全球互聯(lián)網發(fā)展迎拐點IPv6升級改造進“深水區(qū)”

齊旭

從萬物互聯(lián)到多國參與建設根服務器，TCP/IP協(xié)議對網絡安全、運行穩(wěn)定至關重要，是互聯(lián)網的“中樞神經”。IPv4時代，美國擁有世界上最多的互聯(lián)網協(xié)議地址，而以IPv6為基礎的新一代互聯(lián)網，能提供充足的網絡地址和廣闊的創(chuàng)新空間，正快速改變傳統(tǒng)互聯(lián)網的面貌與格局，是世界各國公平參與互聯(lián)網治理的新契機。近年來我國舉大力發(fā)展IPv6產業(yè)，推動IPv6應用，憑借20余年的研究，目前我國的IPv6發(fā)展勢頭迅猛，正從“通路"走向“通車”。

8月28日，在"2020中國IPv6發(fā)展論壇”上，院士專家等產、學、研各方學者對IPv6當前的基礎設施、應用、新能力開發(fā)擴展等方面的階段性部署進展和未來產業(yè)面臨的挑戰(zhàn)，展開了深入探討，為產業(yè)高質量發(fā)展指明方向。

告別蹉跎歲月迎來黃金十年

萬物智聯(lián)時代中的Al大數(shù)據(jù)、云計算、物聯(lián)網等信息技術，都與TCP/IP協(xié)議有著重要聯(lián)系，其中IP是網絡層協(xié)議，規(guī)范著互聯(lián)網中分組信息的交換和選路。IPv6作為基礎設施，構建了新的互聯(lián)網時代。

我國對IPv6的研究始于1998年，已有20余年的積淀，特別是從2017年國家印發(fā)《推進互聯(lián)網協(xié)議第六版（IPv6）規(guī)模部署行動計劃》（以下簡稱《行動計劃》）以來，IPv6部署再提速?！缎袆佑媱潯访鞔_提出了未來五到十年我國基于IPv6的下一代互聯(lián)網發(fā)展的總體目標、路線圖、時間表和重要任務，全面吹響了我國大力推進IPv6升級改造攻堅戰(zhàn)的沖鋒號。

工信部通信司司長聞庫表示，2020年是“推進IPv6規(guī)模部署行動計劃”第二階段的收官之年，是規(guī)模部署承上啟下、攻堅克難的關鍵之年。發(fā)展基于IPv6下一代的互聯(lián).網，不僅是互聯(lián)網演進升級的必然趨勢，也是落實網絡強國戰(zhàn)略的重要舉措。對于提升我國互聯(lián)網承載能力和服務水平、助力經濟社會數(shù)字化轉型、支撐經濟高質量發(fā)展具有重要意義。

聞庫指出，自《行動計劃》發(fā)布以來，我國在IPv6領域取得了一系列可觀的進展，已經建成了全球規(guī)模最大的IPv6網絡基礎設施，申請IPv6地址資源總量穩(wěn)居世界第二。

在基礎網絡設施方面，固定寬帶和LTEIPv6升級改造已經全面完成，IPv6的網絡質量和IPv4基本趨同，IPv6專線業(yè)務已經具備全國服務的能力。

在應用基礎設施方面，基礎電信企業(yè)完成了全部數(shù)據(jù)中心的IPv6改造，其他的數(shù)據(jù)中心運營企業(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了70%，前十的云服務企業(yè)的主要公有云產品基本完成了IPv6的升級改造。

在終端和行業(yè)應用方面，自2018年起，市場份額占比較大的手機廠商新發(fā)布的機型和系統(tǒng)已全面支持IPv6，市場主流的智能家庭網關設備已全面支持IPv6，部分無線路由器廠商新生產的設備默認配置支持IPv4和IPv6雙棧，基礎電信企業(yè)門戶網站和自營App按照國家的要求也完成了IPv6的改造。

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

利刃已出鞘“IPv6+"分階段實施

《行動計劃》發(fā)布后，我國在IPv6的應用和基礎設施建設方面取得了重大進展。推進IPv6規(guī)模部署專家委主任中國工程院院士鄔賀銓表示，盡管IPv4地址殆盡加速了IPv6的技術演進和應用拓展，但從根本上還不足以成為推動IPv6發(fā)展的核心動力。推動IPv6還需要從網絡架構、產業(yè)應用和驗證等方面挖掘IPv6更多的潛力。

為何要實施IPv6改造？改造如何驅動互聯(lián)網產業(yè)的發(fā)展？中國工程院院士、清華大學教授吳建平指出，互聯(lián)網作為網絡空間最重要的基礎設施，可覆蓋通信計算系統(tǒng)、軟件操作系統(tǒng)、互聯(lián)網應用架構四個層面。通信囊括了整個二進制的移動傳輸范疇，包括電路光纖、衛(wèi)星、Wi-Fi、移動通信等信號傳輸;而連接網絡空間最重要的，是要通過通信系統(tǒng)把計算系統(tǒng)連接在一起，只有在互聯(lián)網平臺之上，才能支撐物聯(lián)網、云計算、智慧城市、工業(yè)互聯(lián)網等更多行業(yè)應用。

“有了‘IPv6+'，互聯(lián)網行業(yè)將發(fā)生巨大的變化，將顛覆傳統(tǒng)互聯(lián)網的格局，催生新業(yè)態(tài)、新應用、新格局?！眳墙ㄆ秸f。

如何從根本上提升“IPv6+”的發(fā)展質量和效率？鄔賀銓指出，IPv6的部署要分成三個階段循序漸進。IPv61.0時代（2020年-2021年）側重提升網絡編程能力，引入SRv6做協(xié)議簡化，設計端到端路由，實現(xiàn)靈活精準地控制;IPv62.0時代（2021年-2023年）希望能進一步保障用戶體驗，基于IPv6實現(xiàn)網絡切片，開放網絡能力，滿足業(yè)務SLA（服務等級協(xié)議）;IPv63.0時代（2023-2025年）將基于應用的差異化通道實現(xiàn)精細化的運營，通過IPv6從IP層提升網絡服務質量，定義網絡應用的ID，實現(xiàn)網絡高度自治。

“IPv6正在行業(yè)應用和基礎設施中深度滲透，應用需求比之前更加迫切，但IPv6地址空間巨大、網絡信息端到端加密等問題也會隨之帶來新的技術挑戰(zhàn)。”吳建平說，我國互聯(lián)網產業(yè)面臨的可擴展性、安全性、實時性、移動性和高性能等重大技術挑戰(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鴻溝，規(guī)模擴展下網絡實時性難以保障;另一方面，安全機制也會不可避免地犧牲實時性，這些矛盾將對用戶體驗影響非常大，需要在以后的發(fā)展中不斷調試和改進。

5G+云IP發(fā)展驅動力

若IPv6僅僅是一個協(xié)議?；蛞粋€地址概念的存在，而沒有內在需求的驅動，則會妨礙和限制服務器升級和使用IPv6，也不能服務好IP應用，進而影響產業(yè)發(fā)展，這就是IPv6在十年前發(fā)展不起來的關鍵原因。

華為數(shù)通產品線總裁胡克文表示：“今天的'IPv6+時代，是由5G和云計算等應用需求所驅動的，將能很好地解決云網融合、業(yè)務感知和體驗，以及智能應用等核心問題?！?/p>

我們處在云時代，不管是電信運營商還是公有云商，都會技術先行，遵循從IPv4向IPv6的整體演進規(guī)律，基于IPv6實現(xiàn)對云基礎設施改造部署。綜觀當前“IPv6+”的發(fā)展趨勢，不難發(fā)現(xiàn)IPv6的云端就緒度明顯提升，內容分發(fā)網絡（CDN）和云改造速度明顯提升?！吨袊鳬Pv6發(fā)展狀況白皮書》數(shù)據(jù)顯示，截至2020年7月，全國已經有超過70%的CDN節(jié)點支持IPv6;云服務企業(yè)加快IPv6改造，國內主要的11家云服務企業(yè)均加大了對云主機、容器引擎、負載均衡、域名解析、對象存儲等全國TOP20云產品的IPv6改造。

5G具有2B的屬性，過去的4G網絡“不準時”“不確定”，無法使能移動互聯(lián)網的2B應用，基于IPv6打造切片網絡，可滿足B端行業(yè)用戶的SLA訴求，實現(xiàn)“先知先覺”的體驗感知和智能應用。

中國電信集團云網發(fā)展部總經理馮杰指出，目前我國還處于從IPv4到IPv6的過渡階段。在該階段中，IPv4、IPv6雙棧共存，運營商實現(xiàn)了“云、管、端、用”的全面貫通，開啟了IPv6單棧的研究，參與制定相關標準，待條件具備時便可全面推進IPv6的使用。中國電信針對5GSA網絡引入了IPv6單棧的技術解決方案，從用戶面、承載面和控制面共同推進，針對公眾用戶和行業(yè)應用進行適配。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)務訪問。在5GSA網絡層面，中國電信已經實現(xiàn)了從基站到核心網和傳輸層的IPv6單棧部署，包括5G核心網之間的互聯(lián)端口、基站和核心網之間的互聯(lián)端口等。

“終究IPv6單棧要獨當一面，因此一方面要基于IPv6為核心建設新一代信息技術設施，在5G、物聯(lián)網、工業(yè)互聯(lián)網等領域優(yōu)先使用IPv6;另一方面，要極力推動IPv6單棧及SRv6標準和設備的成熟，加強試點和商用;此外，NAT64轉換較適用于IPv4流量占比較少的場景，現(xiàn)階段仍需繼續(xù)提升端一網一云一應用的IPv6能力，向端到端IPv6單棧盡快演進”馮杰說。