IPv4 地址耗盡，IPv6“可讓每一粒沙子都分配到 IP 地址”
談到 IPv6.首先要了解一下 IP 地址。IP 地址是重要的互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)資源，是互聯(lián)網(wǎng)各系統(tǒng)識別和數(shù)據(jù)傳輸?shù)幕A(chǔ)。IPv4(互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議第四版)支撐了互聯(lián)網(wǎng)的蓬勃發(fā)展，地址長度為 32 位，可提供大約 40 億個地址。
隨著互聯(lián)網(wǎng)的普及與廣泛應(yīng)用，特別是移動互聯(lián)網(wǎng)、云計算、物聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的蓬勃發(fā)展，傳統(tǒng)的 IPv4 地址資源緊缺問題日益嚴(yán)峻。“全球 43 億個 IPv4 地址已經(jīng)正式分配完畢。”歐洲網(wǎng)絡(luò)信息協(xié)調(diào)中心在當(dāng)?shù)貢r間 2019 年 11 月 25 日晚間在一份郵件中確認(rèn)。
好在還有 IPv6.IPv6 可以提供的地址個數(shù)多達(dá) 2 的 128 次方，這個數(shù)量可以“讓全世界的每一粒沙子都分配到一個 IP 地址”，全面解決 IP 地址枯竭的問題。海量的 IPv6 地址讓萬物互聯(lián)的實現(xiàn)具備了網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)。小到普通人的生活，每個家庭的智能家居設(shè)備都能單獨接入網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)更多智能化操作;大到一個城市的運行，物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用可以讓智慧管理更加便捷靈活。
IPv6 的海量地址緩解了 IPv4 體系下的地址需求壓力，而大力推進 IPv6 技術(shù)、產(chǎn)品和應(yīng)用的意義遠(yuǎn)不止于此。加快推進 IPv6 規(guī)模部署和應(yīng)用，構(gòu)建高速率、廣普及、全覆蓋、智能化的下一代互聯(lián)網(wǎng)，對“網(wǎng)絡(luò)強國”和“數(shù)字中國”建設(shè)具有重大意義。
此外，加強 IPv6 部署對國家的網(wǎng)絡(luò)安全和網(wǎng)絡(luò)主權(quán)也有重要意義。在全球 25 臺 IPv6 根服務(wù)器架設(shè)中，我國部署了其中的 4 臺，這打破了過去在 IPv4 體系內(nèi)我國沒有根服務(wù)器的困境。
相關(guān)文件接連出臺，擎畫 IPv6 規(guī)模部署藍(lán)圖
IPv6 的發(fā)展并不是一蹴而就的。“中國是最需要 IPv6 的國家，也是全球最早開展 IPv6 及下一代互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)研究、標(biāo)準(zhǔn)制定、應(yīng)用開發(fā)和規(guī)模商用的國家之一。但是截至 2017 年 7 月，IPv6 用戶占網(wǎng)絡(luò)用戶之比達(dá)到 56% 左右，美國也到了 30% 多，但中國的 IPv6 占比還不到 0.3%。”中國工程院院士鄔賀銓在 2017 年的行業(yè)會議上急切呼吁。
國家相關(guān)部門注意到 IPv6 發(fā)展的困境，迅速出臺多項政策，加快 IPv6 的部署速度。
2017 年 11 月，中共中央辦公廳、國務(wù)院辦公廳聯(lián)合印發(fā)《推進互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議第六版(IPv6)規(guī)模部署行動計劃》(簡稱《計劃》)，明確提出了未來 5～10 年我國基于 IPv6 的下一代互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的總體目標(biāo)、路線圖、時間表和重點任務(wù)，成為加快推進我國 IPv6 規(guī)模部署、促進互聯(lián)網(wǎng)演進升級和創(chuàng)新發(fā)展的行動指南。
2019 年，我國發(fā)布《中國 IPv6 發(fā)展?fàn)顩r》白皮書和“國家 IPv6 發(fā)展監(jiān)測平臺”;成立“IPv6+”技術(shù)創(chuàng)新工作組，明確“IPv6+”技術(shù)研究和產(chǎn)業(yè)實踐“三步走”發(fā)展戰(zhàn)略。
2021 年 7 月，工信部、中央網(wǎng)信辦聯(lián)合印發(fā)《IPv6 流量提升三年專項行動計劃(2021—2023 年)》，從網(wǎng)絡(luò)和應(yīng)用基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)性能、主要商業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用 IPv6 濃度、支持 IPv6 的終端設(shè)備占比等方面提出了量化目標(biāo)。這一計劃的出臺標(biāo)志著我國 IPv6 發(fā)展在經(jīng)過網(wǎng)絡(luò)就緒、端到端貫通等關(guān)鍵階段后，正式邁入了“流量提升”時代。
2021 年 7 月，中央網(wǎng)信辦、國家發(fā)展改革委、工信部發(fā)布了《關(guān)于加快推進互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議第六版 (IPv6) 規(guī)模部署和應(yīng)用工作的通知》，提出到 2023 年末以及到 2025 年末的分階段 IPv6 發(fā)展目標(biāo)。
2021 年 11 月，工信部發(fā)布《“十四五”信息通信行業(yè)發(fā)展規(guī)劃》，明確提出“十四五”時期要提升 IPv6 端到端貫通能力，提升 IPv6 網(wǎng)絡(luò)性能和服務(wù)水平，實現(xiàn) IPv6 用戶規(guī)模和業(yè)務(wù)流量“雙增長”，以此推動 IPv6 與 AI、云計算、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、IoT 等融合發(fā)展，并在重點行業(yè)開展“IPv6+”創(chuàng)新技術(shù)試點以及規(guī)模應(yīng)用，增強 IPv6 網(wǎng)絡(luò)對產(chǎn)業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型升級的支撐能力。
2022 年 3 月，中央網(wǎng)信辦、國家發(fā)展改革委、工信部、教育部、科技部等 12 部門聯(lián)合下發(fā)“IPv6 技術(shù)創(chuàng)新和融合應(yīng)用試點名單”，加快推動 IPv6 關(guān)鍵技術(shù)創(chuàng)新、應(yīng)用創(chuàng)新、服務(wù)創(chuàng)新、管理創(chuàng)新持續(xù)突破。
2022 年 4 月，中央網(wǎng)信辦、國家發(fā)展改革委、工信部聯(lián)合印發(fā)《深入推進 IPv6 規(guī)模部署和應(yīng)用 2022 年工作安排》，明確提出 2022 年工作目標(biāo)：到 2022 年末，IPv6 活躍用戶數(shù)達(dá)到 7 億，物聯(lián)網(wǎng) IPv6 連接數(shù)達(dá)到 1.8 億，固定網(wǎng)絡(luò) IPv6 流量占比達(dá)到 13%，移動網(wǎng)絡(luò) IPv6 流量占比達(dá)到 45%。
在相關(guān)部門多項政策的持續(xù)推動下，我國 IPv6 規(guī)模部署成效顯著，多項 IPv6 能力步入世界前列。截至 2022 年 7 月，我國 IPv6 活躍用戶數(shù)達(dá) 6.97 億;固定網(wǎng)絡(luò) IPv6 流量占比達(dá) 10%，移動網(wǎng)絡(luò) IPv6 流量占比達(dá) 40%，整體發(fā)展勢頭良好;主要網(wǎng)站和互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的 IPv6 支持度持續(xù)提升;我國移動網(wǎng)絡(luò) IPv6 流量從無到有，占比已經(jīng)突破 40%。
各方紛紛布局，IPv6 網(wǎng)絡(luò)“高速公路”已全面建成
IPv6 規(guī)模部署是關(guān)乎產(chǎn)業(yè)鏈各個環(huán)節(jié)的系統(tǒng)工程，需要運營商、設(shè)備商、互聯(lián)網(wǎng)公司、終端用戶等協(xié)作進行。除了政府部門大力推動外，以中國移動、中國聯(lián)通、中國電信為代表的電信運營企業(yè)，以華為、中興為代表的設(shè)備商，以清華大學(xué)、中國信通院為代表的學(xué)術(shù)和研究機構(gòu)，以騰訊、阿里為代表的互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)等產(chǎn)業(yè)鏈參與者均在積極推動 IPv6 規(guī)模發(fā)展。
中國電信在 IPv6 領(lǐng)域長期耕耘，成效顯著。中國電信全面推動網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施 IPv6 改造，提供覆蓋全國、性能優(yōu)良的 IPv6 云網(wǎng)服務(wù)能力，移動網(wǎng)、固網(wǎng)設(shè)備全面改造完成并開啟 IPv6.進一步提升 IPv6 端到端網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量，目前中國電信 IPv6 網(wǎng)絡(luò)性能已與 IPv4 相當(dāng)。中國電信還聯(lián)合清華大學(xué)等單位提出了面向大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)的多域 IPv6 單棧組網(wǎng)總體方案，并且聯(lián)合國際伙伴向 IETF 提交了標(biāo)準(zhǔn)提案;積極開展 5G SA IPv6 單棧試點和物聯(lián)網(wǎng)單棧試點，為 IPv4 向 IPv6 全面快速演進探索落地方案。
“自 2003 年開始 IPv6 技術(shù)研究，歷時十多年，中國移動 IPv6 發(fā)展從技術(shù)研究走到了規(guī)模應(yīng)用。”中國移動研究院基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)所主任研究員程偉強表示。據(jù)悉，中國移動已建成全球用戶規(guī)模最大的雙棧網(wǎng)絡(luò)和最大的 IPv6 單棧網(wǎng)絡(luò)。截至 2022 年 6 月底，移動網(wǎng) IPv6 地址分配數(shù)達(dá)到了 7.72 億，固網(wǎng) IPv6 地址分配數(shù) 1.69 億;承載網(wǎng)、核心網(wǎng)、IDC 以及移動云的各種產(chǎn)品已經(jīng)實現(xiàn)了 100% 支持 IPv6.
目前，中國聯(lián)通新建的千兆光網(wǎng)、5G 網(wǎng)絡(luò)已同步部署 IPv6.4G 網(wǎng)絡(luò)、固網(wǎng)也已全部完成升級改造。中國聯(lián)通在優(yōu)化應(yīng)用服務(wù)性能方面，已有 IDC、云平臺、DNS 全部完成 IPv6 改造，新建節(jié)點全部支持 IPv6;在提升終端支持能力方面，新增家庭網(wǎng)關(guān)、家庭智能組網(wǎng)產(chǎn)品、物聯(lián)網(wǎng)終端、企業(yè)網(wǎng)關(guān)等均全部支持 IPv6;在拓展行業(yè)融合應(yīng)用方面，集團主要門戶、在線窗口、APP 均全面支持 IPv6.
作為 IPv6 的技術(shù)賦能者，華為從綠色超寬、泛在物聯(lián)、確定性網(wǎng)絡(luò)、算力網(wǎng)絡(luò)、自動駕駛網(wǎng)絡(luò)、網(wǎng)絡(luò)安全六大方向，打造 IPv6 + 創(chuàng)新高地。
中興通訊在 IPv6 領(lǐng)域研發(fā)投入已經(jīng)超過 20 年，從 2000 年開始就開展 IPv6 技術(shù)預(yù)研及產(chǎn)品化工作;2003 年，首次在 IPv6 高峰論壇上展出 IPv4/IPv6 雙棧路由器;2004 年，成為中國首個獲得“IPv6 Ready”認(rèn)證的設(shè)備廠家;2005 年開始，中興通訊 IPv6 系列路由器和交換機開始運行于運營商網(wǎng)絡(luò)。中興通訊從 2019 年開始，與中國信通院、紫金山實驗室以及國內(nèi)三大運營商等就“ IPv6+”課題展開深度合作，并在 SRv6、BIERin6 組播等技術(shù)領(lǐng)域的標(biāo)準(zhǔn)確立和新技術(shù)試點方面處于業(yè)界領(lǐng)先地位，全面支撐“ IPv6+”體系的技術(shù)落地和規(guī)模部署。
阿里云、京東云、網(wǎng)宿科技等互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)和 CDN 企業(yè)持續(xù)推進云、IDC、CDN 等基礎(chǔ)設(shè)施改造，加大相關(guān)業(yè)務(wù)對 IPv6 的支持度;字節(jié)跳動、騰訊、百度、美團、奇虎 360、網(wǎng)易等企業(yè)持續(xù)強化 App 改造，提升 App 應(yīng)用 IPv6 濃度;小米、新華三、吉祥騰達(dá)等廠商加大在售和在研產(chǎn)品的 IPv6 改造。
“從供給能力來看，我國 IPv6 網(wǎng)絡(luò)‘高速公路’已全面建成，信息基礎(chǔ)設(shè)施 IPv6 服務(wù)能力已基本具備。”工信部信息通信發(fā)展司司長謝存曾表示。
IPv6 應(yīng)用生態(tài)加速繁榮
IPv6 發(fā)展的基礎(chǔ)在網(wǎng)絡(luò)建設(shè)和規(guī)模部署，而發(fā)展的關(guān)鍵在于應(yīng)用。“在當(dāng)下的產(chǎn)業(yè)推廣階段亟待產(chǎn)業(yè)積極推進基于 IPv6 的新業(yè)務(wù)應(yīng)用。從產(chǎn)業(yè)發(fā)展來看，工業(yè)、農(nóng)業(yè)、交通、電力等數(shù)據(jù)量大、時效性高、集成困難的產(chǎn)業(yè)，將成為 IPv6 的重要部署領(lǐng)域。”下一代互聯(lián)網(wǎng)國家工程中心主任劉東表示。
從應(yīng)用端來看，已有多個標(biāo)桿企業(yè)正在全面向 IPv6 業(yè)務(wù)平滑過渡。例如，中國工商銀行早在 2017 年 11 月就推出第一個 IPv6 國際化門戶。中國工商銀行總行金融科技專家李茂謙表示：“IPv6 的部署為工商銀行帶來了運維效率的提升、網(wǎng)絡(luò)線路利用率的提升、流量調(diào)度能力的提升和用戶體驗的提升。面向未來，工商銀行將打造一張‘IPv6+’精細(xì)運營、策略隨行、安全隨行的應(yīng)用感知金融網(wǎng)絡(luò)。”
為推動 IPv6 應(yīng)用的進一步繁榮發(fā)展，中國信通院發(fā)起了“首屆 IPv6 技術(shù)應(yīng)用創(chuàng)新大賽”，大賽共征集到來自國內(nèi) 31 個省、自治區(qū)、直轄市的近 1500 個項目案例，參賽作品既涉及智慧城市、智慧政務(wù)等公共服務(wù)領(lǐng)域，也涵蓋電力、礦山、交通、工業(yè)制造等行業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域，以及智能家居、智慧金融、遠(yuǎn)程醫(yī)療、在線教育等民生領(lǐng)域。
“未來一段時間，我們要同時在傳統(tǒng)和新興行業(yè)大力布局下一代互聯(lián)網(wǎng)核心基礎(chǔ)設(shè)施，構(gòu)建更加繁榮的 IPv6 應(yīng)用生態(tài)。一方面，努力實現(xiàn)下一代互聯(lián)網(wǎng)與垂直行業(yè)，以及與人工智能、大數(shù)據(jù)、網(wǎng)絡(luò)安全等最具發(fā)展?jié)摿Ξa(chǎn)業(yè)的深度融合;另一方面，推進 IPv6 與金融、教育、醫(yī)療、能源等行業(yè)更廣泛深入地開展融合創(chuàng)新，推動傳統(tǒng)業(yè)態(tài)和服務(wù)模式創(chuàng)新發(fā)展，最大限度釋放生產(chǎn)力。”劉東如是說。
IPv6 走向“ IPv6+”，發(fā)揮好 IPv6 乘數(shù)效應(yīng)
加快推進 IPv6 的進一步發(fā)展是接下來的重點，謝存提出三點建議：一是夯實基礎(chǔ)，提升服務(wù)能力，協(xié)同推進云、管、端、用等各環(huán)節(jié) IPv6 改造;二是深化應(yīng)用，賦能行業(yè)發(fā)展，鼓勵信息通信行業(yè)與金融、教育、醫(yī)療、能源等行業(yè)更廣泛、更深入地開展 IPv6 協(xié)同創(chuàng)新;三是創(chuàng)新突破，完善產(chǎn)業(yè)生態(tài)，提升產(chǎn)業(yè)整體發(fā)展水平，加強 IPv6 技術(shù)、標(biāo)準(zhǔn)、產(chǎn)業(yè)等多層面的國際合作，實現(xiàn)合作共贏、共同發(fā)展。
“IPv6 進入創(chuàng)新發(fā)展、提質(zhì)升級的重要戰(zhàn)略機遇期。IPv6 及衍生技術(shù)的開發(fā)，以及與新一代信息技術(shù)的融合將全面滿足互聯(lián)網(wǎng)資源持續(xù)擴大的客觀要求，助力全社會的數(shù)字化轉(zhuǎn)型，也已成為全球互聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新的‘新賽道’。如何發(fā)揮好 IPv6 乘數(shù)效應(yīng)，加強 IPv6 與各行業(yè)的技術(shù)融合，成為搶占未來格局地位的重要砝碼。”中國通信標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會理事長聞庫表示。
從 IPv6 向“ IPv6+”發(fā)展便是一大趨勢。“從技術(shù)內(nèi)涵來看，‘IPv6+’既是以 IPv6 分段路由、網(wǎng)絡(luò)切片、隨流檢測、新型組播和應(yīng)用感知網(wǎng)絡(luò)等協(xié)議為代表的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議創(chuàng)新，更是以網(wǎng)絡(luò)分析、自動調(diào)優(yōu)、網(wǎng)絡(luò)自愈等網(wǎng)絡(luò)智能化為代表的智能技術(shù)創(chuàng)新，通過這些技術(shù)創(chuàng)新，可以更好地將 IPv6 網(wǎng)絡(luò)和行業(yè)用戶的應(yīng)用需求進行結(jié)合，助力千行百業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型。”中興通訊承載產(chǎn)品及 MKT 方案部長魏曉強表示。
目前，我國已開展“IPv6+”探索實踐并取得相關(guān)成果。例如，中國聯(lián)通便將“IPv6+”技術(shù)應(yīng)用于冬奧會，結(jié)合算力網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，開展冬奧綜合承載專網(wǎng)的設(shè)計和建設(shè)，實現(xiàn)了共享互聯(lián)網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)專線、“媒體 +”等多種通信服務(wù)統(tǒng)一承載。未來中國聯(lián)通將構(gòu)建基于“IPv6+”的“四梁八柱”，形成算網(wǎng)一體產(chǎn)品與可編程服務(wù)能力。
“萬人操弓，共射一招，招無不中。”相信在產(chǎn)業(yè)各方的協(xié)同努力下，IPv6 將迎來“新生長”。
中國 IPv6 發(fā)展時間線與重要里程碑
2017 年 開啟規(guī)模化部署 IPv6 進程
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》，我國在未來將建成全球最大規(guī)模的 IPv6 商業(yè)應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)。該計劃標(biāo)志著我國開啟了規(guī)模化部署 IPv6 的進程。
截至 2017 年 12 月，我國擁有 IPv6 地址 23430(塊 / 32)，年增長 10.6%，域名總數(shù)為 3848 萬。
2018 年 IPv6 地址數(shù)量年增長 75.3%
截至 2018 年 12 月，我國 IPv6 地址數(shù)量為 41079(塊 / 32)，年增長率為 75.3%
2019 年 中國 IPv6 地址數(shù)量躍居全球第一
截至 2019 年 6 月，中國 IPv6 地址數(shù)量為 50286(塊 / 32)，較 2018 年底增長 14.3%，已躍居全球第一;IPv6 活躍用戶數(shù)達(dá) 1.3 億。
2020 年 IPv6 活躍用戶數(shù)占比達(dá) 40.01%
截至 2020 年 7 月，我國 IPv6 活躍用戶數(shù)為 3.62 億，占比達(dá) 40.01%，國內(nèi)用戶量排名前 100 位的商業(yè)網(wǎng)站及應(yīng)用均已支持 IPv6 訪問，進步非常顯著。
2021 年 “流量提升”時代開啟
2021 年 7 月，工信部、中央網(wǎng)信辦聯(lián)合印發(fā)《IPv6 流量提升三年專項行動計劃(2021—2023 年)》。
截至 2021 年 9 月底，我國移動通信網(wǎng)絡(luò) IPv6 流量占比已經(jīng)達(dá)到 22.87%，提前完成 20% 的階段性目標(biāo)，標(biāo)志著我國 IPv6 發(fā)展進入了“流量提升”時代。
截至 2021 年 12 月底，我國 IPv6 活躍用戶數(shù)達(dá) 6.08 億，占網(wǎng)民總數(shù)的 60.11%;中國電信、中國移動、中國聯(lián)通已完成骨干網(wǎng)、城域網(wǎng)和 LTE 網(wǎng)絡(luò) IPv6 升級改造，新建 5G 網(wǎng)絡(luò)全面支持 IPv6.骨干直連點均實現(xiàn) IPv6 互聯(lián)互通;我國移動網(wǎng)絡(luò) IPv6 流量占比從 2020 年底的 17.21% 提升至 35.15%，固定網(wǎng)絡(luò) IPv6 流量占比從 2020 年底的 4.3% 提升至 9.38%，均實現(xiàn)了同比翻番增長，超額完成預(yù)定目標(biāo)。
2022 年：IPv6 應(yīng)用百花齊放
2022 年 3 月，中央網(wǎng)信辦、國家發(fā)展改革委、工信部、教育部、科技部等 12 部門聯(lián)合印發(fā)《IPv6 技術(shù)創(chuàng)新和融合應(yīng)用試點名單》，加快推動 IPv6 關(guān)鍵技術(shù)創(chuàng)新、應(yīng)用創(chuàng)新、服務(wù)創(chuàng)新、管理創(chuàng)新持續(xù)突破。
截至 2022 年 7 月，我國 IPv6 活躍用戶數(shù)達(dá) 6.97 億，固定網(wǎng)絡(luò) IPv6 流量占比達(dá) 10%，移動網(wǎng)絡(luò) IPv6 流量占比達(dá) 40%，整體發(fā)展勢頭良好。
2022 年 7 月，首屆 IPv6 技術(shù)應(yīng)用創(chuàng)新大賽啟動。本次大賽征集到近 1500 個項目案例，參賽作品既包括智慧城市、智慧政務(wù)等公共服務(wù)領(lǐng)域，也涵蓋電力、礦山、交通、工業(yè)制造等行業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域，以及智能家居、智慧金融、遠(yuǎn)程醫(yī)療、在線教育等民生關(guān)切領(lǐng)域，IPv6 應(yīng)用展現(xiàn)出百花齊放、繁榮發(fā)展的景象。
