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IPv6的春天来了!

来源:中国计算机报  作者:郭涛  投稿时间:2017-12-13

  随着云计算、大数据、5G、物联网等的兴起和发展,下一代网络将迎来怎样的机遇和挑战?11月28~30日在北京举行的全球网络技术大会(GNTC)能否带给我们新的启示?
 

  今年已经是连续第二年举办的GNTC大会引起了各方的极大关注,报名人数超过3000。在网络的世界里,我们正经历着从人与人的连接、人与物的连接到物与物的连接的巨大转变。“万物互联的时代已经到来。”天地互连董事长、下一代互联网国家工程中心主任刘东指出,“网络技术的发展正处于一个关键的转折点。在创新网络技术的同时,我们还要建立一个良性发展的网络生态环境。网络改变世界,这是所有网络从业者共同的心声。”
 

  GNTC大会可以说是一次对近几年网络领域技术创新的大检阅,网络安全、SDN、NFV、5G、NB-IoT、边缘计算、云计算心、IPv6等热点话题全部包含其中。GNTC也是对未来网络发展的一个“预言”大会,针对下一代网络的演进和变革,与会学者、专家和厂商、行业用户各抒己见。
 

  抓住IPv6这一机遇
 

  IPv6无疑是本次大会的重中之重。
 

  11月26日,中共中央办公厅、国务院办公厅印发了《推进互联网协议第六版(IPv6)规模部署行动计划》(以下称《行动计划》),并发出通知,要求各地区各部门结合实际认真贯彻落实。《行动计划》的主要目标是,用5到10年时间,形成下一代互联网自主技术体系和产业生态,建成全球最大规模的IPv6商业应用网络,实现下一代互联网在经济社会各领域深度融合应用,成为全球下一代互联网发展的重要主导力量。

  《行动计划》的出台,不仅对IPv6的部署将起到极大的促进作用,同时对于我国在网络核心技术的创新方面也将起到巨大的带动作用。
 

  亚太互联网信息中心预测,10年内IPv4将退出历史舞台,互联网将全面转向IPv6。被誉为互联网之父之一的文顿·瑟夫博士也表示,IPv6是网络发展的必由之路。
 

  目前普遍采用的IPv4协议地址已分配殆尽。中国工程院院士邬贺铨在GNTC大会上演讲时提到,美国拥有的IPv4地址最多,平均每个网民可分到近6个地址,而中国网民人均不足半个IPv4地址。随着物联网、“互联网+”等网络应用的快速发展,全球对于IP地址的需求将持续增加。为解决IP地址不足的问题,在上个世纪90年代,互联网工程任务小组(IETF)在征求和协调各方意见后,推出了IPv6协议,并开始在全球范围内进行推广。由于IPv6采用128位地址,将地址空间扩大到2的128次方,这个空间大到无法想象。这对于网络发展的第一要素———可扩展性来说无疑是极大的利好。邬贺铨表示,从技术上,IPv6的超大地址空间解决了网络实名制和用户身份溯源的问题,可以实现网络的精准管理。
 

  随着VoLTE和万物互联需求的增长,以及综合考虑降低成本等方面的因素,全球IPv6的发展将提速。中国工程院院士、清华大学教授吴建平在GNTC大会发表演讲时提到了一组数据:2015年全球IPv6流量较2012年增长了10倍,预计到2018年,IPv6流量将超过IPv4。毋庸置疑,IPv6将成为下一代互联网发展的基石和推进器。
 

  《行动计划》的推出,让我们重新回到正确的IPv6部署和应用的道路上来。加快推进IPv6的规模化部署,有利于构建高速率、广普及、全覆盖、智能化的下一代互联网。“大力发展基于IPv6的下一代互联网,有助于显著提升我国互联网的承载能力和服务水平,更好融入国际互联网,共享全球发展成果,有力支撑经济社会的发展,在未来的国际竞争中赢得主动。”邬贺铨表示。
 

  IPv6对于工业互联网发展的支撑作用,可以从一个侧面说明发展IPv6的重要性和必要性。国务院印发的《关于深化“互联网+先进制造业”发展工业互联网的指导意见》指出,工业互联网通过系统构建网络、平台、安全三大功能体系,打造人、机、物全面互联的新型网络基础设施,形成智能化发展的新兴业态和应用模式,是推进制造强国和网络强国建设的重要基础。
 

  发展工业互联网,主要任务之一就是夯实网络基础,而推动网络改造升级的任务中就包括全面部署IPv6。打造工业互联网,加强对产业的支撑,其核心内容之一是加大关键共性技术的攻关力度,包括加快IPv6等核心技术的攻关,促进边缘计算、人工智能、增强现实、虚拟现实、区块链等新兴前沿技术在工业互联网中的应用研究与探索。IPv6不仅仅是增加了更多地址空间,更重要的是,作为下一代互联网的基石,它将对各类网络应用提供更好的支撑。
 

  在网络体系结构上创新
 

  吴建平认为,《行动计划》的出台,表明了国家对底层核心技术的重视。IPv6是我们发现和深入了解互联网核心技术的一个新契机。
 

  计算系统、软件系统、互联网/下一代互联网构成了最基础的IT架构。在核心技术上,我们虽然在CPU、操作系统的研发上不断追赶,但与世界先进水平还是有差距。
 

  “我们在网络核心技术的掌握上也与世界水平存在差距。”吴建平表示,“互联网体系架构是互联网的核心技术。我们必须在网络的扩展性、安全性、高性能、实时性和移动性等方面有更大的突破。”
 

  互联网体系结构仍在不断演进和创新,它起到了承上启下的作用,向上支持各种不同的应用,向下保证全网通达。吴建平认为,互联网体系结构的创新难点在于,在传送格式和转发方式相对稳定的情况下,路由控制必须持续满足复杂而多变的应用需求,实现全网优化。具体来看,传送格式要从IPv4转向IPv6,转发方式要实现无连接存储转发,而路由控制则是实现体系结构创新的关键点。
 

  布局下一代互联网已成为各国的核心战略,也是抢点未来网络空间控制权的重要一步。我国从2003年开始布局下一代互联网,制定了从2003年到2020年的三个发展阶段的路线图:2003年至2010年为准备阶段,启动中国下一代互联网示范工程(CNGI);2011年至2015年为过渡阶段,引导全社会向IPv6过渡;2016年至2020年将全面普及IPv6。
 

  目前,国际上缺乏IPv6大规模组网的工程技术和经验。IPv6海量地址空间寻址也带来了新的技术挑战。我国应该抓住互联网技术改朝换代的历史机遇,实现跨越式发展。
 

  吴建平曾经亲身参与了CNGI,体会深刻。CNGI取得的成果显著:建成了全球最大的纯IPv6示范网络,主要采用国产IPv6核心路由器组建大规模网络,IPv4向IPv6过渡技术及其规模应用,真实IPv6源地址验证技术及其规模应用。CNGI的成果也得到了国际上的关注和肯定,特别是IPv6在2008年奥运会期间进行的广泛测试更是获得了各方称赞。
 

  另外,从下一代互联网国家工程中心获悉,由该中心牵头发起的“雪人计划”已在全球完成25台IPv6根服务器架设,中国部署了其中的4台。截至2017年8月,25台IPv6根服务器在全球范围内已累计收到2391个递归服务器的查询,主要分布在欧洲、北美和亚太地区,这在一定程度上反映出全球IPv6网络部署和用户发展情况。从流量看,IPv6根服务器每日收到查询近1.2亿次。
 

  IPv6带来了更大的地址空间,在此基础上,我们还要不断提升网络的质量、安全性等,尝试在网络体系结构上进行更多创新。就像吴建平所说,我国应该抓住全球从IPv4向IPv6过渡这一契机,在网络核心技术的创新上更上一层楼。

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