IPv6發(fā)展特點及對策建議

赫欣 程新洲 成晨 張晴晴

(中國聯(lián)合網(wǎng)絡(luò)通信有限公司研究院，北京100048)

0 引言

全球互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)在瞬息萬變的環(huán)境下持續(xù)向前、向上發(fā)展，其經(jīng)濟效益不斷增長。即使應(yīng)對疫情這一突發(fā)的重大公共事件，也展現(xiàn)出了不可替代的規(guī)模實力，相較于2003年“非典”，2020年的新冠戰(zhàn)“疫”是時代、技術(shù)特征更分明的馳援行動。互聯(lián)網(wǎng)作為人工智能等創(chuàng)新應(yīng)用的底座，已經(jīng)成為了社會穩(wěn)定發(fā)展的基礎(chǔ)設(shè)施。

截至2020年12月2日，《2020年全球上市互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)市值排行榜》顯示，全球市值最高的10家互聯(lián)網(wǎng)公司，中國有5家(阿里巴巴、騰訊、美團、拼多多、京東)。中國信息通信研究院《2020年四季度我國互聯(lián)網(wǎng)上市企業(yè)運行情況》[1]報告顯示，截至2020年12月31日，中國境內(nèi)外上市的互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)總市值為17.8萬億元，中國11家企業(yè)上榜全球市值TOP 30，市值占比30.8%。2020年中國股市收官數(shù)據(jù)顯示，騰訊和阿里巴巴公司市值分別位列《2020中國上市公司500強》榜第一、二名。

在全球經(jīng)濟發(fā)展放緩的環(huán)境下，互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)仍然迅猛發(fā)展，中國互聯(lián)網(wǎng)科技巨頭總體業(yè)績非常強勁，已在全球范圍內(nèi)占據(jù)極其重要的位置；國內(nèi)部分龍頭互聯(lián)網(wǎng)公司市值逐漸超越了其他大多數(shù)傳統(tǒng)行業(yè)，并在市值上逐步拉開差距，獨角獸成長極快。從互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)的發(fā)展趨勢來看，伴隨著人口紅利、消費互聯(lián)網(wǎng)紅利的逐漸減退，技術(shù)應(yīng)用將從側(cè)重消費環(huán)節(jié)轉(zhuǎn)向更加側(cè)重生產(chǎn)環(huán)節(jié)，同時新技術(shù)促進產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展，推進數(shù)字經(jīng)濟發(fā)展邁向新的高級階段。推進IPv6規(guī)模部署是互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)產(chǎn)業(yè)生態(tài)的一次全面升級，將會帶動網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)、產(chǎn)業(yè)和應(yīng)用的創(chuàng)新和變革。

1 IPv6全球部署情況

從全球發(fā)展來看，國家和行業(yè)的認可使IPv6的發(fā)展成為世界大趨勢，各地區(qū)均要求互聯(lián)網(wǎng)相關(guān)企業(yè)部署IPv6，并從國家層面引導(dǎo)其發(fā)展，各企業(yè)也提前謀劃布局。美國發(fā)布的推進IPv6升級的備忘錄《Completing the Transition to Internet Protocol Version6(IPv6)》[2]強調(diào)純IPv6工作方式，明確基于純IPv6的基礎(chǔ)設(shè)施提出升級的計劃和時間要求，無法升級的基礎(chǔ)設(shè)施將被逐年淘汰。日本、韓國、歐盟等在IPv6產(chǎn)業(yè)化方面起步較早，均出臺政策鼓勵其發(fā)展，在國家戰(zhàn)略、研發(fā)等方面較為領(lǐng)先。印度作為全球IPv6用戶數(shù)量最多的國家，擁有最快用戶規(guī)模增速。

截至2021年2月，18個國家IPv6能力率突破了40%，43個國家突破20%，IPv6部署已成大勢所趨。圖1統(tǒng)計了各大洲部署情況，美洲和亞洲領(lǐng)先世界平均水平，除非洲地區(qū)整體落后外，其他各大洲部署率都超過了20%。更細分的區(qū)域數(shù)據(jù)可以通過APNIC進行統(tǒng)計計算，本文不再展開討論。

圖1 各大洲IPv6整體部署情況

下一代互聯(lián)網(wǎng)國家工程中心全球IPv6測試中心發(fā)布的《2020全球IPv6支持度白皮書》提供了IPv6綜合部署情況TOP 6國家的TOP 50網(wǎng)站IPv6支持?jǐn)?shù)量，均呈逐漸上升趨勢。其他國家Alexa TOP 50的網(wǎng)站對IPv6的支持情況數(shù)據(jù)可以通過Vyncke網(wǎng)站查閱。表1為近4年各國IPv6地址分配量前十名國家數(shù)據(jù)。目前IPv6的地址資源申請量仍然持續(xù)增長，同時伴隨著未來5G[3]、人工智能等新興技術(shù)的快速發(fā)展，產(chǎn)業(yè)對IPv6的需求將會進一步增加。

2 IPv6國內(nèi)發(fā)展進程

由表1數(shù)據(jù)可見，中國近4年的IPv6地址分配量均居首位。2017年，我國IPv6占比尚不足0.3%，截至2021年3月，我國IPv6互聯(lián)網(wǎng)活躍用戶數(shù)已達4.86億，約占中國網(wǎng)民的49.15%[5]，IPv6地址資源位居全球第二。

APNIC對我國IPv6的評估數(shù)據(jù)表明，2017年，中國IPv6的支持率和首選項在大幅飆升后回落，2019年前后活躍度開始提升，目前支持率在20%上下浮動；首選項目前占比約15%，其增長趨勢與支持率增長趨勢類似。IPv6數(shù)量和比例上的顯著提升，反映了國內(nèi)企業(yè)從觀望到認可并實際應(yīng)用的轉(zhuǎn)變，目前國內(nèi)云服務(wù)提供商不斷升級優(yōu)化，在技術(shù)層面逐步完善對IPv6的支持能力；通信設(shè)備商同步加快產(chǎn)品升級，保障網(wǎng)絡(luò)和終端的兼容能力；大量軟件登錄首頁均特別提示對IPv6的支持能力。2020年9月發(fā)布的《中國IPv6發(fā)展?fàn)顩r白皮書》指出，我國支持IPv6的網(wǎng)絡(luò)超過半數(shù)；網(wǎng)絡(luò)全面支持IPv6，LTE網(wǎng)絡(luò)和寬帶接入網(wǎng)絡(luò)大規(guī)模分配IPv6地址。

中國下一代互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展迅猛并后來居上的主要原因包括以下方面。

(1)宏觀層面：國家政策是重要導(dǎo)向和基礎(chǔ)；市場和商業(yè)競爭為新技術(shù)、新場景開辟出廣闊的發(fā)展空間，也是下一代互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的戰(zhàn)場和動力；互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)在云計算和人工智能領(lǐng)域不斷深入探索，需要下一代互聯(lián)網(wǎng)作為保障和條件。

表1 按年份劃分的IPv6地址分配量

2017年11月，中共中央辦公廳、國務(wù)院辦公廳印發(fā)《推進互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議第六版(IPv6)規(guī)模部署行動計劃》[4]，針對不同的實施年提出應(yīng)用、設(shè)施、安全和前沿技術(shù)等階段性實施步驟，明確了發(fā)展的保障措施，以實現(xiàn)2020年和2025年的IPv6網(wǎng)絡(luò)規(guī)模、用戶規(guī)模、流量規(guī)模目標(biāo)。2017年11月，國務(wù)院發(fā)布《關(guān)于深化“互聯(lián)網(wǎng)+先進制造業(yè)”發(fā)展工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的指導(dǎo)意見》[5]，提出到2025年，基本形成具備國際競爭力的基礎(chǔ)設(shè)施和產(chǎn)業(yè)體系；到2035年，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)全面深度應(yīng)用并在優(yōu)勢行業(yè)形成創(chuàng)新引領(lǐng)能力，安全保障能力全面提升，重點領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)國際領(lǐng)先。2020年4月，工業(yè)和信息化部辦公廳、國家廣播電視總局辦公廳關(guān)于《推進互聯(lián)網(wǎng)電視業(yè)務(wù)IPv6改造的通知》[6]要求，三大運營商要對互聯(lián)網(wǎng)電視業(yè)務(wù)經(jīng)過的骨干網(wǎng)、城域網(wǎng)、接入網(wǎng)以及互聯(lián)網(wǎng)骨干直聯(lián)點相關(guān)設(shè)備進行IPv6改造，同時設(shè)置了明確的時間節(jié)點、網(wǎng)絡(luò)性能和主要指標(biāo)，要求全面完成網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施IPv6升級改造。

隨著5G商用，運營商和廠商積極推進大規(guī)模試驗和應(yīng)用，加速了物聯(lián)網(wǎng)的普及和移動流量的增長。加快推進IPv6部署規(guī)模，構(gòu)建智能化下一代互聯(lián)網(wǎng)，將會帶動5G產(chǎn)業(yè)，推動相關(guān)市場和商業(yè)的發(fā)展。

在產(chǎn)業(yè)發(fā)展方面，互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)引領(lǐng)著我國云計算和人工智能等新興技術(shù)的升級，產(chǎn)品應(yīng)用范圍不斷擴大，在醫(yī)療健康、金融、教育等多個垂直領(lǐng)域表現(xiàn)優(yōu)異，同時助力傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)優(yōu)化轉(zhuǎn)型。產(chǎn)業(yè)發(fā)展需要下一代互聯(lián)網(wǎng)作為支撐條件。

(2)技術(shù)層面：IPv6在安全性、傳輸速度和網(wǎng)絡(luò)管理方面表現(xiàn)更加優(yōu)異，對提升流量規(guī)模具有重要意義。IPv6的技術(shù)優(yōu)勢并非技術(shù)迭代的必要條件，因為在更新?lián)Q代時必須考慮成本和方法路徑。這就需要提及IPv4的限制問題：2019年11月26日起，全球43億個IPv4地址正式耗盡，意味著為應(yīng)對未來發(fā)展大規(guī)模物聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)對地址的爆發(fā)式需求，IPv6的普及成為了互聯(lián)網(wǎng)演進發(fā)展的必然趨勢。技術(shù)優(yōu)勢和發(fā)展背景共同驅(qū)動了基于IPv6的下一代互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，也將有助于提升我國互聯(lián)網(wǎng)的競爭力，共享全球資源，支持未來經(jīng)濟。

3 IPv6發(fā)展面臨的問題

3.1 支持能力不足

針對2020年獲得地址分配量最高的前5個國家，通過RIPE NCC將其宣布IPv6前綴的網(wǎng)絡(luò)(ASes)的百分比數(shù)據(jù)進行對比可見，中國啟用IPv6的ASN從2018年開始發(fā)力，但較美國、歐盟等國家和地區(qū)起步晚了七八年；由于圖像代表百分比，無法觀察具體數(shù)量級，所以查看了折線圖對應(yīng)的數(shù)據(jù)，5個國家中，美國和巴西量級較大，尤其是美國，計算基數(shù)大，其宣布的網(wǎng)絡(luò)數(shù)量日均超1萬，而中國以百為計數(shù)單位。我國在IPv6發(fā)展的道路上追趕發(fā)達國家，還有很長的道路要走。

國內(nèi)大量軟件登錄首頁特別提示程序支持IPv6，但其中多數(shù)僅支持首頁跳轉(zhuǎn)，軟件內(nèi)部多級跳轉(zhuǎn)并未開發(fā)相應(yīng)支持能力，核心內(nèi)容支持IPv6訪問較少。家庭網(wǎng)絡(luò)在視頻、游戲等垂直領(lǐng)域流量消耗大，但家庭無線路由器IPv6支持率偏低，導(dǎo)致很多家庭網(wǎng)絡(luò)尚不支持IPv6。2020年1月數(shù)據(jù)顯示，LTE網(wǎng)絡(luò)IPv6流量僅為IPv4的5%左右，城域網(wǎng)流量占比不足3%。即使政策明確要求添加默認支持IPv6功能，在短時間內(nèi)依然無法完成IPv6支持的需要。以上問題均需要在后期IPv6規(guī)模部署工作中逐步解決。

3.2 升級難度高，過渡緩慢

IPv4到IPv6的轉(zhuǎn)化仍然道路漫長。RIPE NCC監(jiān)測2004—2021年中國的路由地址數(shù)據(jù)[7]變化，發(fā)現(xiàn)IPv4路由數(shù)量大但已進入耗盡期，IPv6增長呈上升狀態(tài)，2017年6月后，ASN申請量劇增并保持穩(wěn)定增長。相較IPv4網(wǎng)絡(luò)，IPv6在技術(shù)上有較大變化，對安全、隱私和管理提出了新的挑戰(zhàn)。例如，內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡(luò)(Content Delivery Network, CDN)和云平臺的產(chǎn)品升級，需要設(shè)計新的安全解決方案，這就限制了CDN和云平臺短期內(nèi)的升級比例，使技術(shù)過渡進程較為緩慢。

3.3 缺少完整的產(chǎn)業(yè)鏈

越來越多的企業(yè)和用戶逐漸認識到了IPv6作為下一代互聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵協(xié)議，可以支撐未來重要新型產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，將成為全球網(wǎng)絡(luò)競爭的重要基礎(chǔ)。但除了IPv6與IPv4不兼容的技術(shù)問題，全網(wǎng)絡(luò)和基礎(chǔ)設(shè)施改造，網(wǎng)站、終端支持能力開發(fā)，需要整個產(chǎn)業(yè)鏈進行升級和巨大的時間、經(jīng)濟成本。目前，業(yè)界還存在很多需要普及、挖掘和發(fā)展的企業(yè)，尚未向IPv6進行轉(zhuǎn)化；同時，受限于企業(yè)在各自垂直領(lǐng)域內(nèi)摸索，產(chǎn)業(yè)鏈無法貫通，也無法構(gòu)建完善的產(chǎn)業(yè)生態(tài)環(huán)境。

4 IPv6發(fā)展要求

4.1 提升支持能力，完善保障措施

對于尚未完成IPv6改造的企業(yè)，應(yīng)盡快提升支持能力，完成改造。對于有明確規(guī)范要求的行業(yè)，應(yīng)加快IPv6部署進度，按照計劃節(jié)點和考核指標(biāo)完成升級。從政府等行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)制定單位的角度出發(fā)，要不斷完善IPv6發(fā)展的保障措施。

(1)提升支持能力。積極引導(dǎo)更多企業(yè)開展IPv6改造工作，支撐更多用戶遷移。同時要求企業(yè)在保障網(wǎng)絡(luò)安全和用戶隱私的前提下，改善IPv6網(wǎng)絡(luò)服務(wù)性能，不斷縱向探索。

(2)規(guī)范行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。針對不同行業(yè)，盡快推動完善標(biāo)準(zhǔn)體系，達成行業(yè)共識，在國際標(biāo)準(zhǔn)化組織中，推動企業(yè)和科研機構(gòu)積極參與、輸出標(biāo)準(zhǔn)?！蛾P(guān)于推進互聯(lián)網(wǎng)電視業(yè)務(wù)IPv6改造的通知》明確提出，要盡快推動完善互聯(lián)網(wǎng)電視接收設(shè)備相關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，在互聯(lián)網(wǎng)電視接收設(shè)備有關(guān)報送系統(tǒng)中增加IPv6支持情況統(tǒng)計。

(3)加強監(jiān)管監(jiān)控。相關(guān)部門需要明確IPv6的發(fā)展戰(zhàn)略目標(biāo)以及時間表，多措并舉，建立考核指標(biāo)，定期檢測，加強行業(yè)監(jiān)管，以保障技術(shù)安全可控的迭代；評估階段性成果，通報改造進度，及時解決IPv6改造過程中出現(xiàn)的問題，以確保完成年度任務(wù)。

4.2 增強研發(fā)投入，掌握核心技術(shù)

歐盟委員會發(fā)布的《2020 EU Industrial Research and Development Scoreboard》[8]對2019年全球研發(fā)投入最多的2500家公司進行了分析：從總體數(shù)據(jù)來看，美國公司研發(fā)投入占比38%，繼續(xù)保持全球研發(fā)投入第一大國地位，中國公司研發(fā)投入占比為25%，位列全球第二。從研發(fā)投入總額來看，美國投入最高，為3477億歐元。從研發(fā)投入增速來看，中國同比增長21%，增速最快，領(lǐng)先美國、歐盟、日本和世界其他地區(qū)。

位列TOP 50和TOP 10的公司中，美國公司的研發(fā)投入無論從總量還是平均值，均為中國公司的2.77～2.85倍。我國在部分領(lǐng)域投入和關(guān)注不足，如在健康領(lǐng)域研發(fā)投入比例和其他國家存在明顯差距。從國內(nèi)個體情況來看，華為的研發(fā)投入遙遙領(lǐng)先，其投入額約為國內(nèi)互聯(lián)網(wǎng)巨頭BAT、中國建筑和中國鐵建等5家公司投入額的總和。這些數(shù)據(jù)在一定程度上反映了公司的研發(fā)能力和科技實力。

技術(shù)創(chuàng)新和市場領(lǐng)先對于科技企業(yè)發(fā)展極為重要，企業(yè)不僅需要在國家引導(dǎo)、政策鼓勵下發(fā)揚創(chuàng)新精神，更需要有自己的前瞻性和預(yù)測性，通過持續(xù)穩(wěn)定地增加研發(fā)投入打造技術(shù)壁壘，構(gòu)建產(chǎn)品“護城河”，提高市場競爭力。希望我國的“IPv6+”商用部署步伐更加穩(wěn)健，從基于SRv6的網(wǎng)絡(luò)編程能力，到有條件自治網(wǎng)絡(luò)的用戶體驗保障，再到根據(jù)應(yīng)用驅(qū)動網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實現(xiàn)應(yīng)用感知、高度自治的網(wǎng)絡(luò)[9]，每一階段都領(lǐng)先世界。希望在未來，有更多的公司愿意支持探索未知，加快完成對IPv6的改造，完善安全防護機制，認可長期良性的發(fā)展路線，真正掌握核心技術(shù)，避免“卡脖子”式的威脅，實現(xiàn)科技自立自強。

4.3 拓展應(yīng)用市場，構(gòu)建產(chǎn)業(yè)生態(tài)

互聯(lián)網(wǎng)進入了發(fā)展的快車道，對新生態(tài)的包容和治理手段越發(fā)成熟，為很多新技術(shù)新產(chǎn)品營造了良好的環(huán)境。下一代互聯(lián)網(wǎng)在應(yīng)對經(jīng)濟環(huán)境變化、助推產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要手段是技術(shù)升級和行業(yè)協(xié)同。從IPv4地址耗盡，到逐步完成向IPv6的過渡，各企業(yè)內(nèi)部需要持續(xù)轉(zhuǎn)型、儲備關(guān)鍵技術(shù)、堅持自主創(chuàng)新，在已有成果的基礎(chǔ)上，拓展應(yīng)用廣度和深度。伴隨著IPv6應(yīng)用示范標(biāo)桿的落地，以服務(wù)萬物互聯(lián)的市場化應(yīng)用將日趨增長，規(guī)?；涞睾托袠I(yè)全方位探索實踐將推動應(yīng)用市場趨向成熟。對外不斷拓展市場，充分利用利好環(huán)境，促進互聯(lián)網(wǎng)與實體經(jīng)濟的深度融合，以此良性循環(huán)為IPv6的發(fā)展開辟更大的應(yīng)用市場。

基于IPv6的下一代互聯(lián)網(wǎng)可促進不局限于個別企業(yè)或行業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型，所以需要開展廣泛的跨界合作，通過不同合作方式，與產(chǎn)業(yè)鏈和生態(tài)圈的合作伙伴展開不限形式的合作交流。政產(chǎn)學(xué)研用合力推動 IPv6 的全面部署，實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)鏈的互聯(lián)互通，創(chuàng)造全新“技術(shù)+模式+應(yīng)用”的解決方案，構(gòu)建平等、合作、共贏的行業(yè)新生態(tài)。

5 結(jié)束語

隨著保障IPv6發(fā)展的政策不斷完善，國內(nèi)對IPv6的支持能力會不斷提升，希望更多企業(yè)愿意在相關(guān)研發(fā)中投入更多資源，真正掌握核心技術(shù)，將其與實體經(jīng)濟的深度融合、良性循環(huán)為IPv6的發(fā)展開辟更大的應(yīng)用市場。與此同時，不同行業(yè)開展廣泛的跨界合作，實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)鏈的互聯(lián)互通，構(gòu)建產(chǎn)業(yè)生態(tài)，共同解決規(guī)模部署中的重點難點，實現(xiàn)到2025年末全面完成向下一代互聯(lián)網(wǎng)的平滑演進升級的目標(biāo)[6]。