IPv6在中國

最近，中國開發(fā)出世界首臺IPv6移動路由器“BJTU-IPv6無線/移動路由器”的消息被各大媒體轉(zhuǎn)載。這臺由北京交通大學(xué)開發(fā)，教育部鑒定的路由器是在傳統(tǒng)路由器的基礎(chǔ)上，兼容IPv4和IPv6協(xié)議，同時支持移動IPv6技術(shù)，無線連接技術(shù)，移動路由協(xié)議。

新華社在報道這條消息時采用了這樣的標(biāo)題：“中國研制出世界首臺IPV6無線路由器”，而由中科院院士組成的鑒定委員會的評價是：“BJTU－IPV6無線／移動路由器在無線／移動IP網(wǎng)絡(luò)技術(shù)核心領(lǐng)域，攻克了關(guān)鍵的新一代網(wǎng)絡(luò)的路由技術(shù)和安全技術(shù)，具有自主知識產(chǎn)權(quán)，填補了國內(nèi)外在這一領(lǐng)域的空白，達(dá)到國際領(lǐng)先水平，具有良好的推廣前景?！?/p>

同“BJTU－IPv6無線/移動路由器”同時通過鑒定的還有：國家863重大項目“高性能IPv6路由協(xié)議棧軟件”，此項目由北京交通大學(xué)IP網(wǎng)絡(luò)實驗室、北京佳訊飛鴻公司和解放軍信息工程學(xué)院聯(lián)合開發(fā)。

這并不是IPv6在中國唯一的重要消息。今年3月19日，中國第一個下一代互聯(lián)網(wǎng)主干網(wǎng)——CERNET2(第二代中國教育和科研計算機(jī)網(wǎng))試驗網(wǎng)在京宣布開通。該網(wǎng)絡(luò)采用IPv6，以2.5G-10G比特／秒的傳輸速率連接了全國200余所高校，是目前世界上所知規(guī)模最大的采用純IPv6技術(shù)的下一代互聯(lián)網(wǎng)主干網(wǎng)絡(luò)。

CERNET2同時還是由國務(wù)院正式批準(zhǔn)，國家發(fā)改委、科技部、信息產(chǎn)業(yè)部、國務(wù)院信息化工作辦公室、教育部、中國科學(xué)院、中國工程院、國家自然基金會等8部委聯(lián)合牽頭的“中國下一代互聯(lián)網(wǎng)示范工程” CNGI（China Next Generation Internet）計劃實施中第一個開通的核心主干網(wǎng)。在去年8月，由CNGI示范網(wǎng)絡(luò)核心網(wǎng)絡(luò)承建單位招標(biāo)中，電信運營商中國電信、中國網(wǎng)通、中國移動、中國聯(lián)通、中國鐵通也是中標(biāo)者，將參與建設(shè)。

中國電信總工辦高級經(jīng)理馮明在9月3日的CNGI高層論壇上介紹，中國電信是在廣義下一代網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上看待NGI，也就是說下一代網(wǎng)絡(luò)不但包括比現(xiàn)在更快的數(shù)據(jù)通訊網(wǎng)絡(luò)，還包括語音通訊的NGN（電話網(wǎng)絡(luò)中的下一代網(wǎng)絡(luò)）、網(wǎng)格計算、3G/4G寬帶無線接入、寬帶接入以及下一代光網(wǎng)絡(luò)的內(nèi)容和特點，中國電信給IPv6的定位是“實現(xiàn)無處不在網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的重要后臺支撐技術(shù)”。未來兩年，中國電信在IPv6上的主要工作是建設(shè)CNGI示范網(wǎng)、業(yè)務(wù)研究試驗和現(xiàn)網(wǎng)演進(jìn)。中國電信在長沙電信分公司建立的城域試驗網(wǎng)早已開通。在現(xiàn)網(wǎng)過渡方面，中國電信要求現(xiàn)存和新建的骨干基礎(chǔ)設(shè)施兼容IPv6，國內(nèi)主要城市將具備IPv6業(yè)務(wù)提供能力，網(wǎng)絡(luò)過渡的重點將轉(zhuǎn)向城域網(wǎng)。其他如中國網(wǎng)通、中國移動、中國聯(lián)通對IPv6的實質(zhì)性支持，與中國電信并無本質(zhì)的差別。

對IPv6在中國的迅猛推廣，全球IPv6論壇主席Latif Ladid先生說：中國會在2006成為世界上互聯(lián)網(wǎng)用戶最多的國家，IPv6殺手級應(yīng)用會最先出現(xiàn)在中國。

IPv6的緣起

IPv6的全稱是網(wǎng)際互聯(lián)協(xié)議第六版。在這之前，互聯(lián)網(wǎng)和企業(yè)網(wǎng)普遍采用的是IPv4，也就是網(wǎng)際互聯(lián)協(xié)議的第四版本。但是IPv4設(shè)計之初并不是用于今天的目的。對今天IPv4最主要的缺陷之一，地址短缺，當(dāng)年IPv4的設(shè)計者也像當(dāng)年的千年蟲一樣，沒有想到IPv4能有今天的廣泛用途，在整個通訊產(chǎn)業(yè)中居于如此基礎(chǔ)的地位。

IPv4的地址空間準(zhǔn)確的說是232，總共有40億個左右。然而IPv4的地址空間分配極不平衡，北美共分得了總共地址的70％以上，而中國有8000萬網(wǎng)民，卻僅僅分配了3000萬個IP地址，中國的互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用不得不大量采用NAT（網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換）技術(shù)，但是NAT破壞了IP網(wǎng)絡(luò)的端到端通訊能力。蓬勃興起的移動通訊，尤其是正在加緊部署的3G需要更多的IP地址，中國3億移動用戶依靠嚴(yán)重不足的3000萬IPv4地址，地址的緊缺顯然已經(jīng)限制了發(fā)展。而IPv6的地址空間有2128之多，形象的說，給世界上所有人的每根頭發(fā)都分配一個獨立的IP地址，也遠(yuǎn)遠(yuǎn)用不完。

根據(jù)IETF的預(yù)測，到2005年IPv4地址將分配完畢，美國所以在IPv6上積極性不高，就是因為美國借地址分配的便利，實際上占用了大量的地址空間，人均地址數(shù)在10個以上。但是包括日本、韓國在內(nèi)的亞洲和歐洲，IPv4地址的不足已成定局。這也是歐洲、日本、韓國、中國等國家和地區(qū)在IPv6上與美國步調(diào)不一的關(guān)鍵原因。

在1995年提交IPv6協(xié)議草案時，地址空間是要解決的主要問題之一。今天IPv6的好處并不是這么簡單。IPv6發(fā)展到今天，在安全、服務(wù)質(zhì)量保障、自動配置功能以及對移動服務(wù)的支持、多播、數(shù)據(jù)吞吐等方面具有明顯的優(yōu)勢。

IPv4設(shè)計的初衷是建立一種分組交換網(wǎng)絡(luò)，使美國在遭受攻擊時，可以不依賴一個或幾個網(wǎng)絡(luò)中心保持通訊暢通。在這種設(shè)計思路下，最早用于國防用途的IPv4是一個封閉的分組交換網(wǎng)絡(luò)，而不是象現(xiàn)在一樣工作在公共網(wǎng)絡(luò)上。因此協(xié)議設(shè)計之初并沒有考慮在網(wǎng)絡(luò)層添加安全措施。IPv6汲取了這個教訓(xùn)，在新的擴(kuò)展包頭中，加入了認(rèn)證報頭用來確認(rèn)發(fā)送者和接受者的身份。在IPv6的互聯(lián)網(wǎng)世界，“沒人知道上網(wǎng)的是條狗”這句名言不再有效。而加密的安全載荷也可以保證數(shù)據(jù)的機(jī)密性和一致性。

IPv4協(xié)議的另一個主要缺陷是該協(xié)議不是一個可靠的協(xié)議，而是一種盡最大努力傳送的協(xié)議。數(shù)據(jù)包在涌塞后會被丟棄，同一個服務(wù)的不同數(shù)據(jù)包可能在網(wǎng)絡(luò)上通過不同的傳送路徑，這就可能帶來服務(wù)時間延遲，這對語音、視頻等服務(wù)而言是不可接受的。隨著核心網(wǎng)絡(luò)帶寬的極大豐富，光網(wǎng)絡(luò)傳送可靠性得到數(shù)量級的提高，現(xiàn)在利用分組網(wǎng)絡(luò)傳送語音和視頻變成了現(xiàn)實。這也促成了QoS（服務(wù)質(zhì)量保證）的興起。QoS的含義是將數(shù)據(jù)包根據(jù)服務(wù)類型進(jìn)行分級，優(yōu)先級高的數(shù)據(jù)包優(yōu)先通過，從而既保證了時間敏感服務(wù)的時延要求，又兼有分組網(wǎng)絡(luò)對網(wǎng)絡(luò)的有效利用。IPv6在數(shù)據(jù)報頭里標(biāo)記了數(shù)據(jù)包的服務(wù)等級和流標(biāo)記，這樣相同的數(shù)據(jù)包可以通過相同的網(wǎng)絡(luò)路徑按照相同的優(yōu)先級傳送。這就讓IPv6網(wǎng)絡(luò)真正有可能融合數(shù)據(jù)網(wǎng)、語音網(wǎng)甚至視頻傳送，為下一代網(wǎng)絡(luò)的業(yè)務(wù)豐富性提供了可能。安全性和QoS也是3G/4G、NGN將IPv6作為承載網(wǎng)的主要原因之一。

而IPv6的自動配置功能幾乎是為移動通訊量身定制。在2G時代，移動通訊主要是解決語音通訊，有數(shù)據(jù)鏈路層的通訊足矣。但是3G的優(yōu)勢正如《經(jīng)濟(jì)學(xué)人》所描述的那樣：3G手機(jī)不但有語音通訊，還是一個移動計算機(jī)，一個數(shù)據(jù)服務(wù)終端，一個移動的電視接收機(jī)、一個視頻會議中心，甚至是一個信用卡，總之希望3G手機(jī)成為生活中不可缺少的一部分。3G之與2G的最大賣點就在于對寬帶數(shù)據(jù)通訊的支持。但是一個3G的基站有效范圍局限在幾公里以內(nèi)，移動時就免不了在幾個基站間漫游，這就要求其IP地址具有自動配置功能，保證移動終端位置發(fā)生變化時能及時更新IP地址并保證這個變動能夠及時通知通訊的參與方。歐洲的IPv6實驗，也是希望首先在3G通訊中得到比較好的利用。也因為如此，制定下一代移動通信標(biāo)準(zhǔn)國際組織3GPP將IPv6作為基礎(chǔ)協(xié)議。

正如中國電信給IPv6的定位一樣，IPv6在下一代網(wǎng)絡(luò)中將居于非常重要的基礎(chǔ)地位。用Latif Ladid先生的話說，就是普通人也許不會知道IPv6，但是他們隨時都可以感受到IPv6的好處。

當(dāng)然實際的情況并不總?cè)缂夹g(shù)分析一樣激動人心，中國電信馮明的看法基本上就是業(yè)界的共識：IPv6在技術(shù)上的優(yōu)勢毋庸置疑，不過現(xiàn)在在業(yè)務(wù)和應(yīng)用驅(qū)動方面是一個明顯的軟肋。而推動業(yè)務(wù)創(chuàng)新和應(yīng)用驅(qū)動，只能通過建立實驗網(wǎng)的辦法來摸索，通過業(yè)務(wù)開發(fā)來形成新的產(chǎn)業(yè)鏈。

IPv6無力改變產(chǎn)業(yè)鏈

包括中科院院士在內(nèi)，有不少人對中國即將建立起世界最大的IPv6實驗網(wǎng)激動不已。激動的理由是充分的，上一次中國遭遇互聯(lián)網(wǎng)時，落后于美國30年。從設(shè)備供應(yīng)到應(yīng)用，統(tǒng)統(tǒng)得向美國人學(xué)習(xí)。今天中國在IPv6上有望成為階段性的領(lǐng)先者，而且是在IPv6這樣重要的基礎(chǔ)技術(shù)上，難怪會充滿了憧憬和想象。

支持IPv6的發(fā)展，在產(chǎn)業(yè)鏈上有三個相互關(guān)聯(lián)的環(huán)節(jié)：設(shè)備供應(yīng)商、運營商和增值服務(wù)商。由于IPv6在下一代網(wǎng)絡(luò)中的基礎(chǔ)地位，通訊、計算機(jī)和消費電子的融合趨勢，產(chǎn)業(yè)鏈的三個環(huán)節(jié)顯得錯綜復(fù)雜。

從設(shè)備供應(yīng)商角度看，原來的電信設(shè)備供應(yīng)商局面不會有太大的變化。對數(shù)據(jù)通訊而言，思科無疑是其中最強大的代表之一。其實早從IPv6協(xié)議的制訂開始，就能看到思科的影子。2001年，思科就公布了全面支持IPv6的IOS（思科著名的互聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)），并在頂級路由器12000系列中實現(xiàn)，2003年思科全線產(chǎn)品開始支持IPv6，現(xiàn)在思科路由器對IPv6的支持已經(jīng)是基于硬件轉(zhuǎn)發(fā)。甚至如中國的華為，也在今年宣布了全線路由器、NGN、3G和光通訊產(chǎn)品對IPv6的全線支持。

從本質(zhì)上來講，IPv6雖然有很多技術(shù)創(chuàng)新，但是并不能改變電信設(shè)備競爭點，傳統(tǒng)設(shè)備供應(yīng)商在IPv4上積累的優(yōu)勢仍然會發(fā)揮巨大的作用。中國、日本部分在IPv6上先期投入的廠商雖然能夠縮短與領(lǐng)先設(shè)備供應(yīng)商在IPv6上的差距，甚至還能局部、階段領(lǐng)先，但是并不可能根本改變競爭格局。考慮到現(xiàn)在的主流設(shè)備供應(yīng)商在IPv4上形成的專利積累，新廠商要想顛覆市場格局的可能性就更小。

對電信運營商而言，IPv6是一個提供承載更多業(yè)務(wù)的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)。IPv6帶給運營商的最大沖擊，可能就是數(shù)據(jù)、語音、視頻業(yè)務(wù)的融合。這樣中國移動和中國聯(lián)通完全可以更容易的開展數(shù)據(jù)接入服務(wù)，實際上也早就開始開展數(shù)據(jù)接入服務(wù)了。業(yè)界盛傳電信改革的“四合二”方案，也是看到了移動通訊對固定網(wǎng)業(yè)務(wù)的蠶食，要打破移動和固定網(wǎng)的人為區(qū)隔。目前城域網(wǎng)在開展新業(yè)務(wù)方面做了很多嘗試，也是運營商寄與厚望的領(lǐng)域，寬帶接入、視頻點播、視頻會議、網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控、遠(yuǎn)程教育等等。但是從目前的經(jīng)驗看，這些服務(wù)與傳統(tǒng)接入服務(wù)的區(qū)別，就在于QoS，說到底還是一種數(shù)據(jù)接入而已。新業(yè)務(wù)的大量產(chǎn)生并成為新增長點，最后還是要看增值服務(wù)商的發(fā)展情況，這并不是IPv6能改變的。

近兩年消費電子的興起，可能是增值服務(wù)最大的開發(fā)領(lǐng)域。手機(jī)游戲、音樂下載、移動視頻等等已經(jīng)初現(xiàn)端倪。當(dāng)消費電子和寬帶無線結(jié)合，和點對點的IPv6結(jié)合，將建立一個全新的電子生活。電影《小鬼當(dāng)家》中兒子和父親的視頻專線，很快就會出現(xiàn)在普通家庭的普通生活。在日本甚至有這樣的研究，給汽車的雨刷、發(fā)動機(jī)、輪胎分別裝上IP地址，今天看起來用IP網(wǎng)絡(luò)代替汽車網(wǎng)絡(luò)的方案可能顯得比較瘋狂，但是難說若干年后這不是一個天才的創(chuàng)意。一家路由器開發(fā)商CEO建議SONY公司不要開發(fā)任何不支持IPv6的產(chǎn)品，而SONY也真的修改其著名游戲機(jī)PS2，讓它支持IPv6。日本的日立雖然是世界上第一個發(fā)布基于硬件轉(zhuǎn)發(fā)IPv6路由器的公司，但是日立在路由器產(chǎn)品上的發(fā)展并不充分，產(chǎn)品線離組建一個端到端運營網(wǎng)還差了很遠(yuǎn)。日本發(fā)展IPv6，不是挑戰(zhàn)歐美電信設(shè)備供應(yīng)商，而IP汽車、消費電子才是背后的真正因素。但是顯然，IPv6對這些產(chǎn)業(yè)格局影響甚微。

至于運營商和增值服務(wù)商的關(guān)系，發(fā)生在手機(jī)短信上的故事已經(jīng)證明，增值服務(wù)和新興業(yè)務(wù)無力改變電信運營商的自然壟斷地位。電信運營商也不可能催生出一個壟斷的增值服務(wù)商來挑戰(zhàn)自己。增值業(yè)務(wù)在IPv6上有無窮的想象空間，增值服務(wù)商卻無力改變自己依附運營商的命運。

IPv6對設(shè)備供應(yīng)商、運營商和增值服務(wù)商都有影響，但是這種影響既無力改變整個產(chǎn)業(yè)鏈的結(jié)構(gòu)，也不能改變具體某個環(huán)節(jié)的競爭格局。中國研究機(jī)構(gòu)、運營商和主流設(shè)備供應(yīng)商對IPv6的態(tài)度差異，也緣由于此。而美國商業(yè)應(yīng)用對IPv6的淡漠，最核心的原因也在于此。

IPv6的中國意義

不過凡事總有例外，這個例外就是美國國防部。

2003年6月，美國國防部發(fā)表了一份IPv6的備忘錄。根據(jù)這份備忘錄，國防部將在2008年全面實現(xiàn)IPv6，IPv4屆時將退出。美國國防部突然加速IPv6的部署步調(diào)，主要的原因是想保持美軍在信息技術(shù)方面的優(yōu)勢。屆時，不只每個士兵有自己的IP地址，包括士兵裝備的槍支武器、汽車等設(shè)備都具有自己的IP地址，并可以形成點對點的通訊。美國國防部為此開出了全球IPv6最大的一筆預(yù)算——300億美元。

13億人口、3億移動用戶、8000萬網(wǎng)民，只有3000萬IP地址，中國不可能真的等到IP地址耗盡，嚴(yán)重影響中國網(wǎng)絡(luò)通訊發(fā)展的時候再來謀劃，IPv6實際上是中國的必然選擇。美國國防部考慮保持其在信息技術(shù)方面的絕對領(lǐng)先地位，中國也不能讓IPv4的地址拖了信息化的后腿。

實際上CNGI的發(fā)起，最早也是由院士們上書，國務(wù)院批準(zhǔn)，政府出資，八部委聯(lián)動。對IPv6的基礎(chǔ)性地位，國家也有清醒的認(rèn)識。從這個意義上來說，IPv6并沒有直接改變產(chǎn)業(yè)鏈，但是作為最基礎(chǔ)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，IPv6實際上把一切都改變了。

創(chuàng)建了全球最大實驗網(wǎng)的中國，能否建立一個IPv6的電子生活，這才是IPv6最大的想象空間。

日本IPv6的發(fā)展歷程

● 1996-1998年, IPv6研發(fā)和標(biāo)準(zhǔn)化制

定（主要由WIDE完成）；

● 1998-1999年,產(chǎn)品和專業(yè)技術(shù)

的研發(fā)；

● 2000-2001年,專業(yè)運營技術(shù)的開發(fā)；

● 2001年-至今，開展商業(yè)服務(wù)，國際合作與共同發(fā)展。

中國IPv6發(fā)展大事記

1998年 中國教育科研網(wǎng)（CERNET）建立IPv6試驗床

1999年 國家自然科學(xué)基金聯(lián)合項目“中國高速互聯(lián)研究試驗網(wǎng)NSFCNET”啟動

2000年 天地互連公司建立IPv6商用試驗床

2001年 中國電信啟動《IPv6總體技術(shù)方案》項目研究工作

中科院知識創(chuàng)新工程“IPv6網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵技術(shù)研究和城域示范系統(tǒng)”

2002年 信息產(chǎn)業(yè)部“下一代IP電信試驗網(wǎng)（6Tnet）”項目啟動

湖南電信IPv6試驗網(wǎng)項目、重慶網(wǎng)通信息港IPv6城域示范網(wǎng)項目啟動

2003年 6Tnet啟動IPv6城域網(wǎng)建設(shè)

協(xié)和醫(yī)院等SARS定點醫(yī)院采用“IPv6新一代網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程醫(yī)療、探視系統(tǒng)”

中國IPv6網(wǎng)絡(luò)與應(yīng)用演示中心建立

中國下一代互聯(lián)網(wǎng)示范項目（CNGI）全面啟動CERBNET2網(wǎng)絡(luò)建設(shè)啟動

2004年 中國第一個下一代互聯(lián)網(wǎng)主干網(wǎng)——CERNET2試驗網(wǎng)在京宣布開通

IPv4地址分配情況

● ARIN（the American Registry for Internet Numbers）負(fù)責(zé)南、北美洲及非洲的一部分地區(qū)的地址分配:獲得74%;

● RIPE NCC（Reseau IP Europeens）負(fù)責(zé)歐洲、中東和非洲的一部分地區(qū):獲得17%；

● APNIC（the Asia-Pacific Network Infor-mation Center）負(fù)責(zé)亞洲、太平洋地區(qū)的地址分配：獲得9%。