IPv6：拐點將至

文/本刊記者 王世新

“未來5年里，全球IPv6用戶的占比將達到70%以上，這其中必然有中國的重要貢獻。”

2019年是互聯網誕生于美國并惠及全球50周年，也是中國全功能接入國際互聯網25周年，如果放到當前中美兩國在經濟、科技等領域全面競爭的大背景下，這個節點也可以作為瞭望塔，從中回望兩國相差一半的時間里，在互聯網發展尤其是下一代互聯網IPv6方面的競爭和反轉。于我們而言，其中既有后來居上的振奮，也有錯失良機的嘆息。

作為最早部署IPv6的國家之一，我國的IPv6在2013年后不進則退，而與此同時，全球其他國家紛紛加大力度部署IPv6。在最近舉行的中國互聯網大會上，清華大學教授李星說：“不妨想象，如果20年前我國就推出IPv6部署行動計劃，現在全球IPv6是什么格局？”這也許注定成為中國互聯網發展歷程上的“李約瑟難題”。2017年底，兩辦發文從國家層面推進IPv6部署,政府、運營商、企業合力布局，使IPv6實現跨越式發展，最新的一項數據表明，我國IPv6發展從2019年初的全球第66位躍升至目前第6位。不妨大膽地做出一個判斷：我國IPv6距離拐點的來臨越來越近！

后來居上

1973年美國的Vint Cerf（溫特·瑟夫）和Robert Khan（羅伯特·康）經過不懈的努力，終于向世界奉上了奠定互聯網基礎的TCP/IP協議。當IPv4協議（互聯網協議第四版）在1981年問世的時候，工程師們總共設計了43億個IP地址，這一數量對于當時的寥寥用戶來說完全是個天文數字，絕對可以滿足所有需求。然而從現在的眼光看來，時代的確是限制了想象力：今天，僅中國自己就有8億多互聯網用戶，按照一個中國人有三個聯網終端（筆記本、手機、PAD）計算，就會占據全球所有IPv4一半還多的地址，由于地址無法實現“按需分配”，實際上中國僅有3.38億IPv4地址，人均還不到0.45個。目前，全球IPv4地址均已耗盡，這個問題不解決，地址危機將直接影響全球互聯網的發展進程。

全球IPv4地址均已耗盡，這個問題不解決，地址危機將直接影響全球互聯網的發展進程。

IPv6在這樣的背景下應運而生，作為互聯網協議的第六版，它將IPv4的32位地址格式擴展至128位，相應的IPv6有2128個地址，相當于地球上每一平方米可以獲得1026個地址，這意味著，如果需要的話，地球上每一粒灰塵都可以擁有一個IP地址。

對于1994年才全功能接入中國的互聯網，我們的接受程度是一個逐步加快的過程，然而對于被譽為下一代互聯網的IPv6，相比美國一開始的“漫不經心”，中國某些學術機構和個人卻表現出了驚人的預見性和超前意識，這也為中國在互聯網基礎設施建設方面后來居上提供了某種可能和契機。

在IPv6誕生的相當長的一段時間里，作為互聯網以及TCP/IP協議發源地的美國除了2003年左右國防部比較重視并在有限范圍內推進之外，IPv6受到了相當大的忽視。這可以歸結為相對需求的經濟命題，當時，全世界大部分的網絡資源和核心技術都掌握在美國人的手里，70%以上的IP地址為美國所有，互聯網原有的架構并不影響他們的發展戰略和運營商盈利空間，因此他們很少感受來自地址容量緊張的壓力。

當包括美國在內的全球大部分國家對IPv6還沒有充分重視的時候，中國已經走在前面， 其探索可以追溯到1997年。

1997年,清華大學李星教授領銜的研究組建立了中國第一個IPv6試驗網，并于1998年代表CERNET-6Bone接入到全球IPv6試驗網6Bone。2000年在國家自然基金委支持下，立項投資2500萬，在北京建設了國家項目資助的IPv4/IPv6雙棧試驗網。

2003年，在57位院士建議下，經國務院批復，8個部委聯合啟動中國下一代互聯網示范工程CNGI。中國教育和科研計算機網承擔CNGI-CERNET2的建設，獨辟蹊徑地建成了世界上第一個純IPv6網絡。在這個過程中，CERNET專家創新性地提出了真實源地址驗證技術及翻譯技術IVI。在2008年北京奧運會上，IPv6大放異彩，在國際上引起震動，美國媒體驚呼：“中國希望利用IPv6網絡技術，成為世界信息科技市場上最具備創新力的國家……但美國在此方面則顯得相對落后。”

如果再對比25年前，胡啟恒院士等先行者為了突破美國的科技封鎖，與其斗智斗勇將中國全功能接入全球互聯網，并發出“互聯網進入中國，不是八抬大轎抬進來的，而是從羊腸小道走出來的”的感慨，在2003年這個歷史節點前后，起碼在IPv6這個領域，僅僅進入中國9年的互聯網，其基礎研究的發展加速度已經呈現出炫目的光彩，如果按照之后5年這個步伐和速率走下去，更大程度的后來居上和IPv6超前普及完全可以期待。

就在此時，歷史卻不經意地打了一個響指，有的戛然而止，有的再次啟動，中國互聯網發展進程中的“李約瑟難題”出現了。

劇情反轉

隨著互聯網的快速發展和用戶需求的不斷增加，現有網絡面臨全新挑戰，越來越多的國家認識到，互聯網是關系國民經濟和社會發展的重要基礎設施，深刻影響著全球經濟格局、利益格局和安全格局。基于互聯網協議第四版(IPv4)的全球互聯網正面臨著網絡地址消耗殆盡、服務質量難以保證等制約性問題，加快構建高速率、廣普及、全覆蓋、智能化的下一代互聯網(IPv6)成為當務之急。

美國很快也從一開始的漫不經心，變得“認真”起來。2012年發布《政府IPv6應用指南/規劃路線圖》全面推動IPv6的商用部署。隨著網絡寬帶化改造和LTE網絡的建設，美國IPv6商用化進程明顯加速，IPv6地址申請量曾一度位居全球第一，IPv6 網絡覆蓋規模比例超過40%，主流ICP 內容服務商全面支持IPv6。

其他國家和地區也沒有閑著，歐盟發布文件要求運營商和大型網絡部署IPv6，用政府采購促進和帶動IPv6發展和布局，為推動歐洲IPv6網絡研究，歐盟投入約一億歐元資金，在這個過程中，比利時因為“地利”搭上了歐盟的順風車，成為IPv6部署的最大受益者，由于其首都布魯塞爾是歐盟總部所在地，它順勢發展為全世界IPv6部署率最高的國家之一。

讓人啼笑皆非卻也讓人深思的一幕發生在我們的鄰國印度身上。2010年，當時印度互聯網用戶僅2000萬，IPv6論壇主席Latif Ladid在一次國際會議上表示，印度方面并不重視IPv6網絡技術，對IPv4向IPv6網絡過渡不積極，與中國相比不在同一個級別上。然而包括他在內的大多數人絕對沒有想到，就在短短9年之后，印度的IPv6用戶數突破3億，是全球IPv6用戶數的一半還多。

反觀中國IPv6的發展，則一度陷入了雷聲大、雨點小的尷尬境地。盡管我國是全世界最早開展IPv6研發和應用的國家之一，卻“起了個大早，趕了個晚集”。客觀原因比較多，甚至有些與美國在IPv6發展初期的問題是共通的：一是用戶長期在IPv4環境下獲取網絡服務，習慣于用私有地址轉換為公有地址上網，還沒有形成對固定IP地址的使用習慣和強烈訴求，因而未能給網絡運營商造成向IPv6演進的足夠壓力；二是中國互聯網企業整體上缺乏國際競爭力，缺乏像谷歌、亞馬遜那樣擁有著極強社會責任感的大企業向IPv6遷移；三是網絡運營商和信息提供商之間沒有形成合力；四是政府決策部門和產業領域受到一些五花八門技術的干擾。

不過，美國、歐洲、印度等國家和地區的發展經驗至少給了我們兩點重要啟示：一方面，IPv6的大規模部署和超常規普及是完全可能的；另一方面，政府全力推動不是萬能的，但是沒有政府全力推動是萬萬不能的。

合力布局

自十八大以來，特別是對互聯網安全的重視以及“網絡強國”戰略的提出，讓每個人都看到了IPv6的曙光。

2016年11月，全球互聯網最具權威的技術標準化組織——國際互聯網工程任務組（IETF）發布了一個聲明，希望未來的互聯網協議標準全部基于IPv6來制定，新設備和新的擴展協議不再兼容IPv4，這個公告發出了非常明確的信號，表明IETF正式確認未來互聯網將建立在IPv6的基礎上。也因此，IPv6成為互聯網技術無可爭議的發展趨勢和方向，而對于以“萬物互聯”為目標的物聯網，IPv6同樣是下一代人類智能生活的樞紐工程。同時這也意味著，中國IPv6的發展已經到了時不我待的緊急時刻，相比很多國家，我們已經落后太多了。

一年后，中共中央辦公廳、國務院辦公廳印發了《推進互聯網協議第六版（IPv6） 規模部署行動計劃》（以下簡稱《行動計劃》），明確指出我國基于 IPv6的下一代互聯網發展的總體目標、路線圖、時間表和重點任務，提出用5到10年的時間，形成下一代互聯網自主技術體系和產業生態，建成全球最大規模的IPv6商業應用網絡，是加快推進我國 IPv6 規模部署、促進互聯網演進升級和健康創新發展的行動指南。

與其說這是一份行動指南，不如說是吹響了閃耀著中央對于IPv6規模部署堅定決心光環的巨型號角，將平時離散的所有建設力量集結成軍，齊頭并進。

同時，5G的發展趨勢和需求也對IPv6的快速普及提出了客觀要求，在此次中國互聯網大會上，工業和信息化部總經濟師王新哲表示，與4G相比，5G具有超大寬帶、超強連接、超低時延等顯著特征，將為我國構建一個萬物互連的世界，使得大數據、云計算、人工智能、工業互聯網、車聯網等新一代技術潛能得以釋放，使得智能工廠、無人駕駛、遠程醫療、智慧農業、智慧教育等從此走進大眾的工作和生活。發展5G，首先要為每臺設備、每個終端、每項應用提供一個地址，這有可能達到千億數量級，而目前IPv4所能提供的網絡地址的資源只有四十多億。因此，加快推進IPv6的規模部署，構建高速率、廣普及、全覆蓋、智能化的下一代互聯網，既是促進5G等新一代信息技術發展，建設網絡強國的迫切需要，更是鼓勵我國經濟社會發展，構建未來國際競爭新優勢的迫切要求。

自《行動計劃》發布以來，政府部門、中央企業、基礎電信企業、互聯網企業、通信設備制造企業、科研機構等迅速行動起來，紛紛制定具體的落地實施方案和工作計劃，加快 IPv6 升級改造，效果有目共睹。目前，中國已分配IPv6 地址的用戶數快速增長，IPv6 活躍用戶數顯著增加，截至2019 年5月，IPv6的活躍用戶數達到1.3億，大概占了我國互聯網用戶總數的15%，與全球平均水平相近；IPv6 流量快速增長，中國電信、中國移動和中國聯通城域網出口總流量達 398.43Gbps，LTE 核心網總流量達 508.87Gbps，骨干直聯點總流量達 75.74Gbps，國際出入口的IPv6總流量達到80.45Gbps；我國 IPv6 地址儲備量大幅增長，我國已申請 IPv6 地址資源總量達到47282 塊（/32），取代美國躍居全球首位…… 根據《行動計劃》的三步走戰略，距今最近的目標是到2020年末，市場驅動的良性發展環境日臻完善，IPv6活躍用戶數超過5億，在互聯網用戶中的占比超過50%，新增網絡地址不再使用私有IPv4地址，并在以下領域全面支持IPv6：國內用戶量排名前100位的商業網站及應用，市地級以上政府外網網站系統，市地級以上新聞及廣播電視媒體網站系統；大型互聯網數據中心，排名前10位的內容分發網絡，排名前10位云服務平臺的全部云產品；廣電網絡，5G網絡及業務，各類新增移動和固定終端，國際出入口。

預計到2025年末，我國IPv6網絡規模、用戶規模、流量規模位居世界第一位，網絡、應用、終端全面支持IPv6，全面完成向下一代互聯網的平滑演進升級，形成全球領先的下一代互聯網技術產業體系。

據APNIC統計數據顯示，截至2019年7月1日，我國IPv6用戶數增長迅速，全球排名從2019年初的第66位躍至第6位，釋放出巨大的可持續發展動能。而放眼世界，根據推進IPv6規模部署專家委員會主任、中國工程院院士鄔賀銓的預測，全球IPv6正在步入發展快車道，未來5年里，全球IPv6用戶的占比將達到70%以上，這其中必然有中國的重要貢獻。

激流涌動，拐點將至！