ＩＰｖ６的想象空間

IPv6在中國

最近，中國開發出世界首臺IPv6移動路由器“BJTU-IPv6無線/移動路由器”的消息被各大媒體轉載。這臺由北京交通大學開發，教育部鑒定的路由器是在傳統路由器的基礎上，兼容IPv4和IPv6協議，同時支持移動IPv6技術，無線連接技術，移動路由協議。

新華社在報道這條消息時采用了這樣的標題：“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網絡技術核心領域，攻克了關鍵的新一代網絡的路由技術和安全技術，具有自主知識產權，填補了國內外在這一領域的空白，達到國際領先水平，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路由協議棧軟件”，此項目由北京交通大學IP網絡實驗室、北京佳訊飛鴻公司和解放軍信息工程學院聯合開發。

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網主干網——CERNET2(第二代中國教育和科研計算機網)試驗網在京宣布開通。該網絡采用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模最大的采用純IPv6技術的下一代互聯網主干網絡。

CERNET2同時還是由國務院正式批準，國家發改委、科技部、信息產業部、國務院信息化工作辦公室、教育部、中國科學院、中國工程院、國家自然基金會等8部委聯合牽頭的“中國下一代互聯網示范工程” CNGI（China Next Generation Internet）計劃實施中第一個開通的核心主干網。在去年8月，由CNGI示范網絡核心網絡承建單位招標中，電信運營商中國電信、中國網通、中國移動、中國聯通、中國鐵通也是中標者，將參與建設。

中國電信總工辦高級經理馮明在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絡的基礎上看待NGI，也就是說下一代網絡不但包括比現在更快的數據通訊網絡，還包括語音通訊的NGN（電話網絡中的下一代網絡）、網格計算、3G/4G寬帶無線接入、寬帶接入以及下一代光網絡的內容和特點，中國電信給IPv6的定位是“實現無處不在網絡應用的重要后臺支撐技術”。未來兩年，中國電信在IPv6上的主要工作是建設CNGI示范網、業務研究試驗和現網演進。中國電信在長沙電信分公司建立的城域試驗網早已開通。在現網過渡方面，中國電信要求現存和新建的骨干基礎設施兼容IPv6，國內主要城市將具備IPv6業務提供能力，網絡過渡的重點將轉向城域網。其他如中國網通、中國移動、中國聯通對IPv6的實質性支持，與中國電信并無本質的差別。

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成為世界上互聯網用戶最多的國家，IPv6殺手級應用會最先出現在中國。

IPv6的緣起

IPv6的全稱是網際互聯協議第六版。在這之前，互聯網和企業網普遍采用的是IPv4，也就是網際互聯協議的第四版本。但是IPv4設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，當年IPv4的設計者也像當年的千年蟲一樣，沒有想到IPv4能有今天的廣泛用途，在整個通訊產業中居于如此基礎的地位。

IPv4的地址空間準確的說是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8000萬網民，卻僅僅分配了3000萬個IP地址，中國的互聯網應用不得不大量采用NAT（網絡地址轉換）技術，但是NAT破壞了IP網絡的端到端通訊能力。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重不足的3000萬IPv4地址，地址的緊缺顯然已經限制了發展。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都分配一個獨立的IP地址，也遠遠用不完。

根據IETF的預測，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，人均地址數在10個以上。但是包括日本、韓國在內的亞洲和歐洲，IPv4地址的不足已成定局。這也是歐洲、日本、韓國、中國等國家和地區在IPv6上與美國步調不一的關鍵原因。

在1995年提交IPv6協議草案時，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發展到今天，在安全、服務質量保障、自動配置功能以及對移動服務的支持、多播、數據吞吐等方面具有明顯的優勢。

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

IPv4協議的另一個主要缺陷是該協議不是一個可靠的協議，而是一種盡最大努力傳送的協議。數據包在涌塞后會被丟棄，同一個服務的不同數據包可能在網絡上通過不同的傳送路徑，這就可能帶來服務時間延遲，這對語音、視頻等服務而言是不可接受的。隨著核心網絡帶寬的極大豐富，光網絡傳送可靠性得到數量級的提高，現在利用分組網絡傳送語音和視頻變成了現實。這也促成了QoS（服務質量保證）的興起。QoS的含義是將數據包根據服務類型進行分級，優先級高的數據包優先通過，從而既保證了時間敏感服務的時延要求，又兼有分組網絡對網絡的有效利用。IPv6在數據報頭里標記了數據包的服務等級和流標記，這樣相同的數據包可以通過相同的網絡路徑按照相同的優先級傳送。這就讓IPv6網絡真正有可能融合數據網、語音網甚至視頻傳送，為下一代網絡的業務豐富性提供了可能。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，有數據鏈路層的通訊足矣。但是3G的優勢正如《經濟學人》所描述的那樣：3G手機不但有語音通訊，還是一個移動計算機，一個數據服務終端，一個移動的電視接收機、一個視頻會議中心，甚至是一個信用卡，總之希望3G手機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據通訊的支持。但是一個3G的基站有效范圍局限在幾公里以內，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準國際組織3GPP將IPv6作為基礎協議。

正如中國電信給IPv6的定位一樣，IPv6在下一代網絡中將居于非常重要的基礎地位。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。

當然實際的情況并不總如技術分析一樣激動人心，中國電信馮明的看法基本上就是業界的共識：IPv6在技術上的優勢毋庸置疑，不過現在在業務和應用驅動方面是一個明顯的軟肋。而推動業務創新和應用驅動，只能通過建立實驗網的辦法來摸索，通過業務開發來形成新的產業鏈。

IPv6無力改變產業鏈

包括中科院院士在內，有不少人對中國即將建立起世界最大的IPv6實驗網激動不已。激動的理由是充分的，上一次中國遭遇互聯網時，落后于美國30年。從設備供應到應用，統統得向美國人學習。今天中國在IPv6上有望成為階段性的領先者，而且是在IPv6這樣重要的基礎技術上，難怪會充滿了憧憬和想象。

支持IPv6的發展，在產業鏈上有三個相互關聯的環節：設備供應商、運營商和增值服務商。由于IPv6在下一代網絡中的基礎地位，通訊、計算機和消費電子的融合趨勢，產業鏈的三個環節顯得錯綜復雜。

從設備供應商角度看，原來的電信設備供應商局面不會有太大的變化。對數據通訊而言，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（思科著名的互聯網操作系統），并在頂級路由器12000系列中實現，2003年思科全線產品開始支持IPv6，現在思科路由器對IPv6的支持已經是基于硬件轉發。甚至如中國的華為，也在今年宣布了全線路由器、NGN、3G和光通訊產品對IPv6的全線支持。

從本質上來講，IPv6雖然有很多技術創新，但是并不能改變電信設備競爭點，傳統設備供應商在IPv4上積累的優勢仍然會發揮巨大的作用。中國、日本部分在IPv6上先期投入的廠商雖然能夠縮短與領先設備供應商在IPv6上的差距，甚至還能局部、階段領先，但是并不可能根本改變競爭格局?？紤]到現在的主流設備供應商在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務的網絡基礎。IPv6帶給運營商的最大沖擊，可能就是數據、語音、視頻業務的融合。這樣中國移動和中國聯通完全可以更容易的開展數據接入服務，實際上也早就開始開展數據接入服務了。業界盛傳電信改革的“四合二”方案，也是看到了移動通訊對固定網業務的蠶食，要打破移動和固定網的人為區隔。目前城域網在開展新業務方面做了很多嘗試，也是運營商寄與厚望的領域，寬帶接入、視頻點播、視頻會議、網絡監控、遠程教育等等。但是從目前的經驗看，這些服務與傳統接入服務的區別，就在于QoS，說到底還是一種數據接入而已。新業務的大量產生并成為新增長點，最后還是要看增值服務商的發展情況，這并不是IPv6能改變的。

近兩年消費電子的興起，可能是增值服務最大的開發領域。手機游戲、音樂下載、移動視頻等等已經初現端倪。當消費電子和寬帶無線結合，和點對點的IPv6結合，將建立一個全新的電子生活。電影《小鬼當家》中兒子和父親的視頻專線，很快就會出現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、發動機、輪胎分別裝上IP地址，今天看起來用IP網絡代替汽車網絡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意。一家路由器開發商CEO建議SONY公司不要開發任何不支持IPv6的產品，而SONY也真的修改其著名游戲機PS2，讓它支持IPv6。日本的日立雖然是世界上第一個發布基于硬件轉發IPv6路由器的公司，但是日立在路由器產品上的發展并不充分，產品線離組建一個端到端運營網還差了很遠。日本發展IPv6，不是挑戰歐美電信設備供應商，而IP汽車、消費電子才是背后的真正因素。但是顯然，IPv6對這些產業格局影響甚微。

至于運營商和增值服務商的關系，發生在手機短信上的故事已經證明，增值服務和新興業務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商來挑戰自己。增值業務在IPv6上有無窮的想象空間，增值服務商卻無力改變自己依附運營商的命運。

IPv6對設備供應商、運營商和增值服務商都有影響，但是這種影響既無力改變整個產業鏈的結構，也不能改變具體某個環節的競爭格局。中國研究機構、運營商和主流設備供應商對IPv6的態度差異，也緣由于此。而美國商業應用對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，美國國防部發表了一份IPv6的備忘錄。根據這份備忘錄，國防部將在2008年全面實現IPv6，IPv4屆時將退出。美國國防部突然加速IPv6的部署步調，主要的原因是想保持美軍在信息技術方面的優勢。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最大的一筆預算——300億美元。

13億人口、3億移動用戶、8000萬網民，只有3000萬IP地址，中國不可能真的等到IP地址耗盡，嚴重影響中國網絡通訊發展的時候再來謀劃，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方面的絕對領先地位，中國也不能讓IPv4的地址拖了信息化的后腿。

實際上CNGI的發起，最早也是由院士們上書，國務院批準，政府出資，八部委聯動。對IPv6的基礎性地位，國家也有清醒的認識。從這個意義上來說，IPv6并沒有直接改變產業鏈，但是作為最基礎的技術標準，IPv6實際上把一切都改變了。

創建了全球最大實驗網的中國，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的發展歷程

● 1996-1998年, IPv6研發和標準化制

定（主要由WIDE完成）；

● 1998-1999年,產品和專業技術

的研發；

● 2000-2001年,專業運營技術的開發；

● 2001年-至今，開展商業服務，國際合作與共同發展。

中國IPv6發展大事記

1998年 中國教育科研網（CERNET）建立IPv6試驗床

1999年 國家自然科學基金聯合項目“中國高速互聯研究試驗網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總體技術方案》項目研究工作

中科院知識創新工程“IPv6網絡關鍵技術研究和城域示范系統”

2002年 信息產業部“下一代IP電信試驗網（6Tnet）”項目啟動

湖南電信IPv6試驗網項目、重慶網通信息港IPv6城域示范網項目啟動

2003年 6Tnet啟動IPv6城域網建設

協和醫院等SARS定點醫院采用“IPv6新一代網絡遠程醫療、探視系統”

中國IPv6網絡與應用演示中心建立

中國下一代互聯網示范項目（CNGI）全面啟動CERBNET2網絡建設啟動

2004年 中國第一個下一代互聯網主干網——CERNET2試驗網在京宣布開通

IPv4地址分配情況

● ARIN（the American Registry for Internet Numbers）負責南、北美洲及非洲的一部分地區的地址分配:獲得74%;

● RIPE NCC（Reseau IP Europeens）負責歐洲、中東和非洲的一部分地區:獲得17%；

● APNIC（the Asia-Pacific Network Infor-mation Center）負責亞洲、太平洋地區的地址分配：獲得9%。