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          我國互聯網協議第六版規模部署,網絡“高速公路”全面建成 —— 從“通路”邁向“通車”

          來源:人民日報 發布時間:2022/08/08
           

          記者從日前召開的首屆IPv6技術應用創新大賽啟動會上獲悉:近年來,我國IPv6(互聯網協議第六版)規模部署實現跨越式發展,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網商業應用解決方案。它能夠為每個聯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展,提升我國互聯網的承載能力和服務水平。目前,我國IPv6互聯網活躍用戶數達6.93億,移動網絡IPv6流量占比突破40%。


            IPv6優勢明顯,能更好滿足5G、工業互聯網等應用需求

            有人把互聯網比作一套“快遞系統”,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”的運輸,最終送到目的地。而網際協議(IP協議)則是這個“快遞系統”的工作流程和制度,它們構成了互聯網的基礎。

            早期的IP協議并不成熟,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展,基于IPv4的全球互聯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%?!敝袊こ淘涸菏?、推進IPv6規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新潛力的開發,以及它與新一代信息技術的全面融合,發揮乘數效應?!?/p>

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

            在增強網絡對業務的感知能力方面,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?!斑^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’承載什么樣的業務?,F在,我們直接從IPv6地址里直接感知這個業務?!编w賀銓舉例,“比如,企業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’?!?/p>


            進入規模商用階段,IPv6用戶及流量均實現規模增長

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

            我國IPv6的規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《推進互聯網協議第六版(IPv6)規模部署行動計劃》,提出“加快推進IPv6規模部署,構建高速率、廣普及、全覆蓋、智能化的下一代互聯網”?!笆奈濉币巹澗V要提出,擴容骨干網互聯節點,新設一批國際通信出入口,全面推進互聯網協議第六版(IPv6)商用部署。

            2021年7月,中央網信辦等部門印發《關于加快推進互聯網協議第六版(IPv6)規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、設施、應用和安全體系,IPv6活躍用戶數達到8億,物聯網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)是我國自行設計和建設的第一個采用TCP/IP協議的全國性計算機互聯網絡;2004年建成的中國下一代互聯網示范工程核心網絡——CERNET2即采用純IPv6技術,標志著我國對互聯網關鍵技術開始探索與研究。

            2021年4月,未來互聯網試驗設施高性能主干網開通,核心節點分布在40所高校。它不僅基于純IPv6網絡,同時可以支持下一代互聯網真實源地址驗證體系。該體系支持互聯網的端系統地址精確定位和溯源,突破了下一代互聯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?!?/p>

            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,為萬物互聯創造了基礎條件。隨著IPv6與云計算、大數據等技術的深入融合,傳統基礎設施將實現集成化的全面升級。IPv6新的協議特性,將為創新的基礎架構帶來更大發展空間。


            從IPv6到“IPv6+”,通過網絡智能化升級和業務優化,創造新的發展空間

            在上海交通大學醫學院附屬瑞金醫院,醫療物流機器人進行跨區域、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”醫療物流機器人已在該醫院推廣使用。

            隨著我國建成世界上規模最大的5G網絡,IPv6也得到了同步發展,“IPv6+5G”正在賦能各行業數字化轉型。鄔賀銓表示,當前,以“IPv6+”為代表的技術創新體系正在蓬勃發展,IPv6與5G、人工智能和云計算等融合創新不斷推進?!癐Pv6+”的出現,有望實現網絡智能化升級和業務優化,為未來網絡創造新的發展空間。

            專家介紹,“IPv6+”是在IPv6的基礎上,添加了創新功能。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議為代表的協議創新,又包括以網絡分析、自動調優、網絡自愈等網絡智能化為代表的技術創新。

            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,我們努力在設備節能的基礎上,通過網絡協議技術、路徑算法以及智能控制,進一步降低能耗。泛在物聯方面,我們希望從萬物互聯對網絡的需求出發,實現終端更快更安全接入、網絡智能連接,為行業提供更好的網絡基礎?!?/p>

            在連接的質量方面,“IPv6+”也有不少創新藍海。文慧智舉例,工業控制正向無人化、集中化、實時控制方向發展,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;三是保障工業控制的可靠性。

            廣泛而緊密的產學研用協同創新,也是我國IPv6發展的一個亮點。早在2003年中國下一代互聯網示范工程CNGI啟動時,產學研用各方緊密協作,實施了示范網絡建設、技術研發、應用示范、設備研發及產業化等一系列項目。2010年,清華大學與中國電信成立了下一代互聯網技術與應用聯合實驗室,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,國內高校發揮科研優勢,圍繞IPv6關鍵核心技術加強集中攻關,在真實源地址認證、下一代互聯網過渡技術等方面取得了突破。產學研用各方通過建立聯合實驗室、開展項目合作、舉辦賽事等方式,促進了IPv6與各行各業融合發展、激發產業創新,全面支撐各行業數字化轉型。


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