互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議第六版(IPv6)是互聯(lián)網(wǎng)升級演進的必然趨勢、網(wǎng)絡技術(shù)創(chuàng)新的重要方向、網(wǎng)絡強國建設的基礎(chǔ)支撐。近年來,我國推動IPv6規(guī)模部署取得明顯成效,顯著提升了我國互聯(lián)網(wǎng)的承載能力和服務水平,有效支撐4G/5G、云計算、大數(shù)據(jù)、人工智能等新興領(lǐng)域快速發(fā)展。
“十四五”時期是加快數(shù)字化發(fā)展、建設網(wǎng)絡強國和數(shù)字中國的重要戰(zhàn)略機遇期,我國IPv6發(fā)展處于攻堅克難、跨越拐點的關(guān)鍵階段。我們要提升對IPv6發(fā)展與能力的認識,多措并舉重點發(fā)力,推動我國IPv6規(guī)模部署和應用走向深入,加快促進互聯(lián)網(wǎng)演進升級,為建設網(wǎng)絡強國、數(shù)字中國和智慧社會提供堅實支撐?! ?/span>
自2017年中辦、國辦印發(fā)《推進互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議第六版(IPv6)規(guī)模部署行動計劃》以來,我國IPv6發(fā)展顯著加速,IPv6活躍用戶數(shù)從2019年底的2.7億增長到2020年底的4.6億,2021年底增長到6.08億,占我國全部網(wǎng)民數(shù)的60.11%?! ?/span>
國際上一些機構(gòu)也提供了包括我國在內(nèi)的國家的IPv6采用率或網(wǎng)民滲透率的數(shù)據(jù),由于其測試方法和獲取數(shù)據(jù)量不同,數(shù)值也有所不同,但可以作為橫向比較參考。例如,亞太互聯(lián)網(wǎng)絡信息中心(APNIC)給出2021年年底測量統(tǒng)計的IPv6用戶占互聯(lián)網(wǎng)用戶數(shù)之比,全球為28.29%,亞洲、歐洲、美洲、大洋洲、非洲分別為32.01%、23.32%、35.49%、26.97%、1.3%,中國、日本、韓國、印度分別為37.65%、39.88%、16.27%、77%。從中可以看出,我國IPv6滲透率已高于全球以及亞洲平均水平。Akamai公司經(jīng)測量給出的中國IPv6采用率從2017年到現(xiàn)在增長近20倍,在全球229個實體中,中國IPv6采用率的排名位于第38位?! ?/span>
我國基礎(chǔ)設施支持IPv6的能力大幅提升。截至2021年12月,我國三大基礎(chǔ)電信企業(yè)的骨干網(wǎng)、LTE移動網(wǎng)和數(shù)據(jù)中心設備已全部支持IPv6,國內(nèi)95%的內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡(CDN)節(jié)點支持IPv6。在中央部委和省級政府網(wǎng)站、中央重點新聞網(wǎng)站、中央企業(yè)網(wǎng)站、雙一流大學網(wǎng)站中,主頁IPv6可訪問的網(wǎng)站數(shù)占比分別為96%、100%、82%和86%,國內(nèi)用戶量排名前100位的商業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應用全部可以通過IPv6訪問。
在看到我國IPv6規(guī)模部署取得的成績的同時,也要看到我國與世界先進水平的差距。在IPv6流量占比方面,截至2021年12月,在LTE核心網(wǎng)中IPv6流量占全國LTE網(wǎng)的35.15%,鑒于LTE終端已具有IPv6能力,后續(xù)還需深化移動互聯(lián)網(wǎng)應用的IPv6改造,提升LTE網(wǎng)絡IPv6流量占比。在城域網(wǎng)中則差距較大,IPv6總流量占全網(wǎng)總流量的比重僅為9.38%,主要是因為家庭網(wǎng)關(guān)的升級改造沒有跟上。國際出入口流入流量遠遠高于流出流量,反映出目前我國國內(nèi)IPv6內(nèi)容源依然較少,更多的IPv6資源來自國外,后續(xù)需要大力發(fā)展IPv6應用服務,改變流量倒掛的局面?! ?/span>
總之,目前我國各項推進IPv6規(guī)模部署工作都在穩(wěn)步有序推進,整體發(fā)展局勢向好,而從IPv6賦能社會經(jīng)濟發(fā)展和建設網(wǎng)絡強國的要求來衡量,仍需做出不懈努力。比如,重點要解決阻礙IPv6發(fā)展的薄弱環(huán)節(jié),應用改造規(guī)模與深度覆蓋仍需提升、行業(yè)IPv6融合應用有待激活、基礎(chǔ)設施端到端性能亟須優(yōu)化、家庭網(wǎng)關(guān)IPv6能力須盡快補齊。上述問題反映了對推進IPv6規(guī)模部署的意義認識還需要提升,要加大力度從技術(shù)和管理上雙輪推進?! ?/span>
1.對IPv6的認識要從海量地址能力提升到安全能力
IPv6的提出是為了解決IPv4地址的不足。后來,通過地址聚合等技術(shù)推遲了IPv4地址耗盡時間的到來。另外,我國因較早出現(xiàn)地址缺口而采用了私有地址,雖緩解了地址需求壓力,但私有地址也帶來安全溯源與應用上的局限。因此,僅靠擴充地址空間還不足以形成推動IPv6發(fā)展的動力,需要對發(fā)展IPv6的意義有更全面的認識,挖掘IPv6對網(wǎng)絡安全、業(yè)務類型、用戶體驗等多方面優(yōu)勢的潛力?! ?/span>
IPv6的海量地址不僅起到補充IPv4地址的作用,更重要的是,因IPv4地址不足只能臨時分配地址,而IPv6固定分配地址可實現(xiàn)地址與用戶身份的綁定,源地址溯源有利于安全保障。同時,IPv6海量地址可實現(xiàn)有規(guī)律地分配地址,容易定位用戶位置、業(yè)務類型,可支持精細化和個性化的網(wǎng)絡管理。此外,IPv6地址不僅可標識用戶終端,還可標識路由器、網(wǎng)頁、云服務等,擴展了對網(wǎng)絡安全的管理范圍,打通云網(wǎng)邊端,為實現(xiàn)網(wǎng)絡自主可控提供平臺?! ?/span>
2.IPv6是增強互聯(lián)網(wǎng)可靠性、可用性及業(yè)務多樣性不可逾越的階段
IPv4報頭僅有源地址和目的地地址,只能用于選路,但從報頭無法識別出該IP包所承載的業(yè)務類型,網(wǎng)絡無法提供差異化的服務。IPv6有可擴展的報頭,提供很大的可編程空間,可以用來定義該IP包所承載的用戶類型、業(yè)務類型、帶寬、丟包率、時延、抖動等性能要求,即IPv6報頭具有在用戶面對應用感知的能力,與過去在控制面或應用層才能感知相比,顯著降低了復雜性,提升了精準性和實時性?! ?/span>
在IPv4情況下對信道的性能難以在線測試,測試信道與用戶信道并非經(jīng)歷同一路由,測出的性能并不能真實反映用戶信道的情況。IPv6擴展報頭有很多可利用的編程空間,通過在用戶數(shù)據(jù)流中插入染色比特可以檢測丟包率,插入時間標簽可以檢測時延,這稱為隨流檢測,可以反映用戶數(shù)據(jù)信道的實時性能。利用隨流檢測可還原業(yè)務流的路徑,結(jié)合確定性IP可記錄邊界路由器IP包,可定位攻擊源所在子網(wǎng),這一技術(shù)還有可能用于對跨境數(shù)據(jù)的識別?! ?/span>
IPv6擴展報頭可以承載顯式路由表,中間節(jié)點從中可知下一跳的節(jié)點,加快路由建立與轉(zhuǎn)發(fā)過程,這稱為分段選路(SRv6)?;赟Rv6可建立VPN通道,按需組織寬帶、低時延、低抖動和高可靠的信道,支持網(wǎng)絡切片、組播、廣播,可以實現(xiàn)負載分擔,在有故障情況下能實現(xiàn)快速保護倒換,也可以通過冗余并發(fā)來保證可靠性。
3.IPv6是信息技術(shù)新時代的重要標志,將與新一代信息技術(shù)無縫融合互為支撐
5G的高帶寬、低時延、高可靠主要指空中接口,而端對端的高帶寬、低時延、高可靠需要IPv6網(wǎng)絡來支持。物聯(lián)網(wǎng)的大連接需要更多的地址,IPv6海量地址可以滿足物聯(lián)網(wǎng)所需。云計算的發(fā)展也將從IPv6中獲益,IPv6豐富的地址簡化了網(wǎng)絡協(xié)議,SRv6可以成為云網(wǎng)邊端協(xié)同的統(tǒng)一承載協(xié)議,推進多云協(xié)力與云網(wǎng)協(xié)同,配置效率可提升60%。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)對時延和可靠性更敏感,而且工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)需要信息技術(shù)(IT)與操作運營技術(shù)(OT)融合,基于IPv6的5G工業(yè)模組不僅增加了工業(yè)現(xiàn)場級一種接入模式,而且可以融合和取代可編程邏輯控制器(PLC)等工控設備,通過IPv6還可融合數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控系統(tǒng)(SCADA)等,推動工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)向扁平化、智能化和IP化發(fā)展。用基于IPv6并集成5G的新型工業(yè)網(wǎng)關(guān)取代PLC,可改變以進口為主的PLC協(xié)議不開放、安全不可控的局面,構(gòu)建工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展新格局?! ?/span>
4.IPv6是新一代互聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新平臺,是網(wǎng)絡強國建設的戰(zhàn)略支點
美國政府行政管理與預算辦公室在2020年11月發(fā)出“完成向IPv6過渡”的備忘錄,明確到2023年、2024年和2025年底聯(lián)邦網(wǎng)絡分別至少20%、50%和80%是IPv6-only,即實現(xiàn)從IPv4/IPv6雙棧向IPv6單棧發(fā)展。IPv6單棧不僅向IPv6過渡得更徹底而且網(wǎng)絡更簡單,美國認為這是面向未來創(chuàng)新增長的唯一選擇。
在IPv4時代,中國是后來者,我國人均能獲得的IPv4地址很少,而且在標準、技術(shù)等方面缺乏話語權(quán),在國際互聯(lián)網(wǎng)工程任務組(IETF)約8000多個IPv4標準中,由中國主導制定的寥寥無幾。IPv6使得我國有了與發(fā)達國家相比起步還不算晚的機會,而且我國因原來使用私有地址,故對比地址數(shù)更為看重IPv6的可編程空間。因此,我國率先在IETF標準化組織倡議并積極開發(fā)“IPv6+”新功能,現(xiàn)在IETF關(guān)于“IPv6+”新功能的文稿中由我國提交的占60%,我國在“IPv6+”系統(tǒng)與產(chǎn)品開發(fā)創(chuàng)新的努力為全球“IPv6+”標準發(fā)展作出積極貢獻。而且IPv6的潛力還很大,在確定性網(wǎng)絡、多歸屬分流、變長IP地址、SRv6短報頭、云網(wǎng)邊端的協(xié)同、網(wǎng)絡安全等方面潛力還有待創(chuàng)新開發(fā),這是我國運營商、產(chǎn)品和互聯(lián)網(wǎng)服務企業(yè)的創(chuàng)新空間,也是我國實現(xiàn)網(wǎng)絡技術(shù)標準引領(lǐng)和自主可控的難得機遇?! ?/span>
2021年12月,國務院發(fā)布《“十四五”數(shù)字經(jīng)濟發(fā)展規(guī)劃》,明確推進IPv6規(guī)模部署應用,要求深入開展網(wǎng)絡基礎(chǔ)設施IPv6改造,增強網(wǎng)絡互聯(lián)互通能力,優(yōu)化網(wǎng)絡和應用服務性能,提升基礎(chǔ)設施業(yè)務承載能力和終端支持能力,深化對各類網(wǎng)站及應用的IPv6改造?! ?/span>
中央網(wǎng)信辦在2021年牽頭制定“十四五”時期深入推進我國IPv6規(guī)模部署和應用的政策文件的基礎(chǔ)上,又進一步明確2022年IPv6規(guī)模部署工作要點。按照《“十四五”數(shù)字經(jīng)濟發(fā)展規(guī)劃》部署安排,我們需要從以下多方面發(fā)力,形成“組合拳”推動我國IPv6規(guī)模部署和應用走向深入,更好發(fā)揮對網(wǎng)絡強國建設和經(jīng)濟高質(zhì)量發(fā)展的支撐作用?! ?/span>
1.創(chuàng)新領(lǐng)航。按產(chǎn)業(yè)鏈所需布局,選準主攻課題,結(jié)合國家科研計劃,發(fā)揮企業(yè)創(chuàng)新主體作用,在“IPv6+”前沿領(lǐng)域取得突破,引領(lǐng)產(chǎn)業(yè)與應用發(fā)展。IPv6有筑牢網(wǎng)絡安全防線的有利條件,但IPv6也打開了網(wǎng)絡安全的新空間,IPv6網(wǎng)絡安全技術(shù)的研究永遠在路上?! ?/span>
2.標準筑基。IPv6海量地址預留了很大的編程空間,但地址的使用須提前規(guī)劃,例如,有規(guī)則的地址分配可從地址直接區(qū)分用戶所在區(qū)域和業(yè)務類型等。“IPv6+”新的應用開拓了互聯(lián)網(wǎng)標準研究的新熱點,我國有全球規(guī)模最大的網(wǎng)絡,為“IPv6+”技術(shù)應用提供豐富的場景,也有利于標準技術(shù)的試驗驗證?! ?/span>
3.應用為先。為有效解決IPv6流量占比偏低的問題,下一步要重點加強IPv6內(nèi)容建設,網(wǎng)站和互聯(lián)網(wǎng)服務提供商是重點,要做實IPv6應用深度,要從首頁可達到所有內(nèi)容可支持,實現(xiàn)覆蓋用戶與流量的雙重提升?! ?/span>
4.質(zhì)量引流。持續(xù)優(yōu)化IPv6網(wǎng)絡質(zhì)量,切實解決網(wǎng)絡性能與應用需求之間的矛盾。在丟包率、時延等方面,IPv6應該具有比IPv4更好的性能,以確保IPv6網(wǎng)絡高效、安全、穩(wěn)定地運行。要通過改進服務質(zhì)量以更好的體驗來支撐更多用戶向IPv6遷移,加大IPv6流量占比?! ?/span>
5.接入破局。加快固網(wǎng)寬帶終端設備替換升級,提高終端IPv6就緒度。進一步加快家庭網(wǎng)關(guān)的升級替換,引導家庭用戶選擇具有IPv6接入能力的家庭路由器,為更多的家庭固定寬帶用戶同步分配IPv6地址。
6.監(jiān)測評估。建立IPv6發(fā)展監(jiān)測平臺,完善監(jiān)測指標體系和測試檢查手段,擴大監(jiān)測功能和范圍,及時發(fā)現(xiàn)問題,為深入推進IPv6規(guī)模部署和應用工作提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)支撐。
7.示范帶動。發(fā)揮試點城市政府的積極性,推動試點城市IPv6應用發(fā)展。引導行業(yè)主管機構(gòu)開放應用場景,促進試點項目的研發(fā)與落地。通過試點探索,總結(jié)典型經(jīng)驗,適時發(fā)布實施導則,出臺有利于IPv6規(guī)模部署的政策措施,培育IPv6發(fā)展生態(tài)?! ?/span>
8.組建聯(lián)盟。建立我國IPv6產(chǎn)業(yè)發(fā)展聯(lián)盟,凝聚產(chǎn)業(yè)鏈上下游各環(huán)節(jié)主要單位和應用行業(yè)重要企業(yè),開展有組織的項目研發(fā),交流發(fā)展經(jīng)驗,補齊發(fā)展短板,完善發(fā)展生態(tài),提交有共識的政策建議。
原文:鄔賀銓:加快IPv6規(guī)模部署支撐網(wǎng)絡強國建設-中共中央網(wǎng)絡安全和信息化委員會辦公室 http://www.cac.gov.cn/2022-03/30/c_1648522019215113.htm