中國互聯(lián)網協(xié)議第六版規(guī)模部署，網絡“高速公路”全面建成

記者從日前召開的首屆IPv6技術應用創(chuàng)新大賽啟動會上獲悉：近年來，中國IPv6（互聯(lián)網協(xié)議第六版）規(guī)模部署實現跨越式發(fā)展，IPv6網絡“高速公路”全面建成，信息基礎設施IPv6服務能力已基本具備。

 

IPv6是公認的下一代互聯(lián)網商業(yè)應用解決方案。它能夠為每個聯(lián)網設備提供一個獨立的IP地址，有望解決端到端的連接和安全性、移動性等問題。部署IPv6有利于支撐5G、人工智能和云計算等新興技術的發(fā)展，提升中國互聯(lián)網的承載能力和服務水平。目前，中國IPv6互聯(lián)網活躍用戶數達6.93億，移動網絡IPv6流量占比突破40%。

 

IPv6優(yōu)勢明顯，能更好滿足5G、工業(yè)互聯(lián)網等應用需求

 

有人把互聯(lián)網比作一套“快遞系統(tǒng)”，其中IP地址類似于“通信地址”，網絡上的文字、音頻、視頻等，都被打包成一個個“包裹”，然后經過“快遞系統(tǒng)”的運輸，最終送到目的地。而網際協(xié)議（IP協(xié)議）則是這個“快遞系統(tǒng)”的工作流程和制度，它們構成了互聯(lián)網的基礎。

 

早期的IP協(xié)議并不成熟，直到IPv4才開始廣泛部署。IPv4地址為32位編碼，可產生40多億個IP地址。但是隨著信息技術的飛速發(fā)展，基于IPv4的全球互聯(lián)網面臨著網絡地址消耗殆盡、服務質量難保證等問題。直到IPv6的出現，地址量達到2的128次方，其海量規(guī)模也被形容為“讓地球上每顆沙粒都有一個IP地址”。

 

“當前，全球加速從IPv4向IPv6過渡，到今年6月底，全球IPv6的活躍用戶數占網民數的比重已經超過31%。”中國工程院院士、推進IPv6規(guī)模部署專家委員會主任鄔賀銓介紹，“采用IPv6不只是補充IPv4地址不足，而是更看重IPv6地址空間能力的拓展和創(chuàng)新潛力的開發(fā)，以及它與新一代信息技術的全面融合，發(fā)揮乘數效應。”

 

與IPv4相比，IPv6具有多方面的優(yōu)勢，如提高路由器轉發(fā)數據包速度、提升服務質量、具備更高安全性、可開發(fā)大規(guī)模實時交互應用等，從而更好滿足5G、工業(yè)互聯(lián)網、云網融合、算力網絡等應用需求。

 

在增強網絡對業(yè)務的感知能力方面，IPv6將應用的需求信息封裝在數據分組中，使網絡能感知應用及其需求，便于進行流量調度和資源調整。“過去我們的網絡只能‘看到’原地址、目的地地址，不知道這個‘包裹’承載什么樣的業(yè)務?，F在，我們直接從IPv6地址里直接感知這個業(yè)務。”鄔賀銓舉例，“比如，企業(yè)希望敏感數據在本地處理，但是一般的數據是‘上云’，IPv6可以識別究竟哪些數據在本地處理，哪些數據‘上云’，甚至可以幫助選擇合適的‘云’。”

 

進入規(guī)模商用階段，IPv6用戶及流量均實現規(guī)模增長

 

中國IPv6起步較早。早在2003年，國家就啟動了中國下一代互聯(lián)網示范工程CNGI，并于2006年開展了現網試驗。2008年，中國建成當時世界上規(guī)模最大的純IPv6下一代互聯(lián)網，并取得了一些領先技術和應用成果。此后產業(yè)發(fā)展加快，到2014年已有1億部支持IPv6的終端上市。2017年至今，IPv6進入規(guī)模商用階段，用戶及流量均實現規(guī)模增長。

 

中國IPv6的規(guī)模部署和應用正處于全面推進之中。2017年11月，中辦、國辦印發(fā)《推進互聯(lián)網協(xié)議第六版（IPv6）規(guī)模部署行動計劃》，提出“加快推進IPv6規(guī)模部署，構建高速率、廣普及、全覆蓋、智能化的下一代互聯(lián)網”。“十四五”規(guī)劃綱要提出，擴容骨干網互聯(lián)節(jié)點，新設一批國際通信出入口，全面推進互聯(lián)網協(xié)議第六版（IPv6）商用部署。

 

2021年7月，中央網信辦等部門印發(fā)《關于加快推進互聯(lián)網協(xié)議第六版（IPv6）規(guī)模部署和應用工作的通知》提出，到2025年末，全面建成領先的IPv6技術、產業(yè)、設施、應用和安全體系，IPv6活躍用戶數達到8億，物聯(lián)網IPv6連接數達到4億。移動網絡IPv6流量占比達到70%，城域網IPv6流量占比達到20%。

 

教育網絡在國內較早開展了互聯(lián)網關鍵技術的探索。1994年建成的中國教育和科研計算機網（CERNET）是中國自行設計和建設的第一個采用TCP/IP協(xié)議的全國性計算機互聯(lián)網絡；2004年建成的中國下一代互聯(lián)網示范工程核心網絡——CERNET2即采用純IPv6技術，標志著中國對互聯(lián)網關鍵技術開始探索與研究。

 

2021年4月，未來互聯(lián)網試驗設施高性能主干網開通，核心節(jié)點分布在40所高校。它不僅基于純IPv6網絡，同時可以支持下一代互聯(lián)網真實源地址驗證體系。該體系支持互聯(lián)網的端系統(tǒng)地址精確定位和溯源，突破了下一代互聯(lián)網體系結構的安全可信關鍵核心技術。

 

清華大學教授、中國教育和科研計算機網網絡中心副主任李星說：“未來互聯(lián)網試驗設施是繼CERNET、CERNET2之后的第三張大網，也是未來網絡的‘試驗床’。它更加面向研究、面向未來，為網絡強國建設提供科技支撐。”

 

國內電信運營商也在積極推進IPv6工作，有序開展技術研究、現網試點和規(guī)模部署。目前，中國電信已建成端到端暢通的IPv6“高速公路”，云網端到端IPv6改造基本全面完成。截至今年6月底，中國移動的移動網絡IPv6地址分配數量達到7.72億，固定寬帶IPv6地址分配數量達到1.69億。中國聯(lián)通也不斷深化網絡基礎設施IPv6改造，新建千兆光網、5G網絡同步部署IPv6。

 

在中國電信研究院高級技術專家解沖鋒看來，IPv6廣闊的地址空間，將成為網絡各個元素之間相互連接的基本觸點，為萬物互聯(lián)創(chuàng)造了基礎條件。隨著IPv6與云計算、大數據等技術的深入融合，傳統(tǒng)基礎設施將實現集成化的全面升級。IPv6新的協(xié)議特性，將為創(chuàng)新的基礎架構帶來更大發(fā)展空間。

 

從IPv6到“IPv6+”，通過網絡智能化升級和業(yè)務優(yōu)化，創(chuàng)造新的發(fā)展空間

 

在上海交通大學醫(yī)學院附屬瑞金醫(yī)院，醫(yī)療物流機器人進行跨區(qū)域、跨樓層運輸，它和調度后臺服務器之間的通信高度依賴網絡。5G時延已達毫秒級別，配合處理效率更高的IPv6網絡，有效減少因網絡漫游和切換帶來的通信延遲，實現實時高速通信。目前，“IPv6+5G”醫(yī)療物流機器人已在該醫(yī)院推廣使用。

 

隨著中國建成世界上規(guī)模最大的5G網絡，IPv6也得到了同步發(fā)展，“IPv6+5G”正在賦能各行業(yè)數字化轉型。鄔賀銓表示，當前，以“IPv6+”為代表的技術創(chuàng)新體系正在蓬勃發(fā)展，IPv6與5G、人工智能和云計算等融合創(chuàng)新不斷推進。“IPv6+”的出現，有望實現網絡智能化升級和業(yè)務優(yōu)化，為未來網絡創(chuàng)造新的發(fā)展空間。

 

專家介紹，“IPv6+”是在IPv6的基礎上，添加了創(chuàng)新功能。既包括以IPv6分段路由、網絡切片、隨流檢測、新型組播和應用感知網絡等協(xié)議為代表的協(xié)議創(chuàng)新，又包括以網絡分析、自動調優(yōu)、網絡自愈等網絡智能化為代表的技術創(chuàng)新。

 

華為數據通信解決方案設計部部長文慧智說：“IPv6連接設備數量不斷增加，我們努力在設備節(jié)能的基礎上，通過網絡協(xié)議技術、路徑算法以及智能控制，進一步降低能耗。泛在物聯(lián)方面，我們希望從萬物互聯(lián)對網絡的需求出發(fā)，實現終端更快更安全接入、網絡智能連接，為行業(yè)提供更好的網絡基礎。”

 

在連接的質量方面，“IPv6+”也有不少創(chuàng)新藍海。文慧智舉例，工業(yè)控制正向無人化、集中化、實時控制方向發(fā)展，對網絡的確定性、可靠性提出更高的要求。IPv6在構建確定性網絡方面具有優(yōu)勢。一是能讓更多的設備連接起來；二是通過確定性IP技術，能夠真正實現遠程控制；三是保障工業(yè)控制的可靠性。

 

廣泛而緊密的產學研用協(xié)同創(chuàng)新，也是中國IPv6發(fā)展的一個亮點。早在2003年中國下一代互聯(lián)網示范工程CNGI啟動時，產學研用各方緊密協(xié)作，實施了示范網絡建設、技術研發(fā)、應用示范、設備研發(fā)及產業(yè)化等一系列項目。2010年，清華大學與中國電信成立了下一代互聯(lián)網技術與應用聯(lián)合實驗室，開展IPv6的網絡架構及關鍵技術研究工作，在技術、標準等方面取得了豐碩成果。

 

李星認為，國內高校發(fā)揮科研優(yōu)勢，圍繞IPv6關鍵核心技術加強集中攻關，在真實源地址認證、下一代互聯(lián)網過渡技術等方面取得了突破。產學研用各方通過建立聯(lián)合實驗室、開展項目合作、舉辦賽事等方式，促進了IPv6與各行各業(yè)融合發(fā)展、激發(fā)產業(yè)創(chuàng)新，全面支撐各行業(yè)數字化轉型。(記者 谷業(yè)凱)