IPv6中國下一代互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展機遇

孫舒揚

隨著互聯(lián)網(wǎng)的急速發(fā)展，現(xiàn)有的基于IPv4的互聯(lián)網(wǎng)已無法滿足新技術(shù)新應用的發(fā)展需求，全球開始走向IPv6時代。IPv6的全面部署為我國的互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展帶來了新的機遇，我國將全面貫徹落實國家IPv6發(fā)展戰(zhàn)略，把握新機遇，創(chuàng)造新成就。

全球IPv6發(fā)展迅猛

IPv6，即互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議第六版（Internet Protocol Version 6），是由國際互聯(lián)網(wǎng)工程任務組（IETF）開發(fā)的用于替代現(xiàn)行版本IP協(xié)議的下一代IP協(xié)議。當前全球普遍使用的互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議是IPv4，該協(xié)議規(guī)定互聯(lián)網(wǎng)上的每個主機和路由器都有一個32位的唯一IP地址，共可提供約43億個IP地址。然而隨著互聯(lián)網(wǎng)的急速發(fā)展，其應用拓展到生產(chǎn)生活的方方面面，聯(lián)網(wǎng)設備數(shù)量也隨之不斷攀升，IPv4逐漸暴露出難以克服的缺陷，迫切需要新一代IP協(xié)議的出現(xiàn)。

事實上，早在上世紀九十年代早期IETF就已經(jīng)開始著手制定新互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議，并于1993年成立了下一代IP（IPng）工作組。工作組于1994年提出下一代IP網(wǎng)絡協(xié)議的推薦版本，1995年底確定了IPng的協(xié)議規(guī)范并將其命名為為IPv6，1998年IPv6成為標準草案，2017年7月14日正式完成標準化。在此期間，2012年6月6日，國際互聯(lián)網(wǎng)協(xié)會舉行“世界IPv6啟動日”，全球IPv6網(wǎng)絡實施正式啟動。正式啟動以來的6年間，各國政府與企業(yè)紛紛開展IPv6部署，IPv6已經(jīng)在全球各國迅速普及發(fā)展。國際互聯(lián)網(wǎng)協(xié)會2018年6月6日發(fā)布的《IPv6 部署狀況2018》中指出，IPv6已從“創(chuàng)新技術(shù)”和“早期應用”階段，發(fā)展到規(guī)模部署階段。

歐盟于2008年發(fā)布“歐盟部署IPv6行動計劃”，要求在歐洲范圍內(nèi)分階段推進歐盟企業(yè)、政府部門和家庭用戶遷移至IPv6。日本2009年發(fā)布《IPv6行動計劃》決定從2011年其全面啟動IPv6服務。美國政府2012年發(fā)布《政府IPv6應用指南/規(guī)劃路線圖》明確要求到2012年底政府對外提供所有互聯(lián)網(wǎng)公共服務必須支持IPv6，到2014年底，政府內(nèi)部辦公網(wǎng)絡全面支持IPv6。印度政府2012年7月公布向IPv6遷移的詳細路線圖，計劃于2012年3月之前推出基本的IPv6服務。此外，加拿大、巴西、澳大利亞等國也各自提出了IPv6發(fā)展戰(zhàn)略規(guī)劃，推動IPv6在國內(nèi)的全面部署。

在基礎網(wǎng)絡方面，美國、歐洲和亞洲的多個主要網(wǎng)絡運營商已實現(xiàn)大規(guī)模部署IPv6，例如美國T-Mobile部署率達到94%，印度Reliance Jio為87%，英國天空廣播為86%。在操作系統(tǒng)方面，作為各種應用的基礎，操作系統(tǒng)基本已實現(xiàn)對IPv6的支持，但是在具體使用與支持程度上還存在較大差異。在應用軟件方面，在支持IPv6的操作系統(tǒng)的基礎之上，應用軟件也開始逐漸支持IPv6，PC端部分少量基礎軟件已實現(xiàn)對IPv6的支持，移動端iOS系統(tǒng)已實現(xiàn)所有上架軟件均支持IPv6。在網(wǎng)站方面，Google、Facebook、雅虎、必應等主要網(wǎng)站均提供永久IPv6服務，全球Alex top 500網(wǎng)站中，有近24%支持IPv6。在網(wǎng)絡設備方面，截至目前全球獲得IPv6 Ready Logo認證的網(wǎng)絡設備共有2246項，其中路由器、交換機獲認證申請最多，安全及流控設備相對較少。

在政府和企業(yè)的共同推動下，IPv6在全球范圍內(nèi)持續(xù)迅猛發(fā)展，尤其近一兩年呈現(xiàn)爆發(fā)增長趨勢。根據(jù)APNIC Labs（亞太互聯(lián)網(wǎng)信息中心實驗室）實時數(shù)據(jù)，當前全球IPv6用戶占全部互聯(lián)網(wǎng)用戶比例超過10%的國家共有33個，其中比利時、印度超過50%，美國、德國超過40%。中國僅有370萬IPv6用戶，占比約0.5%，全球排名70位，亞洲排名16位。

IPv6推動我國互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展

互聯(lián)網(wǎng)誕生于20世紀60年代，而我國于1994年才正式獲準接入互聯(lián)網(wǎng)，是互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)的后來者，在IPv4地址資源獲取、互聯(lián)網(wǎng)核心技術(shù)開發(fā)與標準制定方面都未能占得先機。而在IPv6新環(huán)境下，我國跟發(fā)達國家站在同一起跑線上，可以說IPv6為我國互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展開啟了一扇新大門，不僅解決了我國互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展中遇到的重大問題，還帶來了新的機遇。

逃離IP枯竭魔咒

根據(jù)CNNIC 2018年8月發(fā)布的第42次《中國互聯(lián)網(wǎng)絡發(fā)展狀況統(tǒng)計報告》，截至2018年6月我國互聯(lián)網(wǎng)用戶數(shù)量已突破8億，是全球互聯(lián)網(wǎng)用戶數(shù)量最多的國家，而IPv4地址數(shù)量僅約3.39億個，兩個人都無法分配到一個IPv4地址。2011年2月國際地址分配機構(gòu)（IANA）在將其IPv4地址空間段的最后2個地址組分配出去，宣告地區(qū)性注冊機構(gòu)（RIR）可用IPv4地址空間中“空閑池”的終結(jié)，亞洲地區(qū)由于分配到的地址資源少，是最早出現(xiàn)地址枯竭的地區(qū)。然而隨著我國移動互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、5G等新技術(shù)新應用的不斷推進，對IP地址的需求愈發(fā)旺盛。

而IPv6的誕生就解決了這一問題。IPv6地址共有128位，可提供約340萬億個IP地址，正如專家所說，幾乎地球上每一粒沙子都可以有一個地址。因此，IPv6不僅能滿足現(xiàn)有的地址需求，還可以為移動互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)乃至其他未知的全新業(yè)務留有地址空間。我國也可積極參與IPv6地址分配，爭取更多地址資源以一勞永逸地解決地址短缺問題，這對于中國互聯(lián)網(wǎng)經(jīng)濟的未來是決勝性的。

提高互聯(lián)網(wǎng)生活與產(chǎn)業(yè)的安全和效率

由于IPv4地址的極度缺乏，我國互聯(lián)網(wǎng)用戶目前實際使用的是運營商利用網(wǎng)絡地址轉(zhuǎn)換（NAT）生成的虛擬內(nèi)部IP地址，即多個用戶同時使用一個公有IP地址與外部通信。這種方式會帶來兩大隱患，一方面，由于運營商并未為虛擬IP提供全面的端口映射，導致網(wǎng)絡效率低下，設備互聯(lián)、下載速度慢；另一方面，NAT破壞了端對端的透明性，使個人用戶無法與公有IP地址一對一匹配，如果發(fā)生網(wǎng)絡安全事件將無法追溯到源地址。而IPv6有海量可分配地址，所有設備都將可以有自己的單獨地址，實現(xiàn)人-設備-IP地址的對應關(guān)系，解決網(wǎng)絡實名制和用戶身份溯源問題，實現(xiàn)網(wǎng)絡精準管理。此外，IPv6的地址分配一開始就遵循聚類的原則，這使得路由器能在路由表中用一條記錄表示一片子網(wǎng)，大大減小了路由器中路由表的長度，提高了路由器轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包的速度，從而提高了網(wǎng)絡速度。

擺脫西方對我國互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的制約

根域名服務器是構(gòu)架互聯(lián)網(wǎng)所必需的關(guān)鍵基礎設施，負責互聯(lián)網(wǎng)最頂級的域名解析，被稱為互聯(lián)網(wǎng)的“中樞神經(jīng)”。在IPv4體系內(nèi)，美國利用先發(fā)優(yōu)勢主導的根服務器治理體系已延續(xù)近30年，全球13臺根服務器中就有10臺位于美國，其余3臺分布在英國、瑞典和日本。我國互聯(lián)網(wǎng)不得不依賴于西方國家控制的根服務器，如發(fā)現(xiàn)緊急情況，缺少應變和反制手段，這對于我國互聯(lián)網(wǎng)安全乃至國家安全都帶來了巨大的隱患。IPv6部署意味著需要部署新的根服務器，中國也將有機會擁有自己的根服務器，逃離某天突然爆發(fā)的IP戰(zhàn)困局。

提升我國在互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展中的話語權(quán)

現(xiàn)如今，標準已從傳統(tǒng)意義上的產(chǎn)品互換和質(zhì)量評判的依據(jù)上升為產(chǎn)業(yè)整體發(fā)展戰(zhàn)略的重要組成部分，成為事關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的基礎性、先導性和戰(zhàn)略性工作。我國是IETF標準化工作的后來者，IPv4領域的標準起草絕大多數(shù)都是由西方國家主導的，我國主導的IPv4領域標準僅有個位數(shù)。因此在IPv4領域，我國不得不遵從其他國家的標準要求，發(fā)展嚴重受限。截至目前，IETF共發(fā)布RFC標準近8500個，其中由中國主導起草雖然只有100個左右，但幾乎都是IPv6領域的標準。我國在IPv6領域標準的制定中已經(jīng)跟上了國際社會的步伐，IPv6時代是我國互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議相關(guān)標準制定方面從跟跑到領跑的絕好機會。

我國IPv6改造已取得階段性成果

我國是IPv6研究啟動較早的國家，中國教育科研網(wǎng)（CERNET）在1998年建立了國內(nèi)第一個IPv6試驗床CERNETv6，我國的IPv6研究工作從此進入實質(zhì)階段。1999年，國家自然科學基金聯(lián)合項目“中國高速互聯(lián)網(wǎng)研究試驗網(wǎng)”（NSFCNE）啟動。2002年，信息產(chǎn)業(yè)部“下一代IP電信試驗網(wǎng)（6TNet）”項目啟動，科技部863信息領域?qū)ｍ棥案咝阅軐拵畔⒕W(wǎng)（3Tnet）”啟動。2003年，國家發(fā)改委等部門啟動了中國下一代互聯(lián)網(wǎng)示范工程（CNGI）。

除開展相關(guān)研究項目外，國家相關(guān)部委也發(fā)布了國家和部門文件推動IPv6的發(fā)展。國家發(fā)展和改革委員會、工業(yè)和信息化部等部委于2012年3月29日聯(lián)合印發(fā)《下一代互聯(lián)網(wǎng)“十二五”發(fā)展建設的意見》，首次明確IPv6發(fā)展目標以及發(fā)展路線圖和時間表。2013年8月2日，國家發(fā)展和改革委員會再次聯(lián)合工業(yè)和信息化部、科學技術(shù)部、國家新聞出版廣電總局發(fā)布《關(guān)于開展國家下一代互聯(lián)網(wǎng)示范城市建設工作的通知》，在北京、上海、廣州等已具備基礎條件22個城市中，先行支持建設一批具有典型帶動作用的示范城市。此后的《國家“十三五”規(guī)劃綱要》（2016）《“十三五”國家信息化規(guī)劃》（2016）和《國家信息化發(fā)展戰(zhàn)略綱要》（2016）等，都把超前布局下一代互聯(lián)網(wǎng)以及全面向IPv6演進升級作為重點任務。2017年11月，中辦、國辦印發(fā)實施《推進互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議第六版（IPv6）規(guī)模部署行動計劃》，吹響了我國IPv6進行規(guī)模部署的號角。

網(wǎng)絡基礎設施的IPv6改造是開展IPv6規(guī)模化部署應用的基本前提，這一改造要依靠基礎電信企業(yè)。我國三大運營商進一步加快網(wǎng)絡、終端和自營業(yè)務的改造，網(wǎng)絡基礎設施改造明顯提速，已經(jīng)取得了初步成效，為完成全網(wǎng)改造任務積累了寶貴經(jīng)驗。截至目前，三大運營商全部實現(xiàn)IPv6互通，并全部開啟了IPv6國際出口；城域網(wǎng)設備支持率達98%，業(yè)務逐步開通中；LTE網(wǎng)絡已率先貫通，已完成26個省份、上百個地市LTE（準4G）網(wǎng)絡IPv6改造，已分配IPv6地址的用戶總數(shù)超過7000萬，標志著運營商網(wǎng)絡基礎設施改造取得了階段性成效。在2018中國互聯(lián)網(wǎng)大會上，三大運營商聯(lián)合舉辦“基礎電信企業(yè)LTE網(wǎng)絡提供IPv6數(shù)據(jù)服務啟動儀式”，標志著三大運營商開始向用戶提供IPv6數(shù)據(jù)服務。

互聯(lián)網(wǎng)公司是面向最終用戶的主體，以百度、阿里巴巴、騰訊、京東為代表的互聯(lián)網(wǎng)公司已經(jīng)意識到了IPv6的重要性?；ヂ?lián)網(wǎng)企業(yè)對于IPv6升級改造的積極性和主動性進一步增強，國內(nèi)用戶量排名前50位的商業(yè)網(wǎng)站及應用制定了較明確的升級改造方案，大部分典型的互聯(lián)網(wǎng)應用將于今年年底前完成改造任務。

支撐IPv6發(fā)展的產(chǎn)業(yè)環(huán)境趨于成熟，通信設備制造企業(yè)、移動智能終端廠商加快產(chǎn)品迭代升級，網(wǎng)絡設備和終端設備的IPv6支持度大幅提升，終端對于IPv6發(fā)展的瓶頸性制約得到了改變。根據(jù)中國信息通信研究院的相關(guān)測試結(jié)果，在我國市場占比較大和知名度較高的蘋果、華為、三星等10個品牌的移動終端基本都支持IPv6，可發(fā)起IPv6地址請求獲得IPv6地址，并完成IPv6業(yè)務訪問。

IPv6發(fā)展仍任重道遠

總體上看，我國IPv6有較好的研究基礎，良好的政策條件，初步形成了網(wǎng)絡、應用和終端協(xié)同推進、齊頭并進的良好發(fā)展局面，但與國際上IPv6發(fā)展較快的國家相比，我們還存在比較大差距，需要在下一步工作中持續(xù)大力推進。

政府主動發(fā)力，推進IPv6國家發(fā)展戰(zhàn)略落實

我國發(fā)布的《推進互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議第六版（IPv6）規(guī)模部署行動計劃》明確推進IPv6部署重要意義，提出部署的總體要求和主要目標，并從互聯(lián)網(wǎng)應用、網(wǎng)絡和應用基礎設施、網(wǎng)絡安全和關(guān)鍵前沿技術(shù)五方面安排實施的步驟，是我國全面推動IPv6部署的指導文件。相關(guān)政府部門需結(jié)合行業(yè)與地方實際，制定實施方案，提出具體舉措，并在落實中主動發(fā)現(xiàn)并解決存在的問題，成為IPv6部署的第一推動力。

積極開展標準制定，參與國際規(guī)則博弈

我國IPv6國內(nèi)外標準化已經(jīng)有一定的基礎，在國內(nèi)標準方面，標準化工作于2001年啟動，目前已發(fā)布相關(guān)郵電行業(yè)標準一百余項，涉及資源、網(wǎng)絡、應用等各個領域；在IPv6國際標準方面，我國積極參與IETF IPv6國際標準制定工作，并主導制定多項IPv6領域RFCs標準。下一步，我國應一方面根據(jù)國內(nèi)外IPv6發(fā)展現(xiàn)狀，持續(xù)跟進國內(nèi)外標準制定，規(guī)范IPv6行業(yè)發(fā)展，加強國際交流，爭取國際話語權(quán)；另一方面需助力標準體系落地，推動標準應用實施，使標準能夠充分應用于IPv6行業(yè)，促進行業(yè)健康有序發(fā)展。

激發(fā)企業(yè)積極性，實現(xiàn)技術(shù)安全和可控

互聯(lián)網(wǎng)領域核心技術(shù)受制于人一直是制約我國互聯(lián)網(wǎng)健康發(fā)展的瓶頸問題。隨著互聯(lián)網(wǎng)規(guī)模的不斷擴大，網(wǎng)絡和信息系統(tǒng)面臨的問題和挑戰(zhàn)越來越大，掌握核心技術(shù)的重要性越來越突出。應抓住全球互聯(lián)網(wǎng)向IPv6轉(zhuǎn)化這一歷史機遇，實行“彎道超車”，在解決下一代互聯(lián)網(wǎng)面臨的重大技術(shù)挑戰(zhàn)、特別是安全可信和自主可控的IPv6技術(shù)體系方面，搶得國際話語權(quán)和主動權(quán)，力爭使我國在基于IPv6的下一代互聯(lián)網(wǎng)研究上走在世界的前列。

強化安全保障，推動IPv6健康發(fā)展

安全是保障互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡健康發(fā)展的重要因素，IPv6 體系給網(wǎng)絡安全的發(fā)展提供了新的機遇，但一方面IPv4體系下現(xiàn)有網(wǎng)絡安全不僅不會因IPv6就自動消失，甚至還有可能會加劇。另一方面IPv6體系的演進與應用也面臨著新的安全風險。例如IPv6的加密特性可能會導致一些傳統(tǒng)的入侵檢測、防火墻等設備失效。因此政府與企業(yè)應提升安全意識，清晰認識到IPv6發(fā)展中面臨的網(wǎng)絡安全挑戰(zhàn)，以新視角看待問題，提出解決的新思路和新方法。

IPv6大規(guī)模部署為我國拓展網(wǎng)絡空間、爭取國際話語權(quán)、實現(xiàn)自主創(chuàng)新、解決網(wǎng)絡安全等創(chuàng)造新的發(fā)展機會，政府與企業(yè)需形成合力，把握這一重大歷史機遇，達成我國技術(shù)先進、產(chǎn)業(yè)發(fā)達、應用領先、網(wǎng)絡安全堅不可摧的戰(zhàn)略目標，實現(xiàn)網(wǎng)絡強國建設偉大夢想。