唐山伴隨著互聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展，TCP/IP技術(shù)體系取得了巨大成功，作為互聯(lián)網(wǎng)的核心技術(shù)載體，IP協(xié)議從IPv4、IP+MPLS到IPv6經(jīng)歷了長期發(fā)展和演進(jìn)。如今，隨著5G、云計(jì)算等的出現(xiàn)，以及人人通信向物物相聯(lián)、人機(jī)交互模式的轉(zhuǎn)變，IP協(xié)議面臨著新的需求，“IPv6+”應(yīng)運(yùn)而生，為IP網(wǎng)絡(luò)創(chuàng)新發(fā)展打開了一條全新通道。

新應(yīng)用、新場景，對網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)提出更高要求

5G高速網(wǎng)絡(luò)、云計(jì)算海量算力正在融合應(yīng)用到千行百業(yè)，創(chuàng)造出新的業(yè)務(wù)體驗(yàn)、新的行業(yè)應(yīng)用和新的產(chǎn)業(yè)布局。與此同時(shí)，互聯(lián)網(wǎng)用戶使用模式從簡單的點(diǎn)到點(diǎn)訪問，轉(zhuǎn)變?yōu)閷θ诤厦襟w的沉浸式體驗(yàn)，通信主體從人人通信加快向物物相聯(lián)、人機(jī)交互模式轉(zhuǎn)變。泛在、多元、異構(gòu)的新業(yè)務(wù)應(yīng)用場景，必然要求網(wǎng)絡(luò)能夠提供更加彈性、高效、可靠、安全的承載服務(wù)，這就對下一步網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)創(chuàng)新提出更高的要求。

第一，海量連接擴(kuò)展需求。

產(chǎn)業(yè)數(shù)字化發(fā)展要求網(wǎng)絡(luò)的連接數(shù)量可以無限擴(kuò)展，要求承載網(wǎng)絡(luò)在帶寬能夠滿足的情況下，可以發(fā)展任何業(yè)務(wù)，減少業(yè)務(wù)對網(wǎng)絡(luò)能力的感知。

第二，業(yè)務(wù)任意連接需求。

傳統(tǒng)的電信網(wǎng)絡(luò)嚴(yán)格限制了業(yè)務(wù)接入點(diǎn)，在全面數(shù)字化的時(shí)代，業(yè)務(wù)接入點(diǎn)不可控，網(wǎng)絡(luò)也需要滿足業(yè)務(wù)任意點(diǎn)接入、跨越任意區(qū)域連接的需求。

第三，差異化服務(wù)需求。

傳統(tǒng)電信網(wǎng)絡(luò)為用戶提供無差異的連接服務(wù)，勢必造成有限資源的浪費(fèi)，而有特別質(zhì)量要求的業(yè)務(wù)卻難以保證。因此，承載網(wǎng)絡(luò)應(yīng)當(dāng)根據(jù)業(yè)務(wù)需求選擇服務(wù)質(zhì)量，既節(jié)省資源，又保障業(yè)務(wù)。

第四，端到端可靠性需求。

當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)通過部署快速檢測和倒換技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)一定的可靠性，但這些技術(shù)在大規(guī)模使用、遠(yuǎn)距離場景下不能很好地工作，且部署方案非常復(fù)雜。因此支持大規(guī)模、與距離無關(guān)的端到端可靠性方案，也是末來網(wǎng)絡(luò)應(yīng)當(dāng)具備的能力。

第五，便捷網(wǎng)絡(luò)服務(wù)需求。

從云的視角來看，計(jì)算、存儲、網(wǎng)絡(luò)等功能都要實(shí)現(xiàn)便捷化服務(wù)。網(wǎng)絡(luò)服務(wù)化是云網(wǎng)融合對網(wǎng)絡(luò)連接能力的內(nèi)在要求，基本內(nèi)涵包括簡化接口、自動(dòng)化部署、路由可編程、故障快速閉環(huán)等。

第六，可信安全保障需求。

行業(yè)數(shù)字化將數(shù)字空間的安全威脅也帶給了千行百業(yè)，使得傳統(tǒng)行業(yè)面臨安全風(fēng)險(xiǎn)，云服務(wù)自身虛擬化、數(shù)據(jù)開放化、松耦合的架構(gòu)也可能引入新的安全風(fēng)險(xiǎn)。因此，有必要構(gòu)建多層次、多維度、多領(lǐng)域的信任網(wǎng)絡(luò)安全架構(gòu)。

“IPv6+”網(wǎng)絡(luò)創(chuàng)新體系演進(jìn)

在過去的50年里，TCP/IP技術(shù)體系取得了巨大成功，統(tǒng)一了網(wǎng)絡(luò)承載協(xié)議，實(shí)現(xiàn)了Everythingover IP、IPover Everything。作為互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的核心技術(shù)載體，IP協(xié)議也經(jīng)歷了長期發(fā)展和演進(jìn)。

IPv4是第一代IP網(wǎng)絡(luò)的基石，具有開放、輕量和易于擴(kuò)展等特點(diǎn)，促進(jìn)了互聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展和繁榮。隨著信息和通信技術(shù)的不斷發(fā)展演進(jìn)，MPLS、VPN等關(guān)鍵技術(shù)得以廣泛采用，通信網(wǎng)絡(luò)從接入側(cè)到核心側(cè)全線IP化，第二代“IP+MPLS”網(wǎng)絡(luò)發(fā)展成熟并得到廣泛部署。近年來，面向5G和云時(shí)代的商業(yè)場景創(chuàng)新需求，我國互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)界率先提出“IPv6+”網(wǎng)絡(luò)創(chuàng)新體系，旨在探索第三代IP網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展演進(jìn)，持續(xù)為IPv6互聯(lián)網(wǎng)融入新的協(xié)議架構(gòu)和創(chuàng)新技術(shù)，進(jìn)一步深化和發(fā)展下一代互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)體系。從IPv4到“IPv6+”的演進(jìn)過程見圖1。

圖1“IPv6+”是新一代IP網(wǎng)絡(luò)核心技術(shù)

戰(zhàn)略目標(biāo)

2019年，推進(jìn)IPv6規(guī)模部署專家委員會指導(dǎo)成立“IPv6+”創(chuàng)新推進(jìn)組，我國產(chǎn)業(yè)界提出打造“IPv6+”網(wǎng)絡(luò)創(chuàng)新體系的戰(zhàn)略發(fā)展目標(biāo)，確定用8~10年時(shí)間，以推進(jìn)IPv6規(guī)模部署國家戰(zhàn)略為契機(jī)，建立可演進(jìn)創(chuàng)新、可增量部署的“IPv6+”網(wǎng)絡(luò)技術(shù)創(chuàng)新體系，引領(lǐng)我國“IPv6+”核心技術(shù)、產(chǎn)業(yè)能力及應(yīng)用生態(tài)實(shí)現(xiàn)突破性發(fā)展，打造賦能數(shù)字化轉(zhuǎn)型發(fā)展的新型網(wǎng)絡(luò)信息基礎(chǔ)設(shè)施，提供以國內(nèi)外“IPv6+”系列標(biāo)準(zhǔn)為代表的網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)創(chuàng)新方案。

創(chuàng)新內(nèi)涵

“IPv6+”是面向5G和云時(shí)代的IP網(wǎng)絡(luò)創(chuàng)新體系?；贗Pv6技術(shù)體系“再”完善、核心技術(shù)“再”創(chuàng)新、網(wǎng)絡(luò)能力“再”提升、產(chǎn)業(yè)生態(tài)“再”升級，“IPv6+”可以實(shí)現(xiàn)更加開放活躍的技術(shù)與業(yè)務(wù)創(chuàng)新、更加高效靈活的組網(wǎng)與業(yè)務(wù)提供、更加優(yōu)異的性能與用戶體驗(yàn)供給、更加智能可靠的運(yùn)維與安全保障，進(jìn)而支撐下一代互聯(lián)網(wǎng)的升級演進(jìn)與創(chuàng)新發(fā)展。“IPv6+”網(wǎng)絡(luò)體系具有豐富的創(chuàng)新內(nèi)涵，其核心內(nèi)容包括以SRv6分段路由、網(wǎng)絡(luò)編程、網(wǎng)絡(luò)層切片、確定性轉(zhuǎn)發(fā)、隨流檢測、新型組播和應(yīng)用感知等為代表的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)體系的創(chuàng)新，以網(wǎng)絡(luò)故障發(fā)現(xiàn)、故障識別、網(wǎng)絡(luò)自愈、自動(dòng)調(diào)優(yōu)等為代表的智能運(yùn)維體系的創(chuàng)新，以5Gto B、云間互聯(lián)、用戶上云、網(wǎng)安聯(lián)動(dòng)等為代表的網(wǎng)絡(luò)商業(yè)模式的創(chuàng)新。

演進(jìn)路徑

根據(jù)5G承載、云網(wǎng)融合、產(chǎn)業(yè)數(shù)字化的推進(jìn)節(jié)奏，結(jié)合技術(shù)成熟度和需求迫切度，“IPv6+”技術(shù)體系演進(jìn)大致劃分為3個(gè)發(fā)展階段：第一階段重點(diǎn)開展技術(shù)體系創(chuàng)新，構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)開放編程能力；第二階段重點(diǎn)通過智能運(yùn)維創(chuàng)新，提升用戶體驗(yàn)保障能力；第三階段重點(diǎn)發(fā)展應(yīng)用驅(qū)動(dòng)網(wǎng)絡(luò)能力，實(shí)現(xiàn)商業(yè)模式融合創(chuàng)新。具體如表1所示。

表1 “IPv6+”創(chuàng)新發(fā)展路徑 

產(chǎn)業(yè)各方攜手推進(jìn)

IPv6規(guī)模部署行動(dòng)計(jì)劃發(fā)布以來，政府部門、電信運(yùn)營企業(yè)、互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)、設(shè)備提供商等積極響應(yīng)，4年間我國IPv6規(guī)模部署取得顯著成放，為下一代互聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。“IPv6+”恰恰是基于IPv6技術(shù)體系的全面演進(jìn)與創(chuàng)新，從超寬、廣連接、確定性、自動(dòng)化、安全可信等方面，大幅提升信息網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施的整體服務(wù)能力，必將有力支撐千行百業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型。

政策支持

2021年，中央網(wǎng)信辦發(fā)布《關(guān)于加快推進(jìn)互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議第六版（IPv6）規(guī)模部署和應(yīng)用工作的通知》，要求堅(jiān)定不移推進(jìn)IPv6規(guī)模部署和應(yīng)用，以全面推進(jìn)IPv6技術(shù)創(chuàng)新與融合應(yīng)用為主線，以提升應(yīng)用廣度深度為主攻方向，著力建設(shè)開放創(chuàng)新的技術(shù)體系、性能先進(jìn)的設(shè)施體系、全面覆蓋的應(yīng)用體系、生態(tài)良好的產(chǎn)業(yè)體系、系統(tǒng)完備的標(biāo)準(zhǔn)體系、自主可控的安全體系。明確“我國成為全球‘IPv6+’技術(shù)和產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新的重要推動(dòng)力量，網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)自主創(chuàng)新能力顯著增強(qiáng)”為“十四五”規(guī)模部署工作目標(biāo)，并將“IPv6+”創(chuàng)新應(yīng)用項(xiàng)目數(shù)量作為規(guī)模部署主要指標(biāo)。

產(chǎn)業(yè)共識

依托“IPv6+”創(chuàng)新推進(jìn)組平臺，整合我國IPv6相關(guān)“政、產(chǎn)、學(xué)、研、用”產(chǎn)業(yè)鏈各方力量，持續(xù)加強(qiáng)基于“IPv6+”的下一代互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)體系創(chuàng)新，從網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議、管理自動(dòng)化、智能化及安全等方向積極開展技術(shù)研究、試驗(yàn)驗(yàn)證、應(yīng)用示范，持續(xù)完善“IPv6+”技術(shù)產(chǎn)業(yè)體系。目前，產(chǎn)業(yè)各方已經(jīng)在“IPv6+”戰(zhàn)略目標(biāo)、概念內(nèi)涵、演進(jìn)路徑以及核心場景等問題上達(dá)成共識，在體系架構(gòu)、核心技術(shù)以及產(chǎn)業(yè)布局等方面開始了積極探索。推進(jìn)IPv6規(guī)模部署專家委員會的專家在多個(gè)場合表示，“IPv6+”正在成為未來云網(wǎng)融合、算網(wǎng)融合堅(jiān)實(shí)的技術(shù)底座。

標(biāo)準(zhǔn)制定

“IPv6+”技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系的制定工作正在IETF、IEEE、ETSI和CCSA等標(biāo)準(zhǔn)組織有條不紊地展開。在部分技術(shù)方向上，國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)與國際標(biāo)準(zhǔn)形成了齊頭并進(jìn)的態(tài)勢，特別是一些與新應(yīng)用、新場景結(jié)合緊密的方向，國內(nèi)的標(biāo)準(zhǔn)創(chuàng)新已經(jīng)走在了業(yè)界前沿。2021年，中國通信標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會牽頭成立IPv6標(biāo)準(zhǔn)工作組，匯聚各方力量，統(tǒng)籌推進(jìn)IPv6國家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)的制定。在這種形勢下，應(yīng)以IPv6標(biāo)準(zhǔn)工作組為技術(shù)創(chuàng)新合作的基礎(chǔ)平臺，通過IETF、ETSI等組織加強(qiáng)與海外機(jī)構(gòu)在網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)創(chuàng)新方面的合作，結(jié)合中國巨大網(wǎng)絡(luò)體量和活躍用戶數(shù)量，探索中國創(chuàng)新先行先試，積極參與國際標(biāo)準(zhǔn)制定。實(shí)踐落地當(dāng)前，業(yè)內(nèi)主流數(shù)據(jù)通信設(shè)備供應(yīng)商在路由、交換、安全，甚至終端方面均加快了支持“IPv6+”功能的產(chǎn)品研發(fā)進(jìn)度，已經(jīng)有9款產(chǎn)品及解決方案通過了中國信息通信研究院發(fā)起的“IPv6+”Ready1.0測評認(rèn)證。隨著產(chǎn)品及解決方案的逐漸成熟，業(yè)界在包括基礎(chǔ)電信網(wǎng)絡(luò)、政務(wù)外網(wǎng)、金融專網(wǎng)在內(nèi)的多個(gè)領(lǐng)域開展了大量現(xiàn)網(wǎng)試點(diǎn)，乃至規(guī)模商用部署。以首個(gè)通過“IPv6+”Ready服務(wù)評估的中國聯(lián)通冬奧智慧網(wǎng)絡(luò)、雄安新城網(wǎng)絡(luò)為例，賽事專網(wǎng)、5G切片等高質(zhì)量服務(wù)有力支撐了北京2022年冬奧會和冬殘奧會，被譽(yù)為中國聯(lián)通的“奧運(yùn)黑科技”，目前這些成功實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)已經(jīng)在中國聯(lián)通各省公司全面推廣。

展望

當(dāng)前“IPv6+”網(wǎng)絡(luò)創(chuàng)新體系架構(gòu)和關(guān)鍵技術(shù)正在快速迭代，為IP網(wǎng)絡(luò)創(chuàng)新發(fā)展打開一條全新通道，不斷涌現(xiàn)的新功能必將滿足靈活組網(wǎng)、業(yè)務(wù)快速開通、智能運(yùn)維、差異化服務(wù)保障等商業(yè)需求。以往經(jīng)驗(yàn)告訴我們，一方面新型應(yīng)用場景對網(wǎng)絡(luò)承載提出需求挑戰(zhàn)，另一方面網(wǎng)絡(luò)承載創(chuàng)新又是應(yīng)用創(chuàng)新的基礎(chǔ)使能條件，網(wǎng)絡(luò)創(chuàng)新和應(yīng)用創(chuàng)新二者相互推動(dòng)必將實(shí)現(xiàn)“螺旋上升式”發(fā)展。應(yīng)該看到，“IPv6+”創(chuàng)新對于我們既是機(jī)遇更是挑戰(zhàn)，找準(zhǔn)業(yè)務(wù)需求、凝聚產(chǎn)業(yè)共識、指引產(chǎn)業(yè)方向、協(xié)同產(chǎn)業(yè)力量，有利于重塑我國互聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新體系、激發(fā)創(chuàng)新活力、培育新興業(yè)態(tài)，對于打造IPv6規(guī)模部署和應(yīng)用高質(zhì)量發(fā)展新優(yōu)勢、加快互聯(lián)網(wǎng)演進(jìn)升級和助力經(jīng)濟(jì)提質(zhì)增效具有重要意義。