IPv6：起個(gè)大早趕個(gè)晚集？院士?jī)牲c(diǎn)建議突破命門

王欣

在12月7日舉辦的GNTC全球網(wǎng)絡(luò)技術(shù)大會(huì)上，中國工程院院士、清華大學(xué)教授吳建平表示，互聯(lián)網(wǎng)是網(wǎng)絡(luò)空間的最重要基礎(chǔ)設(shè)施，互聯(lián)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)是互聯(lián)網(wǎng)的核心技術(shù)，而IPv6作為下一代互聯(lián)網(wǎng)核心標(biāo)準(zhǔn)傳輸格式的發(fā)展卻一波三折。

一波三折

1996-1997年IPv6誕生以后，很多國家都發(fā)起了下一代互聯(lián)網(wǎng)研究計(jì)劃，想在新的網(wǎng)絡(luò)空間里掌握更多的主動(dòng)權(quán)。

但那時(shí)，我國互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)展落后，所以沒有機(jī)會(huì)申請(qǐng)大量IP地址，加上國際上沒有大規(guī)模用IPv6組網(wǎng)的經(jīng)驗(yàn)。面對(duì)IPv6海量地址空間帶來挑戰(zhàn)和困難，我國錯(cuò)失了掌握IPv6發(fā)展主動(dòng)權(quán)的機(jī)會(huì)。

鑒于從IPv4到IPv6發(fā)展是個(gè)改朝換代的機(jī)會(huì)，據(jù)吳建平介紹，當(dāng)時(shí)眾多院士寫信呼吁政府發(fā)起下一代互聯(lián)網(wǎng)研究計(jì)劃，經(jīng)過兩年的調(diào)研和論證，國務(wù)院批復(fù)了八個(gè)部委向國家申請(qǐng)的啟動(dòng)中國下一代互聯(lián)網(wǎng)示范工程的計(jì)劃，經(jīng)過五年完成了第一階段的工作。包括運(yùn)營商、設(shè)備制造商以及應(yīng)用軟件的開發(fā)商等全國幾百個(gè)單位參加了這個(gè)工程，20億元國家撥款和30億元自籌，總投資差不多50億元。經(jīng)過五年的時(shí)間，在2008年建成了當(dāng)時(shí)全球最大的IPv6示范網(wǎng)，開發(fā)攻克了一批互聯(lián)網(wǎng)IPv6關(guān)鍵技術(shù)。

那時(shí)還制定了發(fā)展路線圖，分為三個(gè)階段。第一階段是準(zhǔn)備階段，是在2010年之前。第二階段是過渡階段，是2011-2015年。第三階段是完成階段，是在2016年以后。

“第一階段我們完成得比較漂亮，在國際上處于領(lǐng)先地位，但是第二個(gè)階段那五年進(jìn)展不盡如人意，目前我們還處于思考和追趕的階段。”吳建平表示。

隨著IPv4地址在全球的分配殆盡，從2013年開始，全球的IPv6網(wǎng)絡(luò)呈現(xiàn)一個(gè)比較大的發(fā)展趨勢(shì)。從2012—2015年，全世界IPv6流量增長(zhǎng)了十倍，人們預(yù)計(jì)2018年IPv6流量將會(huì)超出IPv4。

最近IETF在新的RFC標(biāo)準(zhǔn)中要求停止新設(shè)備和新擴(kuò)展協(xié)議兼容IPv4，希望未來新協(xié)議全部在IPv6基礎(chǔ)上進(jìn)行優(yōu)化，這就使得IPv6的發(fā)展進(jìn)入了一個(gè)快車道。

但在全球互聯(lián)網(wǎng)IPv6用戶數(shù)量的統(tǒng)計(jì)結(jié)果上，中國IPv6發(fā)展還是不盡如人意。數(shù)據(jù)顯示，比利時(shí)是第一名，美國是第三名，他們的用戶比例都達(dá)到了30%到50%，日本也有15%的用戶，基礎(chǔ)設(shè)施比較落后的印度也有11%的用戶。而中國排名卻不靠前，只有7%的互聯(lián)網(wǎng)用戶。

三方面直擊痛點(diǎn)

吳建平表示，國家的政策一直是持續(xù)鼓勵(lì)I(lǐng)Pv6發(fā)展，但在落實(shí)過程中卻出現(xiàn)了很多的問題。

今年，國家也發(fā)布兩個(gè)文件關(guān)于部署IPv6，一是2016年3月發(fā)布的“十三五”規(guī)劃，要求超前部署下一代互聯(lián)網(wǎng)全面向互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議IPv6過渡。另一個(gè)是2016年7月份，國家信息化發(fā)展戰(zhàn)略綱要中指出，要加快下一代互聯(lián)網(wǎng)大規(guī)模商用。

吳建平形象地比喻，我們國家的IPv6發(fā)展是起個(gè)大早、趕個(gè)晚集，并從三個(gè)方面直擊痛點(diǎn)。

首先，我國互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展起步比較晚，導(dǎo)致我國互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)落后。而技術(shù)落后，申請(qǐng)地址就會(huì)受限、短缺，地址短缺就會(huì)造成用私有地址出口轉(zhuǎn)換成公有地址。眾所周知，地址轉(zhuǎn)換會(huì)降低網(wǎng)絡(luò)效率，使互聯(lián)網(wǎng)帶寬低、延遲大、速度慢。一方面是基礎(chǔ)投資不夠，一方面是地址轉(zhuǎn)換產(chǎn)生了很重要的阻力。國內(nèi)用戶養(yǎng)成了即使有公有地址也不一定使用的習(xí)慣。

其次，互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展缺乏國際競(jìng)爭(zhēng)。谷歌、Facebook這些世界頂級(jí)的互聯(lián)網(wǎng)提供商，大量的遷移到IPv6上。但我們國家的信息提供商卻沒辦法深層次訪問網(wǎng)站。運(yùn)營商和信息提供商互相之間存在抱怨，運(yùn)營商抱怨信息提供商沒有信息服務(wù)，用戶沒有訪問資源，信息服務(wù)商抱怨你運(yùn)營用戶過少，發(fā)展的資源沒人用。

最后，國家互聯(lián)網(wǎng)安全監(jiān)管措施成本和代價(jià)很高。將整個(gè)網(wǎng)絡(luò)從IPv4遷移到IPv6需要重建，而且IPv6本身有端到端的加密功能，這使得我國的安全管理和監(jiān)控有很多困難。

兩點(diǎn)建議解決安全問題

互聯(lián)網(wǎng)安全問題是困擾世界的一大難題。前段時(shí)間，美國就出現(xiàn)一次大規(guī)模斷網(wǎng)事件。Twitter、Paypal、Spotify等多個(gè)常用的美國網(wǎng)站被迫中斷服務(wù)，一半以上美國網(wǎng)站遭到黑客黑手。

近些年，美國對(duì)安全問題也非常關(guān)注，發(fā)布了一系列計(jì)劃和行動(dòng)綱要，并寄希望與全球合作來攻關(guān)互聯(lián)網(wǎng)安全問題。

而究竟為什么會(huì)出現(xiàn)這么多互聯(lián)網(wǎng)安全問題？

吳建平提出三點(diǎn)。首先是源地址不做認(rèn)證。源地址不認(rèn)證，路由會(huì)產(chǎn)生很多問題，DDoS攻擊也是由于源地址。其次，大規(guī)模的域名劫持和假冒。當(dāng)你訪問一個(gè)域名時(shí)，突然跳轉(zhuǎn)到你不希望去的網(wǎng)站，這些都是由于域名劫持產(chǎn)生的。最后，主干網(wǎng)上信息路由被劫持，這對(duì)運(yùn)營商有相當(dāng)大的危害，網(wǎng)絡(luò)很難搞通。

針對(duì)互聯(lián)網(wǎng)安全問題，吳建平表示，網(wǎng)絡(luò)空間安全已經(jīng)成為國家重要的戰(zhàn)略需求，掌握互聯(lián)網(wǎng)核心技術(shù)是解決網(wǎng)絡(luò)空間安全問題的“命門”，同時(shí)給出了兩點(diǎn)建議。

首先，要解決高水平的人才問題，要靠?jī)蓷l腿走路。一方面培養(yǎng)一些黑客來解決互聯(lián)網(wǎng)安全問題，另一方面加大高層次的人才培養(yǎng)，去設(shè)計(jì)安全的互聯(lián)網(wǎng)。

其次，解決網(wǎng)絡(luò)空間安全核心技術(shù)問題，要以IPv6為基礎(chǔ)，增加路由源地址驗(yàn)證和二維網(wǎng)絡(luò)控制，使網(wǎng)絡(luò)更加安全、可信。同時(shí)不僅將技術(shù)用于專網(wǎng)，也要應(yīng)用在公有互聯(lián)網(wǎng)上。

“基于IPv6源地址驗(yàn)證的安全可信下一代互聯(lián)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)，是拓展網(wǎng)絡(luò)空間和解決網(wǎng)絡(luò)空間安全問題的重要發(fā)展機(jī)遇。”吳建平表示。

IPv6特征

IPv6地址長(zhǎng)度為128位，地址空間增大了2的96次方倍。

靈活的IP報(bào)文頭部格式， 提高了網(wǎng)絡(luò)的整體吞吐量。使用一系列固定格式的擴(kuò)展頭部取代了IPv4中可變長(zhǎng)度的選項(xiàng)字段。IPv6中選項(xiàng)部分的出現(xiàn)方式也有所變化，使路由器可以簡(jiǎn)單路過選項(xiàng)而不做任何處理，加快了報(bào)文處理速度。

IPv6簡(jiǎn)化了報(bào)文頭部格式，字段只有8個(gè)，加快報(bào)文轉(zhuǎn)發(fā)，提高了吞吐量。

提高安全性。身份認(rèn)證和隱私權(quán)是IPv6的關(guān)鍵特性。

支持更多的服務(wù)類型。

允許協(xié)議繼續(xù)演變，增加新的功能，使之適應(yīng)未來技術(shù)的發(fā)展。