IPv6网络作为基础设施,构建了新的互联网时代

从万物互联到多国参与建设根服务器，TCP/IP协议对网络安全、运行稳定至关重要，是互联网的“中枢神经”。IPv4时代，美国拥有世界上最多的互联网协议地址，而以IPv6为基础的新一代互联网，能提供充足的网络地址和广阔的创新空间，正快速改变传统互联网的面貌与格局，是世界各国公平参与互联网治理的新契机。近年来我国举大力发展IPv6产业，推动IPv6应用，凭借20余年的研究，目前我国的IPv6发展势头迅猛，正从“通路”走向“通车”。

8月28日，在“2020中国IPv6发展论坛”上，院士专家等产、学、研各方学者对IPv6当前的基础设施、应用、新能力开发扩展等方面的阶段性部署进展和未来产业面临的挑战，展开了深入探讨，为产业高质量发展指明方向。

告别蹉跎岁月 迎来黄金十年

万物智联时代中的AI、大数据、云计算、物联网等信息技术，都与TCP/IP协议有着重要联系，其中IP是网络层协议，规范着互联网中分组信息的交换和选路。IPv6作为基础设施，构建了新的互联网时代。

我国对IPv6的研究始于1998年，已有20余年的积淀，特别是从2017年国家印发《推进互联网协议第六版（IPv6）规模部署行动计划》（以下简称《行动计划》）以来，IPv6部署再提速。《行动计划》明确提出了未来五到十年我国基于IPv6的下一代互联网发展的总体目标、路线图、时间表和重要任务，全面吹响了我国大力推进IPv6升级改造攻坚战的冲锋号。

工信部通信司司长闻库表示，2020年是“推进IPv6规模部署行动计划”第二阶段的收官之年，是规模部署承上启下、攻坚克难的关键之年。发展基于IPv6下一代的互联网，不仅是互联网演进升级的必然趋势，也是落实网络强国战略的重要举措。对于提升我国互联网承载能力和服务水平、助力经济社会数字化转型、支撑经济高质量发展具有重要意义。

闻库指出，自《行动计划》发布以来，我国在IPv6领域取得了一系列可观的进展，已经建成了全球规模最大的IPv6网络基础设施，申请IPv6地址资源总量稳居世界第二。

在基础网络设施方面，固定宽带和LTE IPv6升级改造已经全面完成，IPv6的网络质量和IPv4基本趋同，IPv6专线业务已经具备全国服务的能力。

在应用基础设施方面，基础电信企业完成了全部数据中心的IPv6改造，其他的数据中心运营企业完成了大型数据中心的IPv6改造，前十名的CDN企业IPv6的资源占比、覆盖占比、性能平均占比均超过了70%，前十的云服务企业的主要公有云产品基本完成了IPv6的升级改造。

在终端和行业应用方面，自2018年起，市场份额占比较大的手机厂商新发布的机型和系统已全面支持IPv6，市场主流的智能家庭网关设备已全面支持IPv6，部分无线路由器厂商新生产的设备默认配置支持IPv4和IPv6双栈，基础电信企业、门户网站和自营App按照国家的要求也完成了IPv6的改造。

在IPv6用户和流量方面，截至2020年7月，全国分配IPv6地址的LTE用户占比超过90%，分配IPv6地址的家庭宽带用户比例超过50%，通过IPv6上网的活跃用户连接数相比2018年初增长了20倍，骨干直连点IPv6总流量相比2018年初增长逾10倍。

利刃已出鞘 “IPv6+”分阶段实施

《行动计划》发布后，我国在IPv6的应用和基础设施建设方面取得了重大进展。推进IPv6规模部署专家委主任、中国工程院院士邬贺铨表示，尽管IPv4地址殆尽加速了IPv6的技术演进和应用拓展，但从根本上还不足以成为推动IPv6发展的核心动力。推动IPv6还需要从网络架构、产业应用和验证等方面挖掘IPv6更多的潜力。

为何要实施IPv6改造？改造如何驱动互联网产业的发展？中国工程院院士、清华大学教授吴建平指出，互联网作为网络空间最重要的基础设施，可覆盖通信、计算系统、软件操作系统、互联网应用架构四个层面。通信囊括了整个二进制的移动传输范畴，包括电路、光纤、卫星、Wi-Fi、移动通信等信号传输；而连接网络空间最重要的，是要通过通信系统把计算系统连接在一起，只有在互联网平台之上，才能支撑物联网、云计算、智慧城市、工业互联网等更多行业应用。

“有了‘IPv6+’，互联网行业将发生巨大的变化，将颠覆传统互联网的格局，催生新业态、新应用、新格局。”吴建平说。

如何从根本上提升“IPv6+”的发展质量和效率？邬贺铨指出，IPv6的部署要分成三个阶段循序渐进。IPv6 1.0时代（2020年—2021年）侧重提升网络编程能力，引入SRv6做协议简化，设计端到端路由，实现灵活精准地控制；IPv6 2.0时代（2021年—2023年）希望能进一步保障用户体验，基于IPv6实现网络切片，开放网络能力，满足业务SLA（服务等级协议）；IPv6 3.0时代（2023—2025年）将基于应用的差异化通道实现精细化的运营，通过IPv6从IP层提升网络服务质量，定义网络应用的ID，实现网络高度自治。

“IPv6正在行业应用和基础设施中深度渗透，应用需求比之前更加迫切，但IPv6地址空间巨大、网络信息端到端加密等问题也会随之带来新的技术挑战。”吴建平说，我国互联网产业面临的可扩展性、安全性、实时性、移动性和高性能等重大技术挑战不容忽视。一方面，安全与数据共享之间存在着天然的技术鸿沟，规模扩展下网络实时性难以保障；另一方面，安全机制也会不可避免地牺牲实时性，这些矛盾将对用户体验影响非常大，需要在以后的发展中不断调试和改进。

5G+云 IP发展驱动力

若IPv6仅仅是一个协议栈或一个地址概念的存在，而没有内在需求的驱动，则会妨碍和限制服务器升级和使用IPv6，也不能服务好IP应用，进而影响产业发展，这就是IPv6在十年前发展不起来的关键原因。

华为数通产品线总裁胡克文表示：“今天的‘IPv6+’时代，是由5G和云计算等应用需求所驱动的，将能很好地解决云网融合、业务感知和体验，以及智能应用等核心问题。”

我们处在云时代，不管是电信运营商还是公有云厂商，都会技术先行，遵循从IPv4向IPv6的整体演进规律，基于IPv6实现对云基础设施改造部署。综观当前“IPv6+”的发展趋势，不难发现IPv6的云端就绪度明显提升，内容分发网络（CDN）和云改造速度明显提升。《中国IPv6发展状况白皮书》数据显示，截至2020年7月，全国已经有超过70%的CDN节点支持IPv6；云服务企业加快IPv6改造，国内主要的11家云服务企业均加大了对云主机、容器引擎、负载均衡、域名解析、对象存储等全国TOP20云产品的IPv6改造。

5G具有2B的属性，过去的4G网络“不准时”“不确定”，无法使能移动互联网的2B应用，基于IPv6打造切片网络，可满足B端行业用户的SLA诉求，实现“先知先觉”的体验感知和智能应用。

中国电信集团云网发展部总经理冯杰指出，目前我国还处于从IPv4到IPv6的过渡阶段。在该阶段中，IPv4、IPv6双栈共存，运营商实现了“云、管、端、用”的全面贯通，开启了IPv6单栈的研究，参与制定相关标准，待条件具备时便可全面推进IPv6的使用。中国电信针对5G SA网络引入了IPv6单栈的技术解决方案，从用户面、承载面和控制面共同推进，针对公众用户和行业应用进行适配。据冯杰介绍，5G终端在只分配IPv6地址的情况下，用户终端可以顺利支持IPv6业务访问。在5G SA网络层面，中国电信已经实现了从基站到核心网和传输层的IPv6单栈部署，包括5G核心网之间的互联端口、基站和核心网之间的互联端口等。

“终究IPv6单栈要‘独当一面’，因此一方面要基于IPv6为核心建设新一代信息技术设施，在5G、物联网、工业互联网等领域优先使用IPv6；另一方面，要极力推动IPv6单栈及SRv6标准和设备的成熟，加强试点和商用；此外，NAT64转换较适用于IPv4流量占比较少的场景，现阶段仍需继续提升端-网-云-应用的IPv6能力，向端到端IPv6单栈尽快演进。”冯杰说。
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