)現(xiàn)靈活精準(zhǔn)地控制;IPv62.0時(shí)代（2021年-2023年）希望能進(jìn)一步保障用戶體驗(yàn)，基于IPv6實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)切片，開(kāi)放網(wǎng)絡(luò)能力，滿足業(yè)務(wù)SLA（服務(wù)等級(jí)協(xié)議）;IPv63.0時(shí)代（2023-2025年）將基于應(yīng)用的差異化通道實(shí)現(xiàn)精細(xì)化的運(yùn)營(yíng)，通過(guò)IPv6從IP層提升網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量，定義網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的ID，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)高度自治。

“IPv6正在行業(yè)應(yīng)用和基礎(chǔ)設(shè)施中深度滲透，應(yīng)用需求比之前更加迫切，但I(xiàn)Pv6地址空間巨大、網(wǎng)絡(luò)信息端到端加密等問(wèn)題也會(huì)隨之帶來(lái)新的技術(shù)挑戰(zhàn)。”吳建平說(shuō)，我國(guó)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)面臨的可擴(kuò)展性、安全性、實(shí)時(shí)性、移動(dòng)性和高性能等重大技術(shù)挑戰(zhàn)不容忽視。一方面，安全與數(shù)據(jù)共享之間存在著天然的技術(shù)鴻溝，規(guī)模擴(kuò)展下網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)性難以保障;另一方面，安全機(jī)制也會(huì)不可避免地犧牲實(shí)時(shí)性，這些矛盾將對(duì)用戶體驗(yàn)影響非常大，需要在以后的發(fā)展中不斷調(diào)試和改進(jìn)。

5G+云IP發(fā)展驅(qū)動(dòng)力

若IPv6僅僅是一個(gè)協(xié)議棧或一個(gè)地址概念的存在，而沒(méi)有內(nèi)在需求的驅(qū)動(dòng)，則會(huì)妨礙和限制服務(wù)器升級(jí)和使用IPv6，也不能服務(wù)好IP應(yīng)用，進(jìn)而影響產(chǎn)業(yè)發(fā)展，這就是IPv6在十年前發(fā)展不起來(lái)的關(guān)鍵原因。

華為數(shù)通產(chǎn)品線總裁胡克文表示：“今天的'IPv6+時(shí)代，是由5G和云計(jì)算等應(yīng)用需求所驅(qū)動(dòng)的，將能很好地解決云網(wǎng)融合、業(yè)務(wù)感知和體驗(yàn)，以及智能應(yīng)用等核心問(wèn)題。”

我們處在云時(shí)代，不管是電信運(yùn)營(yíng)商還是公有云商，都會(huì)技術(shù)先行，遵循從IPv4向IPv6的整體演進(jìn)規(guī)律，基于IPv6實(shí)現(xiàn)對(duì)云基礎(chǔ)設(shè)施改造部署。綜觀當(dāng)前“IPv6+”的發(fā)展趨勢(shì)，不難發(fā)現(xiàn)IPv6的云端就緒度明顯提升，內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡(luò)（CDN）和云改造速度明顯提升。《中國(guó)IPv6發(fā)展?fàn)顩r白皮書(shū)》數(shù)據(jù)顯示，截至2020年7月，全國(guó)已經(jīng)有超過(guò)70%的CDN節(jié)點(diǎn)支持IPv6;云服務(wù)企業(yè)加快IPv6改造，國(guó)內(nèi)主要的11家云服務(wù)企業(yè)均加大了對(duì)云主機(jī)、容器引擎、負(fù)載均衡、域名解析、對(duì)象存儲(chǔ)等全國(guó)TOP20云產(chǎn)品的IPv6改造。

5G具有2B的屬性，過(guò)去的4G網(wǎng)絡(luò)“不準(zhǔn)時(shí)”“不確定”，無(wú)法使能移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的2B應(yīng)用，基于IPv6打造切片網(wǎng)絡(luò)，可滿足B端行業(yè)用戶的SLA訴求，實(shí)現(xiàn)“先知先覺(jué)”的體驗(yàn)感知和智能應(yīng)用。

中國(guó)電信集團(tuán)云網(wǎng)發(fā)展部總經(jīng)理馮杰指出，目前我國(guó)還處于從IPv4到IPv6的過(guò)渡階段。在該階段中，IPv4、IPv6雙棧共存，運(yùn)營(yíng)商實(shí)現(xiàn)了“云、管、端、用”的全面貫通，開(kāi)啟了IPv6單棧的研究，參與制定相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，待條件具備時(shí)便可全面推進(jìn)IPv6的使用。中國(guó)電信針對(duì)5GSA網(wǎng)絡(luò)引入了IPv6單棧的技術(shù)解決方案，從用戶面、承載面和控制面共同推進(jìn)，針對(duì)公眾用戶和行業(yè)應(yīng)用進(jìn)行適配。據(jù)馮杰介紹，5G終端在只分配IPv6地址的情況下，用戶終端可以順利支持IPv6業(yè)務(wù)訪問(wèn)。在5GSA網(wǎng)絡(luò)層面，中國(guó)電信已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了從基站到核心網(wǎng)和傳輸層的IPv6單棧部署，包括5G核心網(wǎng)之間的互聯(lián)端口、基站和核心網(wǎng)之間的互聯(lián)端口等。

“終究IPv6單棧要獨(dú)當(dāng)一面，因此一方面要基于IPv6為核心建設(shè)新一代信息技術(shù)設(shè)施，在5G、物聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等領(lǐng)域優(yōu)先使用IPv6;另一方面，要極力推動(dòng)IPv6單棧及SRv6標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)備的成熟，加強(qiáng)試點(diǎn)和商用;此外，NAT64轉(zhuǎn)換較適用于IPv4流量占比較少的場(chǎng)景，現(xiàn)階段仍需繼續(xù)提升端一網(wǎng)一云一應(yīng)用的IPv6能力，向端到端IPv6單棧盡快演進(jìn)”馮杰說(shuō)。