IPv6:下一代互聯網發展的重要基礎

工信部辦公廳、廣電總局辦公廳26日發佈關於推進互聯網電視業務IPv6改造的通知,到今年三季度末,中國電信、移動、聯通要全面完成對互聯網電視業務經過的骨幹網、城域網、接入網以及互聯網骨幹直聯點相關設備進行網絡基礎設施IPv6改造。工信部此前還發布了關於開展2020年IPv6端到端貫通能力提升專項行動的通知,提出了到今年末的主要目標。

IPv6是政策支持的新基建投資細分領域之一,存在較大規模的部署空間。當前我國IPv6活躍連接達到了11.2億。

IPv6是下一代互聯網發展的重要基礎。除具備龐大的地址空間,IPv6還支持終端即插即用,更匹配物聯網終端應用需求;同時,IPv6可實現更高的安全性。

5G網絡的峰值速率、流量密度、連接密度等顯著優於4G,且原生標準支持企業獨立組網。IPv6使得每一個元器件都可以擁有獨立的IP地址,兩者使得工業互聯網和物聯網得以落地。互聯網的連接作用由過去人與人之間的連接走向萬物互聯。大量的元器件不僅整體數量更多,單節點產生的數據也更多,並且,醫療、駕駛等場景對時延的要求也更高。數據量將迎來新一輪的爆炸性增長。

IPv6:下一代互聯網發展的重要基礎

據歐洲網絡協調中心(RIPENCC)確認,截止到2019年11月25日,全球所有43億個IPv4地址已全部分配完畢-所有43億個IPv4地址已分配完畢,這就意味著將沒有多餘的IPv4地址可以分配給ISP(互聯網服務提供商)和其他大型網絡基礎設施提供商。

事實上,IPv4頂級地址(top-level)在2012年就已耗盡。當時,所有IPv4地址空間已分配給全球五大區域互聯網註冊機構。很快,這五大區域互聯網註冊機構就用盡了其所擁有的IPv4地址。

2011年4月15日,亞太區互聯網註冊機構分配了最後一個IPv4區塊;2014年6月10日,拉丁美洲和加勒比海區分配了最後一個IPv4區塊;2015年9月24日,北美區分配了最後一個IPv4區塊。而現在,歐洲區也全部分配完畢。

IPv6:下一代互聯網發展的重要基礎

中國IPv6的部署,起步早、使用晚,全面升級任務緊迫。IPv6從1998年由CERNET首次引進國內,早在2003年中國就將IPv6的發展提上了日程,還基於IPv6建造了一張全國教育網,供大學院校使用;但2008年後,我國IPv6的發展速度開始放緩,漸漸落後於國際水平。

根據APNIC Labs提供的全球IPv6用戶數及IPv6用戶普及率的報告來看,截至2018年10月底,中國IPv6滲透率為0.63%,排名全球第71位,遠低於top1025%-58%的滲透率。

IPV6在2019年迎來了規模部署。相比於IPv4,IPv6可以提供海量網絡地址和更強的網絡承載能力,在提升數據處理效率和網絡安全性上效果顯著。2019年4月,工信部發布《關於開展2019年IPv6網絡就緒專項行動的通知》,此次專項行動提出2019年的主要目標有三個:獲得IPv6地址的LTE終端比例達到90%,獲得IPv6地址的固定寬帶終端比例達到40%;LTE網絡IPv6活躍連接數達到8億;完成全部13個互聯網骨幹直聯點IPv6改造。

當前,物聯網、車聯網、智能城市、消費電子等多種建立在互聯網通訊上的新興產業正處於蓬勃發展中,隨著IPv4地址接近耗盡,物聯網、人工智能等產業對IP地址有強烈剛性需求,未來網絡地址將會成為一項重要的資源。

IPv6:下一代互聯網發展的重要基礎

IPv6是IETF(互聯網工程任務組,InternetEngineeringTaskForce)設計的用於替代現行版本IP協議(IPv4)的下一代IP協議,即第六代互聯網協議。

IPv6的設計初衷是用以解決IPv4地址枯竭問題,同時對IPv4進行大量改進,並最終取代IPv4。然而由於NAT等技術的廣泛應用,IPv4在互聯網流量中長期佔據主要地位,IPv6的使用增長緩慢。直到2017年7月,通過IPv6使用Google服務的用戶百分率才首次超過20%。

IPv6改造和IPv6端到端貫通能力提升,將極大擴充網絡地址資源數量,實現多種接入設備的泛在連接,擴大服務覆蓋範圍,優化應用加速性能。

相比於IPv4,IPv6可以提供海量網絡地址和更強的網絡承載能力,在提升數據處理效率和網絡安全性上效果顯著。IPv6把IP地址的數量級從2的32次方擴展至2的128次方,足以滿足5G、物聯網、自動駕駛等聯網設備對獨立IP地址的需求。IPv6是滿足工業互聯網發展海量地址需求的必然選擇。

除具備龐大的地址空間,IPv6還支持終端即插即用,更匹配物聯網終端應用需求;同時,IPv6可實現更高的安全性,是下一代互聯網發展的重要基礎。

IPv6:下一代互聯網發展的重要基礎

IPv6對核心路由器提出了更新的技術要求。核心路由器是位於骨幹網核心的路由器,主要用於數據分組選路和轉發,負責在網絡中(但不是網絡之間)轉發包給計算機主機,一般具有較大吞吐量,從而對路由器性能提出更高要求。

而IPv6協議核心路由器,則要求路由器在滿足吞吐量的前提下,支持IPv6分組轉發調度、IPv6組播技術、IPv6過渡技術,並保證運行的穩定性。

實際應用方面,2003年中國四大骨幹網之一的CNGI-CERNET2首次採用國產IPv6協議核心路由器組建,相關設備來自華為和比威網絡,積累了IPv6部署的寶貴經驗。

截至2019年底,主要的傳輸管道基本都覆蓋IPv6,主流的交換機等設備現在已經支持IPv6,但是線上的軟件系統可能還不完全支持,需要加快改造,同時為了兼容以前老的IP地址,還要建設雙棧模式,既支持IPv6,也支持IPv4。

IPv6:下一代互聯網發展的重要基礎

IPv6是發展5G場景應用的基礎。未來5G時代,只從物聯網方面看,連接數預計2020 年將達500億。IPv6具備數量近乎無窮的IP地址,能支撐海量設備連接,這對於5G時代下移動互聯網、物聯網、工業互聯網、雲計算、大數據、人工智能等新興業態的發展具有重要意義。

早在2017年,中共中央辦公廳、國務院辦公廳印發《推進互聯網協議第六版(IPv6)規模部署行動計劃》,其中提及,要用5到10年時間,形成下一代互聯網自主技術體系和產業生態,建成全球最大規模的IPv6商業應用網絡,實現下一代互聯網在經濟社會各領域深度融合應用,成為全球下一代互聯網發展的重要主導力量。


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