胥家瑞 馮勤

【摘要】本文從互聯(lián)網(wǎng)的體系結構入手，通過分析我國IPv4和IPv6現(xiàn)狀，提出要掌握互聯(lián)網(wǎng)的核心技術必需要解決的相關問題，從而真正實現(xiàn)從網(wǎng)絡大國向網(wǎng)絡強國的轉變。

【關鍵詞】互聯(lián)網(wǎng)核心技術體系結構 IPv4 IPv6

2016年4月，習總書記在網(wǎng)絡安全和信息化工作座談會上強調(diào)，互聯(lián)網(wǎng)核心技術是我們最大的命門，一個互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)規(guī)模再大、市值再高，如果核心元器件嚴重依賴外國，供應鏈的命門掌握在別人手里，再大再漂亮也經(jīng)不起風雨。最近針對“中興通訊缺芯事件“，出現(xiàn)了”美國分分鐘讓中國斷網(wǎng)“的傳言，這是真實情況還是臆想？這些問題的關鍵就是互聯(lián)網(wǎng)的核心技術。

互聯(lián)網(wǎng)的核心技術實際就是互聯(lián)網(wǎng)的體系結構，就像計算機硬件中的CPU和軟件中的OS一樣關鍵。當前全球互聯(lián)網(wǎng)格局正從互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議第四版（IPv4）向互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議第六版（IPv6）過渡，要從根本上解決網(wǎng)絡安全問題，設計構造一個安全的運營環(huán)境，就必須在體系結構上進行創(chuàng)新。IPv6采用128位地址長度，IPv4采用32位，使得IPv6可以不受限制地提供地址，極大地拓展網(wǎng)絡空間。所以我們要抓住機會，推進規(guī)模部署和實際商用，以實際行動創(chuàng)新互聯(lián)網(wǎng)的體系結構。

一、我國IPv4現(xiàn)狀

眾所周知，互聯(lián)網(wǎng)的關鍵基礎設施是域名系統(tǒng)，域名系統(tǒng)存儲于根域名服務器中，我們上網(wǎng)時通過分級查詢域名地址連接網(wǎng)頁。如果根域名服務器不能查詢到域名，整個網(wǎng)絡就不通了。因此根服務器屬于互聯(lián)網(wǎng)的戰(zhàn)略性基礎資源，是互聯(lián)網(wǎng)的“中樞”系統(tǒng)。由于互聯(lián)網(wǎng)是美國發(fā)明的，IPv4根服務器由美國管理，負責全球互聯(lián)網(wǎng)域名根服務器、域名體系和IP地址的分配。就拿互聯(lián)網(wǎng)的“中樞”根服務器來說，全球僅有13臺根服務器（主根1個輔根12個），美國就占10個（主根1個附根9個），其他3臺根服務器則為英國、瑞典、日本所占有。在互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中，域名根服務器服務于全球互聯(lián)網(wǎng)，這13個服務器的域名和地址都寫到了每一個域名解析服務器的客戶端里面，可以進行解析和監(jiān)測。因此在互聯(lián)網(wǎng)的硬件上，我們?nèi)狈Ω掌鬟@樣的“中樞”系統(tǒng)。

IETF是國際互聯(lián)網(wǎng)的標準組織，是互聯(lián)網(wǎng)標準規(guī)范制定者，整個互聯(lián)網(wǎng)的運營都按照統(tǒng)一的標準，圍繞網(wǎng)絡層、傳輸層和安全問題來開展工作，解決運營中出現(xiàn)的問題后形成新的協(xié)議標準。在IPv4網(wǎng)絡的8000多個標準里，近幾年我們僅參與制定了90個協(xié)議標準。

截止2018年6月，《中國互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展狀況統(tǒng)計報告》顯示我國網(wǎng)民規(guī)模達8.02億，占全球20%的互聯(lián)網(wǎng)用戶，但只擁有5%的IP地址。也就是說1個美國人可以分配6個IP地址，26個中國人共享1個IP。因此，我們是網(wǎng)絡大國而不是網(wǎng)絡強國。

二、我國IPv6現(xiàn)狀

我國下一代互聯(lián)網(wǎng)國家戰(zhàn)略“雪人計劃”已完成全球25臺IPv6根服務器的部署。該計劃2015年6月正式發(fā)布，招募全球25個根服務器運營志愿單位，共同對IPv6根服務器運營、域名系統(tǒng)安全擴展、密鑰簽名和密鑰輪轉等方面進行測試驗證。在全球架設25臺IPv6根服務器，其中中國部署4臺，分別是4臺主根服務器和3臺輔助服務器，從而結束了我國沒有根服務器的歷史，使我們在下一代互聯(lián)網(wǎng)中有了自己的“中樞”系統(tǒng)。

我國的下一代互聯(lián)網(wǎng)（IPv6）研究起步較早。1997年IPv6正式提出；在2000年成功研制了中國第一個地區(qū)性下一代互聯(lián)網(wǎng)試驗網(wǎng)絡；2003年，清華大學等單位承擔“973”計劃項目“新一代互聯(lián)網(wǎng)體系結構理論研究”；2008年，國家組織實施下一代互聯(lián)網(wǎng)示范工程CNGI試商用項目，上百所高校和科研機構、全國性電信運營商、幾十個互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)加入其中，建成世界上最大的IPv6示范網(wǎng)。

全球IPv6使用率統(tǒng)計中，美國的IPv6用戶占全網(wǎng)用戶數(shù)為33.2%，我國IPv6用戶僅為3%，全球排名第70位。為應對這種局面，我國積極進行IPv6規(guī)模部署：一是在2018年，市場驅(qū)動的良性發(fā)展環(huán)境基本形成，IPv6活躍用戶數(shù)達到2億；二是到2020年，市場驅(qū)動的良性發(fā)展環(huán)境日臻完善，IPv6活躍用戶數(shù)超過5億，新增網(wǎng)絡地址不再使用私有IPv4地址；三是到2025年，我國IPv6網(wǎng)絡規(guī)模、用戶規(guī)模、流量規(guī)模將位居世界第一，網(wǎng)絡、應用、終端全面支持IPv6，全面完成向下一代互聯(lián)網(wǎng)平滑演進升級。

三、標準和話語權的挑戰(zhàn)

在IPv4向IPv6過渡過程中，我們要加快網(wǎng)絡基礎設施和應用基礎設施升級步伐，推動各領域的IPv6改造，盡快掌握IPv6核心技術和“殺手锏”，需解決以下問題：

1、加強互聯(lián)網(wǎng)通用和基礎技術研究。在IPv4架構體系中，我們對網(wǎng)絡協(xié)議標準、域名管理等方面，與互聯(lián)網(wǎng)強國存在著巨大差距。我們要利用好ICANN管理權變更和向IPv6過渡的機會，從根服務器數(shù)量擴展人手，推動全球互聯(lián)網(wǎng)管理邁向多邊共治。根據(jù)互聯(lián)網(wǎng)開放和互聯(lián)互通的技術特點，需要我們在互聯(lián)網(wǎng)體系結構研究中，從基礎技術人手，研究標準和通用技術，尋求跨躍發(fā)展的機遇，增強互聯(lián)網(wǎng)話語權。

2、針對網(wǎng)絡安全運營，研究掌握“殺手锏”技術。在IPv4架構體系中，IP包在互聯(lián)網(wǎng)的傳遞過程中，不認證源地址，使得病毒等問題時有發(fā)生。IPv4向IPv6過渡中，要注重解決互聯(lián)網(wǎng)體系結構的安全性，可信任訪問的問題，需要徹底的掌握源地址驗證的“殺手锏”技術，保證網(wǎng)絡安全運營和正常有序的發(fā)展。

3、加快研究下一代互聯(lián)網(wǎng)IPv6前沿技術和顛覆性技術。我們要加快推進IPv6網(wǎng)絡建設，研究IPv6系統(tǒng)架構關鍵核心技術和解決方案，讓IPv4到IPv6轉換成本，從網(wǎng)絡安全運營和物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計算、人工智能等國家重點新技術領域爆發(fā)式增長中得到補償，從產(chǎn)業(yè)發(fā)展中優(yōu)先布局，才能給互聯(lián)網(wǎng)相關產(chǎn)業(yè)提供更多內(nèi)動力。

因此，要掌握我國互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的主動權，就要從互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的軟硬件和安全人手。通過改革科技研發(fā)投入產(chǎn)出機制和科研成果轉化機制，加快推動高性能計算、移動通信、量子通信、核心芯片、操作系統(tǒng)等研發(fā)和應用產(chǎn)業(yè)建設，在某些領域、某些方面取得重大突破，真正實現(xiàn)從網(wǎng)絡大國向網(wǎng)絡強國的轉變。