IPv6中国下一代互联网的发展机遇

孙舒扬

随着互联网的急速发展，现有的基于IPv4的互联网已无法满足新技术新应用的发展需求，全球开始走向IPv6时代。IPv6的全面部署为我国的互联网发展带来了新的机遇，我国将全面贯彻落实国家IPv6发展战略，把握新机遇，创造新成就。

全球IPv6发展迅猛

IPv6，即互联网协议第六版（Internet Protocol Version 6），是由国际互联网工程任务组（IETF）开发的用于替代现行版本IP协议的下一代IP协议。当前全球普遍使用的互联网协议是IPv4，该协议规定互联网上的每个主机和路由器都有一个32位的唯一IP地址，共可提供约43亿个IP地址。然而随着互联网的急速发展，其应用拓展到生产生活的方方面面，联网设备数量也随之不断攀升，IPv4逐渐暴露出难以克服的缺陷，迫切需要新一代IP协议的出现。

事实上，早在上世纪九十年代早期IETF就已经开始着手制定新互联网协议，并于1993年成立了下一代IP（IPng）工作组。工作组于1994年提出下一代IP网络协议的推荐版本，1995年底确定了IPng的协议规范并将其命名为为IPv6，1998年IPv6成为标准草案，2017年7月14日正式完成标准化。在此期间，2012年6月6日，国际互联网协会举行“世界IPv6启动日”，全球IPv6网络实施正式启动。正式启动以来的6年间，各国政府与企业纷纷开展IPv6部署，IPv6已经在全球各国迅速普及发展。国际互联网协会2018年6月6日发布的《IPv6 部署状况2018》中指出，IPv6已从“创新技术”和“早期应用”阶段，发展到规模部署阶段。

欧盟于2008年发布“欧盟部署IPv6行动计划”，要求在欧洲范围内分阶段推进欧盟企业、政府部门和家庭用户迁移至IPv6。日本2009年发布《IPv6行动计划》决定从2011年其全面启动IPv6服务。美国政府2012年发布《政府IPv6应用指南/规划路线图》明确要求到2012年底政府对外提供所有互联网公共服务必须支持IPv6，到2014年底，政府内部办公网络全面支持IPv6。印度政府2012年7月公布向IPv6迁移的详细路线图，计划于2012年3月之前推出基本的IPv6服务。此外，加拿大、巴西、澳大利亚等国也各自提出了IPv6发展战略规划，推动IPv6在国内的全面部署。

在基础网络方面，美国、欧洲和亚洲的多个主要网络运营商已实现大规模部署IPv6，例如美国T-Mobile部署率达到94%，印度Reliance Jio为87%，英国天空广播为86%。在操作系统方面，作为各种应用的基础，操作系统基本已实现对IPv6的支持，但是在具体使用与支持程度上还存在较大差异。在应用软件方面，在支持IPv6的操作系统的基础之上，应用软件也开始逐渐支持IPv6，PC端部分少量基础软件已实现对IPv6的支持，移动端iOS系统已实现所有上架软件均支持IPv6。在网站方面，Google、Facebook、雅虎、必应等主要网站均提供永久IPv6服务，全球Alex top 500網站中，有近24%支持IPv6。在网络设备方面，截至目前全球获得IPv6 Ready Logo认证的网络设备共有2246项，其中路由器、交换机获认证申请最多，安全及流控设备相对较少。

在政府和企业的共同推动下，IPv6在全球范围内持续迅猛发展，尤其近一两年呈现爆发增长趋势。根据APNIC Labs（亚太互联网信息中心实验室）实时数据，当前全球IPv6用户占全部互联网用户比例超过10%的国家共有33个，其中比利时、印度超过50%，美国、德国超过40%。中国仅有370万IPv6用户，占比约0.5%，全球排名70位，亚洲排名16位。

IPv6推动我国互联网发展

互联网诞生于20世纪60年代，而我国于1994年才正式获准接入互联网，是互联网行业的后来者，在IPv4地址资源获取、互联网核心技术开发与标准制定方面都未能占得先机。而在IPv6新环境下，我国跟发达国家站在同一起跑线上，可以说IPv6为我国互联网的发展开启了一扇新大门，不仅解决了我国互联网发展中遇到的重大问题，还带来了新的机遇。

逃离IP枯竭魔咒

根据CNNIC 2018年8月发布的第42次《中国互联网络发展状况统计报告》，截至2018年6月我国互联网用户数量已突破8亿，是全球互联网用户数量最多的国家，而IPv4地址数量仅约3.39亿个，两个人都无法分配到一个IPv4地址。2011年2月国际地址分配机构（IANA）在将其IPv4地址空间段的最后2个地址组分配出去，宣告地区性注册机构（RIR）可用IPv4地址空间中“空闲池”的终结，亚洲地区由于分配到的地址资源少，是最早出现地址枯竭的地区。然而随着我国移动互联网、物联网、5G等新技术新应用的不断推进，对IP地址的需求愈发旺盛。

而IPv6的诞生就解决了这一问题。IPv6地址共有128位，可提供约340万亿个IP地址，正如专家所说，几乎地球上每一粒沙子都可以有一个地址。因此，IPv6不仅能满足现有的地址需求，还可以为移动互联网、物联网乃至其他未知的全新业务留有地址空间。我国也可积极参与IPv6地址分配，争取更多地址资源以一劳永逸地解决地址短缺问题，这对于中国互联网经济的未来是决胜性的。

提高互联网生活与产业的安全和效率

由于IPv4地址的极度缺乏，我国互联网用户目前实际使用的是运营商利用网络地址转换（NAT）生成的虚拟内部IP地址，即多个用户同时使用一个公有IP地址与外部通信。这种方式会带来两大隐患，一方面，由于运营商并未为虚拟IP提供全面的端口映射，导致网络效率低下，设备互联、下载速度慢；另一方面，NAT破坏了端对端的透明性，使个人用户无法与公有IP地址一对一匹配，如果发生网络安全事件将无法追溯到源地址。而IPv6有海量可分配地址，所有设备都将可以有自己的单独地址，实现人-设备-IP地址的对应关系，解决网络实名制和用户身份溯源问题，实现网络精准管理。此外，IPv6的地址分配一开始就遵循聚类的原则，这使得路由器能在路由表中用一条记录表示一片子网，大大减小了路由器中路由表的长度，提高了路由器转发数据包的速度，从而提高了网络速度。

摆脱西方对我国互联网发展的制约

根域名服务器是构架互联网所必需的关键基础设施，负责互联网最顶级的域名解析，被称为互联网的“中枢神经”。在IPv4体系内，美国利用先发优势主导的根服务器治理体系已延续近30年，全球13台根服务器中就有10台位于美国，其余3台分布在英国、瑞典和日本。我国互联网不得不依赖于西方国家控制的根服务器，如发现紧急情况，缺少应变和反制手段，这对于我国互联网安全乃至国家安全都带来了巨大的隐患。IPv6部署意味着需要部署新的根服务器，中国也将有机会拥有自己的根服务器，逃离某天突然爆发的IP战困局。

提升我国在互联网发展中的话语权

现如今，标准已从传统意义上的产品互换和质量评判的依据上升为产业整体发展战略的重要组成部分，成为事关产业发展的基础性、先导性和战略性工作。我国是IETF标准化工作的后来者，IPv4领域的标准起草绝大多数都是由西方国家主导的，我国主导的IPv4领域标准仅有个位数。因此在IPv4领域，我国不得不遵从其他国家的标准要求，发展严重受限。截至目前，IETF共发布RFC标准近8500个，其中由中国主导起草虽然只有100个左右，但几乎都是IPv6领域的标准。我国在IPv6领域标准的制定中已经跟上了国际社会的步伐，IPv6时代是我国互联网协议相关标准制定方面从跟跑到领跑的绝好机会。

我国IPv6改造已取得阶段性成果

我国是IPv6研究启动较早的国家，中国教育科研网（CERNET）在1998年建立了国内第一个IPv6试验床CERNETv6，我国的IPv6研究工作从此进入实质阶段。1999年，国家自然科学基金联合项目“中国高速互联网研究试验网”（NSFCNE）启动。2002年，信息产业部“下一代IP电信试验网（6TNet）”项目启动，科技部863信息领域专项“高性能宽带信息网（3Tnet）”启动。2003年，国家发改委等部门启动了中国下一代互联网示范工程（CNGI）。

除开展相关研究项目外，国家相关部委也发布了国家和部门文件推动IPv6的发展。国家发展和改革委员会、工业和信息化部等部委于2012年3月29日联合印发《下一代互联网“十二五”发展建设的意见》，首次明确IPv6发展目标以及发展路线图和时间表。2013年8月2日，国家发展和改革委员会再次联合工业和信息化部、科学技术部、国家新闻出版广电总局发布《关于开展国家下一代互联网示范城市建设工作的通知》，在北京、上海、广州等已具备基础条件22个城市中，先行支持建设一批具有典型带动作用的示范城市。此后的《国家“十三五”规划纲要》（2016）《“十三五”国家信息化规划》（2016）和《国家信息化发展战略纲要》（2016）等，都把超前布局下一代互联网以及全面向IPv6演进升级作为重点任务。2017年11月，中办、国办印发实施《推进互联网协议第六版（IPv6）规模部署行动计划》，吹响了我国IPv6进行规模部署的号角。

网络基础设施的IPv6改造是开展IPv6规模化部署应用的基本前提，这一改造要依靠基础电信企业。我国三大运营商进一步加快网络、终端和自营业务的改造，网络基础设施改造明显提速，已经取得了初步成效，为完成全网改造任务积累了宝贵经验。截至目前，三大运营商全部实现IPv6互通，并全部开启了IPv6国际出口；城域网设备支持率达98%，业务逐步开通中；LTE网络已率先贯通，已完成26个省份、上百个地市LTE（准4G）网络IPv6改造，已分配IPv6地址的用户总数超过7000万，标志着运营商网络基础设施改造取得了阶段性成效。在2018中国互联网大会上，三大运营商联合举办“基础电信企业LTE网络提供IPv6数据服务启动仪式”，标志着三大运营商开始向用户提供IPv6数据服务。

互联网公司是面向最终用户的主体，以百度、阿里巴巴、腾讯、京东为代表的互联网公司已经意识到了IPv6的重要性。互联网企业对于IPv6升级改造的积极性和主动性进一步增强，国内用户量排名前50位的商业网站及应用制定了较明确的升级改造方案，大部分典型的互联网应用将于今年年底前完成改造任务。

支撑IPv6发展的产业环境趋于成熟，通信设备制造企业、移动智能终端厂商加快产品迭代升级，网络设备和终端设备的IPv6支持度大幅提升，终端对于IPv6发展的瓶颈性制约得到了改变。根据中国信息通信研究院的相关测试结果，在我国市场占比较大和知名度较高的苹果、华为、三星等10个品牌的移动终端基本都支持IPv6，可发起IPv6地址请求获得IPv6地址，并完成IPv6业务访问。

IPv6发展仍任重道远

总体上看，我国IPv6有较好的研究基础，良好的政策条件，初步形成了网络、应用和终端协同推进、齐头并进的良好发展局面，但与国际上IPv6发展较快的国家相比，我们还存在比较大差距，需要在下一步工作中持续大力推进。

政府主动发力，推进IPv6国家发展战略落实

我国发布的《推进互联网协议第六版（IPv6）规模部署行动计划》明确推进IPv6部署重要意义，提出部署的总体要求和主要目标，并从互联网应用、网络和应用基础设施、网络安全和关键前沿技术五方面安排实施的步骤，是我国全面推动IPv6部署的指导文件。相关政府部门需结合行业与地方实际，制定实施方案，提出具体举措，并在落实中主动发现并解决存在的问题，成为IPv6部署的第一推动力。

积极开展标准制定，参与国际规则博弈

我国IPv6国内外标准化已经有一定的基础，在国内标准方面，标准化工作于2001年启动，目前已发布相关邮电行业标准一百余项，涉及资源、网络、应用等各个领域；在IPv6国际标准方面，我国积极参与IETF IPv6国际标准制定工作，并主导制定多项IPv6领域RFCs标准。下一步，我国应一方面根据国内外IPv6发展现状，持续跟进国内外标准制定，规范IPv6行业发展，加强国际交流，争取国际话语权；另一方面需助力标准体系落地，推动标准应用实施，使标准能够充分应用于IPv6行业，促进行业健康有序发展。

激发企业积极性，实现技术安全和可控

互联网领域核心技术受制于人一直是制约我国互联网健康发展的瓶颈问题。随着互联网规模的不断扩大，网络和信息系统面临的问题和挑战越来越大，掌握核心技术的重要性越来越突出。應抓住全球互联网向IPv6转化这一历史机遇，实行“弯道超车”，在解决下一代互联网面临的重大技术挑战、特别是安全可信和自主可控的IPv6技术体系方面，抢得国际话语权和主动权，力争使我国在基于IPv6的下一代互联网研究上走在世界的前列。

强化安全保障，推动IPv6健康发展

安全是保障互联网网络健康发展的重要因素，IPv6 体系给网络安全的发展提供了新的机遇，但一方面IPv4体系下现有网络安全不仅不会因IPv6就自动消失，甚至还有可能会加剧。另一方面IPv6体系的演进与应用也面临着新的安全风险。例如IPv6的加密特性可能会导致一些传统的入侵检测、防火墙等设备失效。因此政府与企业应提升安全意识，清晰认识到IPv6发展中面临的网络安全挑战，以新视角看待问题，提出解决的新思路和新方法。

IPv6大规模部署为我国拓展网络空间、争取国际话语权、实现自主创新、解决网络安全等创造新的发展机会，政府与企业需形成合力，把握这一重大历史机遇，达成我国技术先进、产业发达、应用领先、网络安全坚不可摧的战略目标，实现网络强国建设伟大梦想。