IPv6是智慧城市的唯一选择(深度解读三)

admin 分类:IPv6信步闲谈

 

中办、国办11月26日发布《推进互联网协议第六版(IPv6)规模部署行动计划》,老赵结合个人的工作经验和掌握的信息,对文件做了一些分析解读。文章内容仅仅代表老赵个人的理解思考,水平比较浅陋,希望能够为大家提供一点点参考和帮助。文章中存在的各种不足之处,也请朋友们多批评指正。

12月1日是第一部分,,比较宏观。

12月6日是第二部分,。但是,这篇文章出来之后,收到很多朋友反馈,没有第一篇写得好。特别是老段同学严厉批评了老赵。所以第三篇决定调整一下文章风格。

 

下面是分析解读的第三篇文章:

 


 

IPv6是智慧城市基础网络的

唯一选择

 

智慧城市是目前最受关注的领域,近几年各地政府上马很多智慧城市新项目,各大运营商、各大系统集成商也积极参与招投标,拿到很多政府项目合同。但是有一个问题需要引起关注:如果一个城市的智慧城市建设,A运营商承担建设一个项目,B运营商承担建设一个项目,C集成商承担建设一个项目,各家负责的项目每个单独看上去都很好,但是这些项目如何整合,实现系统打通,数据共享、统筹管理,而不是变成三个智慧城市孤岛呢?同样,未来越来越多的智慧城市项目实施,二十个,三十个,五十个,未来如何融合为一个统一,而不是二十个、三十个、五十个智慧孤岛呢?打个比喻,不同厂家生产的积木,每一家有自己的尺寸和标准,每套积木单独看都很精美,但是想把几套、几十套积木要拼成一个大造型就难了。

解决问题的办法之一,是所有的智慧城市项目,政府层面规定必须使用同一个IP地址池,无论项目由哪个公司中标承建,但是底层网络平台必须使用政府信息中心统一分配的IP地址,不允许擅自使用来自七大姑八大姨的各种来源的IP地址。但是,政府IP地址池采用什么标准?从哪里来?


 

IPv4网络协议将于8-10年后基本消亡

 

IPv4协议是中国互联网目前采用的基本协议。

IPv4协议的设计者温特瑟夫演讲说,最初IPv4协议的设计目的是为了满足美国军方网络使用,美国军队用43亿个地址足够了,完全没有考虑民用,也没有考虑到全球互联网的大规模发展。后来随着美国高校部署大型计算机,网络开始进入高校教育科研领域,并扩散到全球和商业领域,并成为全球经济社会发展的基础设施。对于这种情况,温特瑟夫作为IPv4协议的设计者,30年前完全没有想到。

当基于TCP/IP协议的互联网在民用领域快速发展起来之后,互联网的创造者们发现IPv4标准存在一个巨大缺陷,按照IP地址分配速度,在10-20年之后就会全部消耗殆尽。2017年7月APNIC发布的全球IPv4地址分配统计数据,除了非洲外,北美、亚太、欧洲、拉美区NIC的IPv4地址池已经分配完毕,还剩了一点点在控制使用,用于维持其发展新会员。现在APNIC一个新会员仅仅能分配到4C(1024个) IPv4地址。

IPv6是智慧城市的唯一选择(深度解读三)

对于IPv4地址池枯竭怎么理解呢?打个比喻,一条大河的源头是一座雪山。当雪山上没有积雪了,大河源头再也没有雪可以融化成水流下来,这条河流就会逐渐干涸。但是下游的河滩上还有一些深深浅浅的水坑、水塘、水洼,还积存了一些残余的河水,还有一些鱼儿在这些水坑、水洼里面活着,苟延残喘。

这就是IPv4的现状。

包括三大电信运营商,以及持有一定数量IPv4地址的大型互联网公司(例如阿里巴巴,腾讯,百度,京东、CNISP等等),虽然手里还持有大量的IPv4地址,但也不过是占着一个大点的水坑,积水比较多一些。但是,现在已经看得很清楚,雪上上没有积雪了,河流源头已经干涸了,即使水坑再大,也不过是多支撑几年。阿里近几年在全世界疯狂收购IPv4地址,手里大约储存了1200万左右IPv4地址,把自己搞成中国最大的水坑,持有的IPv4地址大约能支撑8-10年的使用。而其它一些小水坑,例如包括某些知名的公有云,储备的IPv4地址资源并不多,估计可能3~5年之后就彻底用完了。

怎么办?唯一的办法就是迁到另一条新的河流,源源不绝、水量充足的河流,能够100年,200年不断流的河流。这条河流就是IPv6。

当然,从一条干涸的河流,迁移到一条新的河流,必然会存在迁移成本,需要付出代价。但是,就算代价再大,也是跳出死路,走上活路。

 


 

IPv6网络协议是中国未来100年的互联网基础

 

为了解决IPv4地址枯竭的问题,1992年温特瑟夫团队开始设计新的IPv6协议标准。IPv6协议采用128位规范,总数量是3.4乘10的38次方,有极其巨大的地址空间。有一个比喻,地球上每一粒沙子都可以获得一个真实的IPv6地址,能够充分满足未来全球100年甚至几百年的IP地址资源问题。不仅可以满足全世界联网的需要,甚至可以满足太阳系内联网的需要。在温特瑟夫的眼里,IPv4协议仅仅是一个初级实验品,而IPv6协议则是更加完美的互联网标准。

随着IPv6协议体系架构和技术标准的不断发展和完善,2013年开始,美国、欧洲等国家的电信运营商开始大规模升级网络支持IPv6。IPv6网络的优势主要体现在IP地址数量极多,整个网络可以完全扁平化,路由体系更简单,大规模网络路由寻址的效率比IPv4显著提高,因此可以支持建设超大规模的物联网,实现真正的万物互联。

亚洲国家中,日本、印度、越南、马来西亚的政府和电信运营商正在积极推动IPv6的部署。最显眼的国家是印度,在3年多时间里,IPv6部署率已接近50%。为什么印度的IPv6大规模部署会这么快?因为印度拥有的IPv4地址数量大约4200万个,仅为中国的1/9,美国的1/27,作为一个世界超级人口大国,IPv4地址资源匮乏成为印度互联网产业发展的主要瓶颈之一。因此印度2012年起在国家层面大力推动向IPv6迁移,电信运营商也进行网络改造支持IPv6,不仅从根源上解决IPv4地址不足的问题,同时也可进一步带动物联网、云计算、大数据等新兴互联网产业发展。网络升级IPv6,就等于跳出小池塘,进入广阔的大海大洋里面遨游。

IPv6是智慧城市的唯一选择(深度解读三)

2017年9月14日在中国电信北京研究院召开“2017新一代互联网基础设施论坛”上,中国工程院院士余少华演讲指出,未来十年,万物互联将连接整个世界,更远的未来将出现超级智能体,智慧化服务整个人类社会的日常运行,人工智能和生物科技将彻底变革人类社会的面貌。

清华大学李星教授演讲介绍了全球互联网体系结构的发展变化趋势,2020年平均每个人将随身携带20个传感器,预计到2050年平均每个人随身将会携带三位数的传感器,按照中国15亿人计算,全体中国人将携带1500亿个传感器。中国拥有的IPv4地址数只有3亿多,要支撑如此大规模的物联网,IPv4彻底没戏,唯一的选择就是大规模部署和使用IPv6。

根据APNIC的报告,全球测量到的活跃IPv6地址,已经达到6.3亿个,约占全球网民数的21%。

IPv6是智慧城市的唯一选择(深度解读三)

区域分布方面,北美地区大约有6800万个活跃的IPv6地址,占比大约10%。西欧和北欧合计5500万个活跃IPv6地址,占比接近9%。南美地区大约有5400万活跃IPv6地址,占比近9%。南亚区域大约1.1亿个,占比大约18%,大部分是在印度。东亚地区大约1.9亿个,包括日本、韩国、中国(大陆加港澳台地区)。

根据相关资料估算,中国的IPv6用户大约在1500万,其中教育网用户大约500~600万,中国电信大约500万。中国联通和中国移动合计大约500-600万。在用户数量上,已经远远落后于印度、日本等国家。中国三大电信运营商为中国10亿网民提供服务,其中IPv6用户数只占不足2%左右的比例。

APNIC主席Paul于7月份来中国开会做报告,对全球IPv6发展趋势做了一个预测:IPv6未来1~2年将进一步快速发展,预计2019年全球部署率将达到50%,进入转折点;预计2023年IPv6的全球部署率将达到75%,之后IPv4将快速被全世界的电信运营商和用户淘汰。

IPv6是智慧城市的唯一选择(深度解读三)

对于IPv4的预测是:未来“IPv4将变成一个APP”;就像苹果/安卓手机上有很多APP。假如把IPv6比作一部智能手机,那么未来IPv4就像手机上安装的一个APP。这个APP永远不会再更新,也许有一天会彻底删除。结束其历史命运。就像人类社会进入汽车时代之后马车被淘汰,使用电子计算机之后算盘被淘汰。IPv6是未来互联网的基础,大趋势不可逆转,终将淘汰掉IPv4协议。如果把IPv6协议比作太平洋,那么IPv4就像一个mini小鱼缸。当你进入海洋遨游之后,mini小鱼缸被抛弃是必然的。


 

IPv6网络协议在中国的发展历程与未来趋势

 

IPv6是在1998年被CERNET引进中国的,到现在已经20年。

2003年启动的中国下一代互联网示范工程项目CNGI,是中国发展IPv6的一个重要里程碑,并取得了一批重大成果。

CNGI-CERNET2就是CNGI的一个子项目,大约2004年12月建成,是世界最大的一张 “纯IPv6骨干网”,超前于时代20年。虽然现在已经过了14年,但依然是超前的。

IPv6是智慧城市的唯一选择(深度解读三)

2012年3月份,发/改/委、工信部等七个部委联合印发了《下一代互联网IPv6十二五发展建设意见》文件,明确了发展中国下一代互联网IPv6的主要目标、路线图、时间表,提出了推进IPv6大规模商业服务的要求。

但是,这份文件的名字只是 “意见”,虽然有目标,有时间表,但是无监督、无检查,无考核、无奖惩。最后很多目标很多没有落实。举个栗子,出台文件七个政府部委自己的政府网站直到现在都不支持IPv6访问。

2016年底和2017年初,国务院和工信部相继出台了《国民经济和社会发展第十三个五年规划纲要》、《国家信息化发展战略纲要》、《“十三五”国家信息化规划》三个重要国家级的信息化发展规划文件,明确提出从2018年开始大规模启动下一代互联网IPv6商用进程。

2017年11月26日,中办国办联合印发了《推进IPv6规模部署行动计划》。根据邬院士的报告发言,这份文件是习大大亲自参会听取汇报并批准,由中办和国办联合发文,要求全国党政机关认真贯彻落实。

IPv6是智慧城市的唯一选择(深度解读三)

文件指出,为贯彻落实党中央、国务院关于建设网络强国的战略部署,加快推进基于IPv6规模部署,制定本行动计划。这是一个党和政府最高层面的政治决策,代表了党和国家共同的最高政治意志。

文件指出,互联网是关系国民经济和社会发展的重要基础设施,中国已在IPv6技术研发、网络建设、应用创新方面取得了重要阶段性成果,已具备大规模部署的基础和条件。抓住全球历史机遇,加快推进IPv6规模部署,构建高速率、广普及、全覆盖、智能化的下一代互联网,是建设网络强国的坚实基础。这是一个高度极高的定位。

《行动计划》制定了明确的发展目标,分成三个阶段,用5到10年时间,建成全球最大规模的IPv6商业应用网络,形成下一代互联网自主技术体系和产业生态。中国互联网成为全球的重要主导力量。2018年末中国IPv6活跃用户数达到2亿,在互联网用户中的占比不低于20%;2020年末IPv6活跃用户数超过5亿,在互联网用户中的占比超过50%,2019年起新增网络地址不再使用私有IPv4地址。

IPv6互联网内容建设工作,由网/信/办作为主攻单位,进行统筹协调,调动企业积极性,推进用户多、影响大的TOP互联网应用升级IPv6,实现重点突破。

对政府、央企、媒体、广播电视网站提出明确要求,省部级以上政府和中央企业外网网站系统,中央和省级新闻及广播电视媒体网站系统,市地级以上政府外网网站系统,市地级以上新闻及广播电视媒体网站系统,要全部升级支持IPv6。

在商业互联网领域,重点抓国内用户量排名前100位的商业网站及应用,必须升级支持IPv6。

网/信/办是主攻单位,负责整体统筹,与各部委协同作战。各地方的网/信/办是本省、本市推进IPv6规模部署工作的主攻单位。

在网络基础设施升级方面,由工信部负责落实,也是采取重点突破策略,要求超大型、大型互联网数据中心(IDC),排名前10位的内容分发网络(CDN),排名前10位云服务平台、云产品,全面升级支持IPv6。三大运营商互联网骨干网、骨干网网间互联体系、城域网和接入网,广电骨干网,LTE网络及业务,新增网络设备、固定网络终端、移动终端等各个方面,全面升级支持IPv6。

财政部将对IPv6规模部署行动基于相应的资金支持。

基于新一代IPv6网络基础设施,充足的IP地址资源,未来将全面落实IP地址实名制,实现用户上网IP地址的真实源地址认证。各种网络攻击将无所遁形,国家网络安全管理水平将显著提高。

特别需要强调的是,网/信/办还将协同其它部门共同建设国家IPv6发展监测平台建设,建立关键指标体系,实现对商业ICP网站、政府网站、央企、新闻媒体、广播电视网站,以及各地区、各城市、各行业的网络、应用、终端设备等方面支持IPv6的情况进行动态监测,定期发布国家推进IPv6规模部署的监测报告。

(以上基于《行动计划》文件和院士的宣讲报告)

 

《推进IPv6规模部署行动计划》文件的名字是“行动计划”,相对于“十二五”文件的名字“意见”,《行动计划》文件表现出更大的决心,更大的力度,更强的监督和考核机制,真正推动中国互联网产业向IPv6时代、向超大规模物联网时代演进。

这份文件是否还会像《下一代互联网IPv6十二五发展建设意见》文件那样默默无声无息地沉淀下去?

一定不会,肯定不会,绝对不会!

2013年1月22日,习大大发表重要讲话,“各级领导干部要以身作则、率先垂范,说到的就要做到,承诺的就要兑现,中央政治局同志从我本人做起”。

2014年9月22日,习大大发表重要讲话,强调做工作要踏石留印、抓铁有痕,善始善终、善做善成,防止虎头蛇尾,让全党全体人民来监督,让人民群众不断看到实实在在的成效和变化。

2016年10月24日中国共产党第十八届六中全会,通过《关于新形势下党内政治生活的若干准则》,明确要求坚定不移维护党中央权威和党中央集中统一领导。人民日报于2016年11月15日发表长文《坚决维护党中央权威》提出维护党中央权威、必须维护习近平总书记的核心地位,增强“四个意识”坚持“四个服从”,必须确保政令畅通,必须有纪律和制度作保证。

在这样的背景之下,中办国办联合发布《推进IPv6规模部署行动计划》必将得到各地区、各部门党的机关和政府机构的认真贯彻,坚决落实。

 


IPv6网络是智慧城市建设的唯一网络基础

 

中国现有的各种智慧城市项目,已建的、待建的、规划的,都在IPv4网络上,由于全球和中国的互联网都在向IPv6协议标准快速演进,因此其生命期大约只有5-8年。当2025年IPv4网络被淘汰之后,这些智慧城市项目或者要全面升级改造,或者被彻底废掉,造成巨大的浪费和政府数据的严重损失。

因此,有远见的地方政府和领导,对于智慧城市项目应该在系统架构设计方面从一开始必须要有前瞻性和预见性,要求必须支持IPv4/ IPv6双栈网络,并可升级至IPv6-only,以适应中国未来10年互联网向IPv6演变的挑战和未来100年的应用需要。

智慧城市底层网络架构的唯一选择只有IPv6。最基础的选择,其实就是最顶层的设计。就像盖一座高楼,设计方案里面要明确选择何种建筑材料。如果选择木材最高能盖到8~10层左右;如果选择钢筋水泥混凝土可以盖到100层甚至200层。如果未来发展需要一座20层、50层、100层的高楼,就只能把木质楼房拆掉,重新用钢筋混凝土盖楼。未来8-10年之后,IPv4一定会在全世界范围内都被拆掉,最终可能残存为IPv6汪洋大海上的一片浮叶,也可能彻底结束其历史使命。

目前轰轰烈烈的各种的智慧城市项目,基本上都是智慧城市的初级阶段,采用IPv4网络架构,只支持小规模的网络,完全无法支持大规模部署传感器,获取海量数据并实时处理,再进一步结合人工智能AI,形成智慧服务,所以都不能算真正的智慧城市。IPv6是世界未来100年的选择,网络是智慧城市的最基础的底层平台,中国智慧城市建设的唯一选择就是使用IPv6协议作为基础网络方案。

《推进IPv6规模部署》文件指出,新一代IPv6信息基础设施是“建设网络强国的坚实基础”。新型智慧城市IPv6应用——在社会治理、公共安全视频监控、安全生产、健康医疗、教育、社保等领域的系统建设中采用IPv6技术。支持地址需求量大的特色IPv6应用创新与示范,在宽带中国、“互联网+”、新型智慧城市、工业互联网、云计算、物联网、智能制造、人工智能等重大战略行动中加大IPv6推广应用力度。2018年起,政府采购需求明确提出支持IPv6。新建电子政务系统、信息化系统及服务平台全面支持IPv6。基础电信企业集采的移动终端和固定终端全面支持IPv6。

综上所述,各地政府从2018年起的智慧城市规划,必须要站在国家建设网络强国的战略高度上,提高思想认识,充分了解到未来8年~10年IPv6必将全面取代IPv4并且今后全世界100年都在使用IPv6的历史趋势,智慧城市顶层设计必须要有高度的前瞻性。

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