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中国IPv6规模部署 网络“高速公路”全面建成

2022年08月08日 09:51 来源:人民网
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我国互联网协议第六版规模部署,网络“高速公路”全面建成——

从“通路”迈向“通车”(科技视点)

记者从日前召开的首届IPv6技术应用创新大赛启动会上获悉:近年来,我国IPv6(互联网协议第六版)规模部署实现跨越式发展,IPv6网络“高速公路”全面建成,信息基础设施IPv6服务能力已基本具备。

IPv6是公认的下一代互联网商业应用解决方案。它能够为每个联网设备提供一个独立的IP地址,有望解决端到端的连接和安全性、移动性等问题。部署IPv6有利于支撑5G、人工智能和云计算等新兴技术的发展,提升我国互联网的承载能力和服务水平。目前,我国IPv6互联网活跃用户数达6.93亿,移动网络IPv6流量占比突破40%。

IPv6优势明显,能更好满足5G、工业互联网等应用需求

有人把互联网比作一套“快递系统”,其中IP地址类似于“通信地址”,网络上的文字、音频、视频等,都被打包成一个个“包裹”,然后经过“快递系统”的运输,最终送到目的地。而网际协议(IP协议)则是这个“快递系统”的工作流程和制度,它们构成了互联网的基础。

早期的IP协议并不成熟,直到IPv4才开始广泛部署。IPv4地址为32位编码,可产生40多亿个IP地址。但是随着信息技术的飞速发展,基于IPv4的全球互联网面临着网络地址消耗殆尽、服务质量难保证等问题。直到IPv6的出现,地址量达到2的128次方,其海量规模也被形容为“让地球上每颗沙粒都有一个IP地址”。

“当前,全球加速从IPv4向IPv6过渡,到今年6月底,全球IPv6的活跃用户数占网民数的比重已经超过31%。”中国工程院院士、推进IPv6规模部署专家委员会主任邬贺铨介绍,“采用IPv6不只是补充IPv4地址不足,而是更看重IPv6地址空间能力的拓展和创新潜力的开发,以及它与新一代信息技术的全面融合,发挥乘数效应。”

与IPv4相比,IPv6具有多方面的优势,如提高路由器转发数据包速度、提升服务质量、具备更高安全性、可开发大规模实时交互应用等,从而更好满足5G、工业互联网、云网融合、算力网络等应用需求。

在增强网络对业务的感知能力方面,IPv6将应用的需求信息封装在数据分组中,使网络能感知应用及其需求,便于进行流量调度和资源调整。“过去我们的网络只能‘看到’原地址、目的地地址,不知道这个‘包裹’承载什么样的业务。现在,我们直接从IPv6地址里直接感知这个业务。”邬贺铨举例,“比如,企业希望敏感数据在本地处理,但是一般的数据是‘上云’,IPv6可以识别究竟哪些数据在本地处理,哪些数据‘上云’,甚至可以帮助选择合适的‘云’。”

进入规模商用阶段,IPv6用户及流量均实现规模增长

我国IPv6起步较早。早在2003年,国家就启动了中国下一代互联网示范工程CNGI,并于2006年开展了现网试验。2008年,我国建成当时世界上规模最大的纯IPv6下一代互联网,并取得了一些领先技术和应用成果。此后产业发展加快,到2014年已有1亿部支持IPv6的终端上市。2017年至今,IPv6进入规模商用阶段,用户及流量均实现规模增长。

我国IPv6的规模部署和应用正处于全面推进之中。2017年11月,中办、国办印发《推进互联网协议第六版(IPv6)规模部署行动计划》,提出“加快推进IPv6规模部署,构建高速率、广普及、全覆盖、智能化的下一代互联网”。“十四五”规划纲要提出,扩容骨干网互联节点,新设一批国际通信出入口,全面推进互联网协议第六版(IPv6)商用部署。

2021年7月,中央网信办等部门印发《关于加快推进互联网协议第六版(IPv6)规模部署和应用工作的通知》提出,到2025年末,全面建成领先的IPv6技术、产业、设施、应用和安全体系,IPv6活跃用户数达到8亿,物联网IPv6连接数达到4亿。移动网络IPv6流量占比达到70%,城域网IPv6流量占比达到20%。

教育网络在国内较早开展了互联网关键技术的探索。1994年建成的中国教育和科研计算机网(CERNET)是我国自行设计和建设的第一个采用TCP/IP协议的全国性计算机互联网络;2004年建成的中国下一代互联网示范工程核心网络——CERNET2即采用纯IPv6技术,标志着我国对互联网关键技术开始探索与研究。

2021年4月,未来互联网试验设施高性能主干网开通,核心节点分布在40所高校。它不仅基于纯IPv6网络,同时可以支持下一代互联网真实源地址验证体系。该体系支持互联网的端系统地址精确定位和溯源,突破了下一代互联网体系结构的安全可信关键核心技术。

清华大学教授、中国教育和科研计算机网网络中心副主任李星说:“未来互联网试验设施是继CERNET、CERNET2之后的第三张大网,也是未来网络的‘试验床’。它更加面向研究、面向未来,为网络强国建设提供科技支撑。”

国内电信运营商也在积极推进IPv6工作,有序开展技术研究、现网试点和规模部署。目前,中国电信已建成端到端畅通的IPv6“高速公路”,云网端到端IPv6改造基本全面完成。截至今年6月底,中国移动的移动网络IPv6地址分配数量达到7.72亿,固定宽带IPv6地址分配数量达到1.69亿。中国联通也不断深化网络基础设施IPv6改造,新建千兆光网、5G网络同步部署IPv6。

在中国电信研究院高级技术专家解冲锋看来,IPv6广阔的地址空间,将成为网络各个元素之间相互连接的基本触点,为万物互联创造了基础条件。随着IPv6与云计算、大数据等技术的深入融合,传统基础设施将实现集成化的全面升级。IPv6新的协议特性,将为创新的基础架构带来更大发展空间。

从IPv6到“IPv6+”,通过网络智能化升级和业务优化,创造新的发展空间

在上海交通大学医学院附属瑞金医院,医疗物流机器人进行跨区域、跨楼层运输,它和调度后台服务器之间的通信高度依赖网络。5G时延已达毫秒级别,配合处理效率更高的IPv6网络,有效减少因网络漫游和切换带来的通信延迟,实现实时高速通信。目前,“IPv6+5G”医疗物流机器人已在该医院推广使用。

随着我国建成世界上规模最大的5G网络,IPv6也得到了同步发展,“IPv6+5G”正在赋能各行业数字化转型。邬贺铨表示,当前,以“IPv6+”为代表的技术创新体系正在蓬勃发展,IPv6与5G、人工智能和云计算等融合创新不断推进。“IPv6+”的出现,有望实现网络智能化升级和业务优化,为未来网络创造新的发展空间。

专家介绍,“IPv6+”是在IPv6的基础上,添加了创新功能。既包括以IPv6分段路由、网络切片、随流检测、新型组播和应用感知网络等协议为代表的协议创新,又包括以网络分析、自动调优、网络自愈等网络智能化为代表的技术创新。

华为数据通信解决方案设计部部长文慧智说:“IPv6连接设备数量不断增加,我们努力在设备节能的基础上,通过网络协议技术、路径算法以及智能控制,进一步降低能耗。泛在物联方面,我们希望从万物互联对网络的需求出发,实现终端更快更安全接入、网络智能连接,为行业提供更好的网络基础。”

在连接的质量方面,“IPv6+”也有不少创新蓝海。文慧智举例,工业控制正向无人化、集中化、实时控制方向发展,对网络的确定性、可靠性提出更高的要求。IPv6在构建确定性网络方面具有优势。一是能让更多的设备连接起来;二是通过确定性IP技术,能够真正实现远程控制;三是保障工业控制的可靠性。

广泛而紧密的产学研用协同创新,也是我国IPv6发展的一个亮点。早在2003年中国下一代互联网示范工程CNGI启动时,产学研用各方紧密协作,实施了示范网络建设、技术研发、应用示范、设备研发及产业化等一系列项目。2010年,清华大学与中国电信成立了下一代互联网技术与应用联合实验室,开展IPv6的网络架构及关键技术研究工作,在技术、标准等方面取得了丰硕成果。

李星认为,国内高校发挥科研优势,围绕IPv6关键核心技术加强集中攻关,在真实源地址认证、下一代互联网过渡技术等方面取得了突破。产学研用各方通过建立联合实验室、开展项目合作、举办赛事等方式,促进了IPv6与各行各业融合发展、激发产业创新,全面支撑各行业数字化转型。(记者谷业凯)

(责任编辑:CF001)

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