应加快IPv6的部署进程

编者按：IPv6已经成为业界公认的下一代互联网协议，有关IPv6的研究和推动工作也进行了多年。国内外都已经建立了若干IPv6实验网，也有少量的国外运营商，如日本的IIJ和KDDI等，开始提供IPv6的商业接入服务。那么IPv6找到市场推动力了吗？IPv6将在何时大规模应用？这些无疑是业界非常关心的问题。

　　1 中国互联网发展现状

　　随着中国国民经济发展水平的不断提高以及在信息和通信领域持续的投入，近年来，中国上网计算机的数量一直保持了高速增长的态势，这和世界通信和互联网的发展大趋势是一致的。中国互联网络信息中心的统计资料显示，从1997年到2002年短短5年的时间内，中国上网计算机的数量就从不足30万台迅速增加到1 613万台，增长幅度相当惊人；另一方面，除了常规的固定设备(主要是PC)上网以外，中国使用移动终端和信息家电上网的人数也呈现出了较大的增长速度，从2000年的约20万人增加到了2002年的约129万人，3年不到的时间增加了5倍还多。应该看到，这和世界互联网规模的高速增长也是同步的。

　　如果按照目前的速度继续发展，中国现有的IPv4地址空间很快就会面临压力。事实上，由于互联网技术发展的历史原因，中国的IP地址资源是相当有限的。目前中国所拥有的A类地址数还没有美国麻省理工大学1所高校的A类地址多。按照13亿人口计算，中国如果每人1个IP地址的话，将需要至少72个A类地址。如果进一步考虑到未来技术不断发展之后可能出现1个人同时具有多个IP地址的情况，那么现在使用的IPv4协议显然无法满足需要。

　　2 IPv6的发展历史

　　大量增加的上网设备使得互联网的规模不断扩大，最终必然导致对IP地址需求的不断增加。早在90年代初期，IETF就开始发展用于取代IPv4的新一代IP协议，旨在克服IPv4不能满足互联网持续高速发展带来的对IP地址需求的矛盾，同时结合20多年的互联网运行经验对未来的互联网网际协议进行整合和优化。经过激烈的讨论，IETF最终从参与竞争的多个提案中选定了由Steve Deering提出的简单Internet协议(SIP)和由Paul Francis提出的保罗Internet协议(PIP)相结合所产生的SIPP(Simple IP Plus)作为未来互联网网际协议的扩展基础。1995年底，IETF确定了协议规范及新的版本号，1998年进一步标准化，最终形成了今天的IPv6协议。

　　相对于IPv4，新的IPv6协议的一个显著特点就是采用了128位的地址，从而极大地扩展了IP地址的空间，保证了未来相当长一段时间内互联网发展的需求。IPv6协议简化了IP报头的格式，使得新的IP报头具有固定的40字节的长度，从而有利于硬件对报文的处理。此外，IPv6协议还试图解决IPv4协议在服务质量、IP移动性和安全性等方面的问题和不足。

　　目前IPv6基本协议以及路由协议等已经形成标准，可以提供IPv4协议所具有的所有功能。随着第3代移动通信合作计划(3GPP)2000年5月明确要求将IPv6作为下一代移动通信系统中的标准协议，IPv6作为取代IPv4的唯一的新一代互联网网际协议已经得到了世界范围的共识。一些国际著名的通信设备制造商和软硬件生产商如Cisco、Juniper、Microsoft等公司都已经在它们的路由器产品和操作系统当中实现了对IPv6的支持，一些著名的开放系统平台如FreeBSD、Linux等也加入了支持IPv6的软件包。各国还建立了若干针对IPv6的实验网络如6Bone、6Init，中国也建立了实验网络6TNET。IPv6地址已经开始分配，一些网络运营商，如日本的IIJ和KDDI等，已开始提供商用的IPv6接入服务。

　　3 IPv6的现实情况

　　IPv6发展最快的国家是日本，出于与美国争夺未来信息产业竞争优势的需要，日本把IPv6作为一个制胜的法宝，不论是日本政府还是日本网络设备生产商和运营商都对IPv6倾注了极大的兴趣。根据日本政府的规划，到2005年，日本将实现对IPv6百分之百的支持。而日本的设备制造商如日立公司，早在1997年就开始了IPv6设备的研发工作。目前，日本已经有多家生产商可以提供从高低端路由器到网络终端在内的一系列IPv6软硬件设备和产品，并在国际和国内的通信展和技术论坛中展出了相应的设备，为IPv6的推广应用做了大量的宣传和演示工作，同时也有运营商开始提供IPv6的商用接入服务。

　　欧洲出于保持移动通信技术发展优势的需要，对IPv6也表现出了极大的关注，在移动通信设备制造领域处于领先地位的诺基亚公司更是不遗余力地推动IPv6走向现实，几乎在所有有关IPv6的活动中都可以看到诺基亚的身影。

　　美国作为占有IPv4资源最多的国家，对IPv6的发展没有日本和欧洲热心，但是凭借强大的技术实力，Cisco和Juniper等著名的美国公司也提供了对IPv6的支持，只是在宣传方面没有日本和欧洲的公司那么积极。

　　中国对IPv6的早期研究工作主要由高校完成，清华大学、北方交通大学、中国科技大学和华南理工大学等都开展了一系列的研究工作，并通过中国的CERNET与国际上的IPv6试验网??6Bone实现了互连。中国政府对IPv6的发展和部署也比较重视，在国家“863”计划中提出了发展IPv6高端路由器及实验系统以及IPv6协议栈软件的课题，目前相关课题的中标单位正在从事有关开发工作。

　　作为研究、生产和使用三方中的一方，运营商对IPv6的态度就显得比较暧昧。国内所有的运营商都还没有把IPv6的应用提上议事日程，只是准备搭建实验室规模的小型网络来对IPv6设备进行互连互通方面的测试工作，并做一些过渡方案的实验。在互联网泡沫破灭的今天，国内运营商针对IPv6的投资表现出了更大程度的理性。从运营商的角度来看，IPv6与IPv4相比除了提供了巨大的地址空间以外并不具有任何实质性的优势，原来所期望IPv6能够解决的服务质量问题，一直以来都没有太大起色，Internet安全协议(IPsec)对网络安全的支持并不仅仅局限于IPv6，IPv6所引为特色的移动性也由于协议标准的滞后而受到影响。就目前来说，运营商普遍还没有感受到IPv4地址的任何压力。一方面，使用私有地址和网络地址转换技术已经能够很好地满足现有的互联网上网需要，广大网民对互联网推崇的端到端通信实际上也没有强烈的需求，因此，除了安全性方面以外，网络地址转换对端到端通信造成的不便并没有给通信带来太大的问题，并且，国内的运营商仍然可以通过合法的程序从APNIC(亚太网络信息中心)申请到新的IPv4地址；另一方面，根据中国互联网络信息中心的统计资料，虽然中国近几年来的上网计算机数量出现了持续的大幅度增长，但是网民每月的上网费用却相对较低，其中，每月上网费用少于100元人民币的网民数占所有网民数的70%以上，在2002年的1 613万网民中，有1 200万的网民是通过拨号方式上网的，使用移动设备上网的网民数只占网民总数的0.9%。所以，短期内很难出现每人一个IP地址的大规模需求。虽然3G提出将IPv6作为下一代移动通信系统中的标准协议为IPv6提供了一个契机，但是3G本身无论是在技术上还是在市场上都还不明朗，因此也很难对IPv6的商业部署提供推动力。

　　4 IPv6走向实用的途径

　　前面分析了IPv6走向大规模商业应用所面临的问题。究其原因，在于IPv6作为一种网络层的通信协议，本身是独立于网络应用的，实际上不可能产生新的网络应用。而最初产生IPv6协议的地址空间问题也还没有表现出足够大的压力，这就使得IPv6技术既不能从内部也不能从外部找到真正有效的推动力。

　　应该看到，虽然IPv6不能产生新的网络应用，但是却为新的应用准备了条件。随着移动通信技术和个人通信市场的发展，以及家用电器、工业和科研测试设备甚至交通工具上网的逐渐出现与普及，新的上网设备要求能够具有至少1个IP地址，从而实现网络的互连和端到端通信以及信息收集。由于IPv6已经成为世界公认的能够提供足够地址空间的下一代网络层协议，因此离开了IPv6，以上的新技术和新应用根本不可能得以实现。虽然经济发展水平以及市场和部分技术上的原因使得IPv6在短期内的发展还不会太快，但是可以肯定，目前存在的制约IPv6发展的不利因素将会逐渐减少，未来的互联网必然是以IPv6协议作为基础的，而IPv4由于不能适应互联网长期发展的需要将随着IPv6的推广而走向消亡。

　　就目前来看，IPv6的真正优势在于它提供了未来网络发展所需的足够的地址资源，为网络的长期发展及新型应用准备了必要的条件。IPv6提供的并非短期的市场效益，不论是从运营商还是从设备制造商的角度来看，都是如此。由于以上原因，现阶段希望运营商在IPv6网络的建设中大量投资是不切实际的。而设备制造商，特别是在IPv4设备的竞争中没能占据优势的生产商，出于开发未来市场的需要，对IPv6的热情相对运营商来说就要高得多。政府作为国家经济和信息技术发展战略的规划者，对IPv6的发展起着其他方面所不能取代的作用，政府的引导和支持对IPv6的发展必然会产生巨大的推动，日本就是一个实例。

　　IPv6网络的建设实际上和下一代网络(NGN)的建设相关性很大，应该结合起来考虑。根据ITU-T的建议，NGN应通过1个公共的分组传送网络在任何时候任何地点支持多种业务(如话音和数据)，应当提供相关的标准和接口以推动业务提供商、网络提供商和用户之间的开放和公平互通，应推动业务创新并降低操作、管理、维护和配置(OAM&P)的复杂性，而软交换、光网络和IPv6则是NGN的三大要素。由于NGN的传送平面采用了超长距离大容量传输系统，从而减少了核心网络的交换节点。随着10G以太网等新技术的出现，未来的城域网可以利用端到端的以太网构建，IP实现异质网络互联的功能从技术层面来看实际上已经不需要了。同时多协议标记交换(MPLS)和各种信令技术的运用也弱化了IP的部分功能，因此对NGN的骨干网和底层，IPv6的需求并不迫切。在NGN的接入侧，为了满足用户的个性化需求，要求提供多种丰富的接入手段，而多种类型的应用和终端以及移动、无线接入方式的增加将产生对IP地址的大量需求。NGN主要的业务应用将是IP应用，使用基于IP的应用协议，因此用户的个性化需求以及NGN丰富的应用，在NGN的边缘和上层将会增加对IPv6的需求。在未来的NGN网络中，IPv6将主要在业务承载层扮演角色，为大量的业务和应用提供巨大的地址资源。

　　在现实的条件下，为了加快IPv6网络的建设，需要政府、设备制造商、软硬件制造商、网络运营商和产业联盟等诸方面的共同努力。其中政府的作用尤其重要，由于受经济利益的制约，其他各方在IPv6的建设过程中都不太可能担负起主要的角色。政府应该将IPv6的建设作为一项有关国家信息技术和经济文化发展以及信息安全的长期战略目标考虑，积极引导和推动运营商、设备制造商、软硬件制造商及产业联盟对IPv6的采纳和支持，并制订相应的法律、法规和政策，同时还可以参与建设非盈利性的IPv6网络。互联网的建设不是单个运营商、设备制造商或者产业联盟能够完成的，实际上已经不是一个单纯的技术和市场问题。基于IPv4的互联网就是在政府资助之下发展起来的，值得IPv6借鉴。设备制造商和软硬件生产商出于开发潜在市场的需要，可以在IPv6产品的开发上有所作为，提供高性能的IPv6网络设备，如高端和低端路由器、终端设备、协议栈软件等。网络运营商为了了解和掌握新技术，开发新业务，也可以积极进行IPv6的运营实验，探索IPv6下的新盈利模式，寻找适合的过渡机制，逐渐实现从IPv4到IPv6的转变。有关的标准化组织和各方组成的产业联盟则需要加快新标准的制订和现有标准的完善，为IPv6的早日实施作好准备。

　　只要各方面共同努力为IPv6做好硬件、软件、标准和政策法规等方面的准备，那么在政府的引导下，IPv6大规模部署的进程必然可以加快。可以肯定，IPv6越早部署，综合社会经济效益也将越好。

　　参考文献：

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[摘要] 文章认为虽然IPv6必将取代IPv4成为下一代互联网协议，但是IPv4资源的耗尽并没有原先预期的那么快，因此IPv6的大规模部署尚需时日。有鉴于此，文章在对IPv6现实情况具体分析的基础上对如何实现IPv4到IPv6的转变提出了建议。

[关键词] IPv6；互联网；转变；部署