IPv6

呂風(fēng)明

摘要：IPv4地址枯竭，IPv6替代IPv4已迫在眉睫。對于我國互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展，IPv6將是必選之路，既是一個(gè)難得的新機(jī)遇，發(fā)展也將面臨新的挑戰(zhàn)。該文主要就IPv6的技術(shù)方案、發(fā)展現(xiàn)狀、面臨問題和挑戰(zhàn)以及未來發(fā)展等方面進(jìn)行分析研究，提出未來IPv6發(fā)展的舉措和方法，以期對我國互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展起到拋磚引玉的作用。

關(guān)鍵詞：IPv6 互聯(lián)網(wǎng)；發(fā)展；機(jī)遇；挑戰(zhàn)

中圖分類號：TP393 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-3044（2016）06-0021-02

在亞太、歐洲、拉美等地區(qū)IPv4地址相繼耗盡后，北美地區(qū)也于2015年9月24日宣布IPv4地址耗盡，只剩下非洲地區(qū)還有少量剩余。然而互聯(lián)網(wǎng)正在快速發(fā)展，急需新的IP地址源源不斷的滿足市場需求，IPv6替代IPv4已迫在眉睫。在這交替變革之際，中國互聯(lián)網(wǎng)迎來了新的機(jī)遇與挑戰(zhàn)。

1 認(rèn)識IPv4和IPv6

1）IP協(xié)議。如同人與人之間相互交流需要遵循一定的規(guī)矩一樣，計(jì)算機(jī)之間的相互通信也需要共同遵守一定的規(guī)則，稱為網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。互聯(lián)網(wǎng)主要采用TCP/IP協(xié)議族，其核心協(xié)議是IP協(xié)議（Internet Protocol）[1]。

2）IPv4協(xié)議。IPv4（Internet Protocol Version 4的縮寫）是IP協(xié)議的第四版，也是第一個(gè)被廣泛使用，構(gòu)成現(xiàn)今互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的基石的協(xié)議，也最為人所熟知。IPv4受自身數(shù)量不夠、性能不足和不夠安全等技術(shù)局限，正從技術(shù)與容量層面不斷走向發(fā)展的盡頭。

3）IPv6協(xié)議。為了彌補(bǔ)IPv4的不足，IPv6技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，于1995年12月正式公布[2]。IPv6在IPv4基礎(chǔ)上繼承了優(yōu)點(diǎn)，改進(jìn)了不足，包括地址空間、端到端IP連接、高性能、服務(wù)質(zhì)量（QoS）、安全性、多播、移動性、即插即用等，其中最大的改進(jìn)是根本解決了地址短缺問題。IPv6的地址容量是IPv4的約8x10^28倍，能夠滿足互聯(lián)網(wǎng)的長期發(fā)展。

2 IPv6：新的機(jī)遇

對于我國互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展，IPv6將是必選之路，也是一個(gè)難得的新機(jī)遇。

1）現(xiàn)實(shí)需求。2015年，“互聯(lián)網(wǎng)+”的國家戰(zhàn)略帶動中國互聯(lián)網(wǎng)快速發(fā)展，云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、4G移動互聯(lián)網(wǎng)等各種新的應(yīng)用對于IP地址的需求與日俱增，IPv4地址枯竭問題在我國顯得更為嚴(yán)重，發(fā)展IPv6成為現(xiàn)實(shí)需求。

2）戰(zhàn)略意義。美國是互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)源地，一直牢牢控制互聯(lián)網(wǎng)，地址枯竭不是大問題，而且仍是現(xiàn)有IPv4體系最大獲益者，所以對IPv6發(fā)展并不十分重視。因此IPv6是難得的機(jī)遇，是趕超美國的絕佳機(jī)會。發(fā)展好IPv6，爭取未來互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展主動權(quán)，將具有十分重要的戰(zhàn)略意義。

3）發(fā)展前景。IPv6提供網(wǎng)絡(luò)集成和簡單、智能的IP網(wǎng)絡(luò)，可以有效降低成本；支持全新的IP設(shè)備，使IP系統(tǒng)具備更高的可靠性、可維護(hù)性和可擴(kuò)展性，可以有效提升性能。因此，IPv6將會對現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)起到明顯的“增值”作用，擁有非常好的發(fā)展前景。

3 IPv6發(fā)展現(xiàn)狀

IPv6最重要的優(yōu)勢在于解決了最為緊迫的IP地址不夠問題，因此近年來在全球主要國家與地區(qū)都得到了快速的發(fā)展。目前世界主要國家已充分認(rèn)識到現(xiàn)階段部署IPv6的緊迫性和重要性，各國政府紛紛出臺國家發(fā)展戰(zhàn)略，制定明確的發(fā)展路線圖和時(shí)間表來積極推進(jìn)IPv6的大規(guī)模商用部署。以IPv6技術(shù)為代表的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)創(chuàng)新已是大勢所趨。

1）全球IPv6發(fā)展正日益加速。2015年12月，阿卡邁技術(shù)公司發(fā)布的《2015年第三季度互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展?fàn)顩r報(bào)告》[3]顯示，2015年第三季度，在升級IPv6的進(jìn)程中，通過IPv6進(jìn)行內(nèi)容請求比例最高的前10個(gè)國家地區(qū)依然以歐洲國家為主，占據(jù)了8個(gè)席位。其中比利時(shí)依然保持第一，IPv6內(nèi)容請求高達(dá)35%。谷歌公司2016年1月發(fā)布的數(shù)據(jù)也顯示，在谷歌網(wǎng)站的全部訪問中，已有10.09%是通過IPv6連接實(shí)現(xiàn)的，這幾乎是2015年同期的2倍。從國家發(fā)布來看，比利時(shí)訪問谷歌流量的44.32%通過IPv6連接實(shí)現(xiàn)，占比最高；其次是瑞士，30.89%；美國為25.63%，德國為23.05%，英國有2.95%。在亞洲，日本IPv6普及度最高為10.9%，馬來西亞8.83%，中國2.07%，韓國2.17%，臺灣 0.55%。主要發(fā)達(dá)國家中，美國起初對于IPv6并不熱情，2010年9月發(fā)布IPv6首部行動計(jì)劃，2012年5月發(fā)布計(jì)劃第二版，后來加快了步伐，發(fā)展迅速。歐盟2008年5月發(fā)布“歐洲部署IPv6計(jì)劃”要求一致部署，進(jìn)展迅速。日本的IPv6化最為積極，2007 年成立“互聯(lián)網(wǎng)向IPv6過渡調(diào)查研究委員會”，提出過渡計(jì)劃。2011年6月，日本電信NTT就已經(jīng)提供IPv6商用。目前，日本ISP已基本完成IPv6全覆蓋部署，IPv6產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展業(yè)在日本已成熟，其IPv6的遷移過程、相關(guān)研發(fā)和應(yīng)用業(yè)務(wù)為全球提供了一個(gè)模板。

2）國內(nèi)IPv6積極發(fā)展。截至2015年7月的數(shù)據(jù)顯示，中國大陸IPv6地址總數(shù)達(dá)到19349塊/32，全球排名第二。但從IPv6普及率來看，中國至少排在世界的第58名之后，下一代互聯(lián)網(wǎng)仍然相對落后。中國第一代互聯(lián)網(wǎng)IPv4只能跟蹤模仿，但I(xiàn)Pv6起步較早。2003年適時(shí)啟動了中國下一代互聯(lián)網(wǎng)示范工程 CNGI，CERNET于2004年率先建成了中國第一個(gè)IPv6互聯(lián)網(wǎng)CNGI-CERNET2，并參與了下一代互聯(lián)網(wǎng)若干標(biāo)準(zhǔn)的制定，在技術(shù)創(chuàng)新上也取得了諸多突破。電信運(yùn)營商中，中國電信IPv6商用的啟動最早，為全球試點(diǎn)規(guī)模最大的運(yùn)營商之一，以自營業(yè)務(wù)為首率先過渡，帶動企業(yè)家庭客戶，加速移動端部署改造；中國聯(lián)通以培育IPv6產(chǎn)業(yè)為主，通過物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、三網(wǎng)融合、移動互聯(lián)網(wǎng)等全面開展IPv6特色應(yīng)用；中國移動網(wǎng)絡(luò)改造與試點(diǎn)同時(shí)開展，進(jìn)行端到端IPv6完整過渡計(jì)劃。但總的來說，IPv6在我國的商業(yè)化應(yīng)用和普及并不樂觀，需要繼續(xù)大力發(fā)展。

4 IPv6面臨新的挑戰(zhàn)

目前，我國IPv6網(wǎng)絡(luò)改造已經(jīng)開始了商用試點(diǎn)，但I(xiàn)Pv6的覆蓋率及流量還非常低，發(fā)展并不太順利。因此，如何發(fā)展好IPv6也是很大的挑戰(zhàn)。

1）驅(qū)動力不足?，F(xiàn)有IPv4應(yīng)用和業(yè)務(wù)十分完善，而IPv6仍然缺乏“殺手級應(yīng)用”，尚未找到IPv6業(yè)務(wù)的商業(yè)盈利模式，因此缺乏主動向IPv6過渡的核心驅(qū)動力，IPv6產(chǎn)業(yè)鏈總體水平亟待提升，需要國家在宏觀層面大力引導(dǎo)發(fā)展。

2）技術(shù)難度大。IPv6過渡尚無完美技術(shù)，目前主流技術(shù)有三種：雙棧、翻譯和隧道[4]。雙棧技術(shù)要求同時(shí)支持IPv4、IPv6雙協(xié)議，部署代價(jià)大；翻譯技術(shù)翻譯范圍有局限性，無法實(shí)現(xiàn)應(yīng)用跨層；隧道技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)跨協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)穿越，但擴(kuò)大了傳輸成本。三種技術(shù)各有利弊，如何根據(jù)具體情況選擇合適的過渡技術(shù)，也是很大的挑戰(zhàn)。

3）平滑過渡難度大?，F(xiàn)有IPv4網(wǎng)絡(luò)龐大，內(nèi)容豐富，終端多樣，向IPv6過渡要進(jìn)行系統(tǒng)性的技術(shù)和架構(gòu)的升級換代，牽扯到眾多的環(huán)節(jié)和相關(guān)行業(yè)，不僅需要大量資金和人力成本，而且需要系統(tǒng)性的協(xié)調(diào)和規(guī)劃。因此，平滑過渡難度很大，需要長期演進(jìn)，將會出現(xiàn)IPv4和IPv6長期共存的局面。

5 發(fā)力IPv6——搶占互聯(lián)網(wǎng)新陣地

IPv4的地址空間已經(jīng)枯竭，互聯(lián)網(wǎng)繼續(xù)發(fā)展必須過渡到IPv6，全球IPv6發(fā)展正日益加速。因此，我國也必須加快發(fā)展IPv6，盡快搶占互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展新陣地，在新的互聯(lián)網(wǎng)格局中爭取和保持領(lǐng)先。

1）堅(jiān)持國家發(fā)展戰(zhàn)略。世界主要國家都已經(jīng)將IPv6的發(fā)展作為國家級的重要戰(zhàn)略。我國應(yīng)該堅(jiān)持IPv6技術(shù)國家發(fā)展戰(zhàn)略，繼續(xù)加大IPv6發(fā)展力度，通過政府的統(tǒng)籌規(guī)劃和宏觀指導(dǎo)推動IPv6的發(fā)展。

2）發(fā)揮試驗(yàn)網(wǎng)絡(luò)作用。我國陸續(xù)建立了一定數(shù)量的IPv6試驗(yàn)網(wǎng)絡(luò)，對我國IPv6技術(shù)研究開發(fā)起到了相當(dāng)大的作用。應(yīng)充分利用試驗(yàn)取得的技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)，加快IPv6的產(chǎn)業(yè)化和商業(yè)化進(jìn)程。

3）加快標(biāo)準(zhǔn)制定。要圍繞基礎(chǔ)協(xié)議、體系結(jié)構(gòu)、性能指標(biāo)、網(wǎng)絡(luò)評估、網(wǎng)絡(luò)規(guī)范、移動通信、業(yè)務(wù)應(yīng)用等方面做好標(biāo)準(zhǔn)化工作，推動IPv6的產(chǎn)業(yè)化和商業(yè)化進(jìn)程。

4）爭取地址分配主動權(quán)。我國在IPv4地址申請時(shí)非常困難，IPv6地址分配是一次重新洗牌的機(jī)會，應(yīng)積極參與IPv6頂級地址資源分配工作，全力爭取地址分配主動權(quán)。

5）發(fā)揮內(nèi)容主導(dǎo)力量。應(yīng)通過調(diào)動用戶產(chǎn)生需求，促進(jìn)IPv6“殺手級應(yīng)用”的誕生，發(fā)揮內(nèi)容在產(chǎn)業(yè)鏈中的推動作用，來營造市場需求，促發(fā)IPv6商用的繁榮。

6）利用物聯(lián)網(wǎng)拉動發(fā)展。物聯(lián)網(wǎng)，物物相連的互聯(lián)網(wǎng)，是未來發(fā)展的重點(diǎn)之一，對地址需求日益增強(qiáng)。政府應(yīng)通過推動IPv6與物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的結(jié)合，在智慧農(nóng)業(yè)、智能電網(wǎng)、智能環(huán)保、智能交通、智能建筑等各領(lǐng)域加快發(fā)展，“以點(diǎn)帶面”拉動IPv6產(chǎn)業(yè)加快發(fā)展。

7）加快移動端IPv6建設(shè)。隨著4G通信的成熟，移動互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展迅猛。IPv6有專門的移動性設(shè)計(jì)，對移動端的支持非常好，使得移動互聯(lián)網(wǎng)IPv6的升級改造更為方便經(jīng)濟(jì)。政府應(yīng)大力扶持移動端IPv6的率先普及，帶動整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的IPv6 過渡。

8）加強(qiáng)國際合作。目前，日本是發(fā)展IPv6最早的國家之一，也是發(fā)展IPv6速度最快的國家，日本電信運(yùn)營商N(yùn)TT也是最成功的商用化典范。我國應(yīng)該同日本等IPv6發(fā)展水平先進(jìn)的國家加強(qiáng)合作，加快引進(jìn)和吸收，促進(jìn)我國IPv6的更好更快發(fā)展。

IPv4地址耗盡的現(xiàn)實(shí)需求，IPv6發(fā)展的良好前景，爭取未來互聯(lián)網(wǎng)主動權(quán)的戰(zhàn)略意義，各國IPv6發(fā)展的競爭格局，都在要求我國必須盡快發(fā)展好IPv6。當(dāng)前，我國互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展處在難得的重要戰(zhàn)略機(jī)遇期，下一代互聯(lián)網(wǎng)IPv6的支撐作用將會很快顯現(xiàn)，因此需要政府及相關(guān)組織制定政策合理引導(dǎo)，推動IPv6相關(guān)的產(chǎn)品創(chuàng)新和應(yīng)用普及，另外還需要電信運(yùn)營商、設(shè)備商及內(nèi)容提供商等產(chǎn)業(yè)界的積極響應(yīng)和通力合作，才能共同搭建良好的IPv6發(fā)展環(huán)境，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)強(qiáng)國的國家戰(zhàn)略。

參考文獻(xiàn)：

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