从IPv4到IPv6、IPv6+,改变的不仅仅是互联网的寻址方式,更是网络的高质量开放方式。
从IPv4到IPv6+,从“接入”到“通车”,信息通信发展十年间,我国IPv6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服务能力基本具备。
从IPv4到IPv6
IPv6在中国起步较早。早在2003年,中国就启动了中国下一代互联网示范工程CNGI,并于2006年开展了现网实验。2008年,我国建成了当时世界上最大的纯IPv6下一代互联网,取得了一些领先的技术和应用成果。此后产业发展加速,到2014年实现了目前的网络突破,支持IPv6的1亿台终端已经上市。同年,VoLTE推出了商用IPv6。2017年起,IPv6进入规模商用阶段,用户和流量均实现规模增长。IPv6被公认为下一代互联网的商业应用解决方案。它可以为每个联网设备提供独立的IP地址,有望解决端到端连接、安全性和移动性等问题。IPv6部署有利于支持5G、人工智能、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,我国活跃IPv6互联网用户6.93亿,移动IPv6流量占比超过40%。
国家“十四五”规划纲要明确提出“全面推进第六版互联网协议商用部署”。2022年7月12日,中国工程院院士、推进IPv6规模部署专家委员会主任吴指出,IPv6发展呈现三大趋势:加速从IPv4向IPv6过渡、从IPv4/IPv6双栈向IPv6单栈发展、从IPv6向IPv6+发展。
这三大趋势也是电信运营商研究、部署和建设的方向。
中国电信作为国内最早启动IPv6试商用的运营商,于2009年率先在国内启动IPv6网络升级演进,并在江苏、湖南两省开展现网试验,首次突破固网端到端业务流程,实现了IPv6商用的突破。2013年承担国家CNGI项目,全网IPv6升级,实现大IPv6接入试商用部署。同时,中国电信4G LTE网络完全按照IPv6标准建设,拥有数千万IPv6用户,实现了IPv6在中国移动网络应用的最早突破。
作为IPv6规模部署的国家队、主力军和排头兵,中国联通不断深化网络基础设施IPv6改造,以优异的性能提供覆盖全国的IPv6承载能力,努力打造新一代“IPv6+”优质网络。中国联通研究院未来网络研究部主任曹畅表示,“2022年,中国联通IPv6流量将占移动网络的45%,占固网的13%;2023年,中国联通的IPv6流量将占移动网络的50%,占固网的15%。”
2006年,中国移动启动现网IPv6试验,2016年发展IPv6单栈VoLTE用户3000万,2019年实现IPv6用户和流量规模增长。中国移动借助移动网络更替的历史机遇,突破IPv6发展瓶颈,通过“3G起步、4G同步、5G内生”,推动移动网络与IPv6同步发展,建成了全球最大的双栈网络和最大的IPv6单栈网络。
从双栈到单栈
IPv4/IPv6双栈网络是网络向IPv6单栈演进的过渡阶段。如何探索新的网络技术创新是运营商的一个活跃话题。中国电信IPv6资深专家、IPE工作组副主席谢表示,中国电信积极探索纯IPv6组网的技术方案。2020年,中国电信在5GSA网络上成功进行了基于NAT64/DNS64的IPv6单栈测试,自主探索并攻克了5G SA网络上IPv6单栈技术的多项技术和组网部署难题,是全球首例在5G SA网络上进行纯IPv6测试。2021年,中国电信与清华大学成功实现了无锡电信城域网到内蒙古云天一云基地的跨域纯IPv6多业务通信,这是全球首个长距离、跨域、多场景的IPv6单栈案例,也为我国未来构建基于IPv6单栈的新型云网络基础设施奠定了重要的技术基础。
从IPv6到IPv6+
在从IPv6到IPv6+的道路上,中国联通通过“政策、技术、创新、商业”四轮驱动,不断深化网络基础设施IPv6的改造,实现了IPv6+1.0的规模部署。中国联通积极培育创新产业生态,在北京、广东、大湾区设立了三个IPv6/5G创新实验室。其中,北京“IPv6+”联合创新实验室已完成全球首个BIERv6/APN6验证,广东计算机化网络联合创新实验室开展了业界首个安全业务链试点。为尽快树立一批典型的IPv6建设成果,实现在全国的普及,中国联通启动了“基于IPv6的5G组网能力提升及应用示范工程”,同时在国内率先开展了“第一阶段IPv6+技术测试验证工作”。
今年,中国联通作为北京2022年冬奥会和冬残奥会唯一官方通信服务合作伙伴,结合计算网络架构,设计建设了冬奥会综合承载专网。基于IPv6+/SRv6网络协议,引入了策略路由、网络切片、流检测、智能运维等多项计算网络关键技术,实现了共享互联网、专用互联网接入和“Media Plus”等多种通信业务的统一承载。这是IPv6+技术首次应用于国际大型赛事。目前,中国联通也正在北京、天津、河北、河南、山东、广东、重庆等省市推进IPv6单栈试点和物联网单栈试点,在北京、天津、上海、广州、深圳等40个城市进行SRv6改造,全力打造新的IPv6+数字基地。
曹畅表示,中国联通正在积极打造IPv6+“四梁八柱”。能力的“四大支柱”是指IPv6+承载能力、IPv6+调度能力、IPv6+感知能力和运维能力。技术的“八大支柱”是指新组播SRv6+BIER、网络切片、确定性承载、SRv6策略、服务功能链、应用感知、计算能力感知和流。通过“四梁八柱”形成一体化产品和可编程服务能力,是中国联通的创新目标。
后IPv6时代的构建创新
目前,如火如荼的计算机网络将推动后IPv6时代的不断创新。统一计算网络的IP基础是连接终端、边缘、云和网络的核心基础设施,离不开IPv6/SRv6的支持。中国移动研究院率先引领G-SRv6技术,实现IP领域基础协议标准的突破。目前,G-SRv6压缩帧和转发机制被IETF接受,这是国内IP领域难得的核心协议标准突破。基于G-SRv6,在OAM、保护、路径识别、网络切片、智能广域网等方面布局技术创新,形成了完整的技术和标准体系,为大规模应用奠定了基础。中国移动将基于IPv6/G-SRv6构建大带宽、低时延、高可靠、智能调度的IP基础,支持计算网络的演进。毋庸置疑,中国的IPv6网络高速公路已经全面建成。加快IPv6规模部署,全面提升IPv6水平成为下一步目标。解冲表示,中国电信将从增强IPv6网络安全能力、提升IPv6云网端到端能力、提升IPv6云网运营能力、深化IPv6应用改造、推进IPv6技术创新、加强统筹协调等六个方面重点工作。
中国的IPv6网络高速公路已经全面建成。加快IPv6规模部署,全面提升IPv6水平成为下一步目标。
同时,中国电信将加快IPv6关键技术的应用和突破,充分为网络注入智慧,实现网络的自规划、自运营、自适应、自优化。发挥运营商云网优势,加强千商赋能。内外结合,助推商业模式创新。云网能力的全面开放,为IPv6商业模式的全面创新和繁荣提供了坚实的基础。
过去十年见证了IPv6从现有网络到商用规模的突破。面对未来的网络技术,中国已经有了清晰的规划。根据国家网信办发布的《关于加快第六版互联网协议规模部署和应用的通知》,到2023年底,基本建成先进自主的IPv6技术、产业、设施、应用和安全体系,形成市场驱动、相互协作推动的良性发展格局。IPv6活跃用户数达到7亿,物联网IPv6连接数达到2亿。移动IPv6流量占50%。
到2025年底,全面建成领先的IPv6技术、产业、设施、应用和安全体系。中国IPv6网络规模、用户规模、流量规模均居世界第一。之后还需要5年左右的时间完成向IPv6单栈的演进和过渡,IPv6将与经济社会各行业全面深度融合。
在新的征程中,IPv6的发展规划目标已经明确。随着IPv6规模部署的推进,IPv6将在通信网络建设中发挥重要作用,与各行业深度融合,支撑成千上万个行业的数字化转型。
崔撰写
编辑:亮亮
图表:明亮明亮。
指导:新文
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