IPv6产业链成熟度分析

摘要:基于IPv6网络设备、终端、软件、应用以及网络运营等多个环节,对国内、外IPv6产业链的成熟度进行了分析总结,在此基础上,对我国IPv6的发展步骤提出了相应的建议。

1  引言

1998年12月,IPv6标准正式发布并被确认为Internet的未来基础协议,IPv6热潮席卷全球。但此后10年间,IPv6网络与应用发展却不尽人意,备受争议。近年,随着IPv4地址耗尽日期的日益临近,国际上对互联网过渡到以IPv6为基础的下一代互联网达成了共识,业界对待IPv6的态度更加务实。

对于一种新技术的出现,技术的完善、产品与服务的推广最终使产业走向成熟是整个技术发展过程中的最重要的条件。而作为一种新兴技术,发展IPv6同样也离不开产业链的支撑,产业链的支撑能力是确定IPv6部署策略及进度的重要决定因素。IPv6产业涉及网络设备、终端设备、软件、应用等多个环节,如果任一环节存在短板,都可能使整体产业难以发展。因此有必要深入分析评估国际、国内的产业支持能力,了解我国的具体薄弱领域和优势领域,加以重点扶持。本文分别从IPv6产业各环节产品和服务的IPv6支持情况进行考察,对IPv6产业成熟度进行分析判断。

2  国际IPv6产业链发展现状

IPv6相关产业链涉及网络设备提供商、网络运营商、终端设备提供商、软件提供商、芯片提供商、协议栈提供商以及测试仪表提供商等多个环节。其中,网络设备可以分为承载网络设备和业务网络设备,终端设备可以分为固定终端、移动终端和数字家电,软件系统可以分为操作系统和应用软件。

目前,国际主流设备提供商、软件提供商、芯片提供商以及协议栈提供商已经研发了大量的IPv6产品。截至2009年底,全球已经有400余款产品通过IPv6 Ready Phase1认证,330余款通过Phase2认证。IPv6产品类型十分丰富,基本覆盖了已有IPv4产品,并且取得了一定规模的应用。个别不成熟的产品类型,如IPv6软交换、媒体网关及移动终端等,主流厂商也已经完成了相关技术积累,一旦市场需求启动,各厂商可以在短期内推出相应产品。因此,以上IPv6产业环节基本成熟,可以满足向IPv6网络过渡所需。

相对于蓬勃发展的设备制造业而言,全球IPv6网络运营业发展明显滞后。无论是IPv6网络数目、路由条目还是服务器访问量,规模都无法与IPv4相比。但全球运营企业已经加强了IPv6网络的建设力度,尤其是在骨干网络层面支持IPv6已经成为趋势。在部分国家,尤其是日本已经有10余家互联网服务提供商开始了IPv6运营实践,向全球范围提供IPv6业务。在积累运营经验的同时,形成了清晰的IPv6业务运营发展思路。

2.1  IPv6承载网络设备成熟度

随着IPv6技术与标准的逐步成熟,业界主流IPv4承载网络设备供应商,如Cisco,Juniper以及Alcatel等,均针对IPv6的发展需求投入大量研发经费,开发了IPv6承载网产品。目前,IPv6承载网络设备产品类型已经十分丰富,完全覆盖了原有IPv4产品,包括路由器、交换机、宽带接入服务器、防火墙、入侵检测/防御以及VPN网关等。主流承载网络设备提供商的产品已经通过严格测试,并且已有规模部署案例。

应该看到,IPv6接入、过渡等关键技术有待标准化,不同厂商实现差异较大,目前还没有比较成熟的解决方案。

2.2  IPv6业务网络设备成熟度

目前,传统业务网络设备供应商(如Nokia,Alcatel,Ericsson以及Motorola等)的核心网设备尚不支持IPv6,如软交换、中继媒体网关、信令网关、IMS系统、基站控制器、3G电路域子系统、3G分组域子系统以及智能网系统等。对IPv6业务网络设备的支持,集中在移动IP家乡代理、VoIP网关/网守、SIP服务器、综合接入设备、企业网关以及家庭网关等边缘设备。虽然目前IPv6业务网络设备的研发相对比较薄弱,但应该看到,业界主流厂商已经完成技术积累,一旦IPv6核心网设备市场需求出现,各厂商可在短期内推出相应产品。

2.3  IPv6固定终端和数字家电成熟度

随着IPv6技术与标准的逐步成熟,各固定终端厂商,如Apple,Cisco,IBM,HP,Dell,SUN,LG,NEC,Fujitsu以及Panasonic等,均针对IPv6的发展,开发了相关IPv6终端产品。目前,IPv6固定终端产品类型已经比较丰富,产品涉及个人电脑、服务器、打印设备、存储设备、不间断电源、智能电话、翻译设备、应用层网关、家庭网关以及传感器等,完全覆盖了已有IPv4的固定终端类型。但是由于目前IPv6网络规模的限制,支持IPv6的终端产品并没有得到大规模应用。

数字家电包括电视机、电冰箱、洗衣机、空调机、摄像机、照相机、机顶盒以及其他小家电等。在IPv4时代,受地址资源所限,数字家电领域的应用尚不发达,目前尚处于起步阶段,但传统厂商均将IPv6视为重要的发展机遇。

2.4  IPv6移动终端成熟度

与IPv6固定终端相比,由于IPv6市场需求推动不足以及移动终端自身条件所限,目前移动IPv6终端发展缓慢,市场上支持IPv6的移动终端数量很少。但也应看到,占据市场份额70%以上的智能移动终端操作系统均支持IPv6,如Symbian,Linux和Windows Mobile。此外,从嵌入式芯片以及协议栈等移动终端开发工具来看,各移动终端设备厂商已经为IPv6设备研发做好了技术储备。

2.5  IPv6操作系统成熟度

大批计算机厂商和操作系统软件厂商,如Microsoft,IBM,SUN,HP以及Linux开发者,纷纷投入到IPv6相关研究和开发行列。所有主流操作系统均已支持IPv6,包括Windows,Linux,FreeBSD,Z/OS,AIX,UNIX,Solaris以及MAC OS等。操作系统已经全面支持IPv6功能,为后续IPv6应用发展奠定了良好基础,可以满足未来IPv6过渡的需求。

2.6  IPv6应用软件成熟度

大批计算机软件供应商和自由开发组织,如IBM,Microsoft,Google,Apple,Sybase,SUN,BEA,GNU,纷纷加强了IPv6软件的开发力度。支持IPv6的应用软件类型也比较丰富,开发类软件,如中间件平台软件、编程开发环境软件、数据库软件、应用服务器软件以及Web服务器软件等,基本可以支持IPv6应用。用户类软件,包括即时通信、域名服务、文件下载、电子邮件、网络监控、新闻组件、P2P下载、远程接入、视讯会议以及Web浏览器等,也可以支持IPv6。但也应看到由于IPv6网络及用户发展尚不如人意,IPv6应用软件的开发进度仍明显滞后于操作系统,尤其是Windows操作系统下的用户应用软件数量比较少,供用户选择的余地不大,目前主流门户ICP的平台很少支持IPv6,所能提供的IPv6内容也很少。

2.7  IPv6集成电路成熟度

业界主流网络处理器(NP)和专用集成电路(ASIC)芯片提供商,如Broadcom,MRV,IBM,Intel,Infineon以及Xelerated等,均加强了IPv6产品的研发力度。目前,IPv6集成电路芯片产品已经比较丰富,包括交换机ASIC套片、核心设备网络处理器、宽带接入设备通信处理器、终端设备通信处理器以及安全设备协处理器等,可以较好满足IPv6设备的研发需求。这些IPv6芯片的成熟,可以大大缩短IPv6设备的研发周期,并降低整个系统的研发难度,完全可以满足未来IPv6过渡需求。

2.8  IPv6协议栈成熟度

与集成电路芯片相仿,直接在成熟的协议栈上开发可以大大缩短IPv6产品的研发周期,有助于IPv6应用的推广。可以看到,网络设备商、终端设备商、嵌入式设备商以及专门的协议栈厂商开发了可适用于不同类型设备研发的协议栈,包括数据通信网络设备、安全防护设备、移动终端设备、计算机外部设备、消费电子产品、嵌入式系统、车载信息系统以及物联网系统等。

2.9  IPv6网络运营发展状况

据APNIC统计,截至2009年底,全球IPv6 BGP路由表条目数约2000条,而IPv4 BGP路由表条目已达30万条,IPv6路由条目与IPv4相比,仅约0.6%;IPv6网络AS数目约750个,而IPv4网络AS数目约2.5万,IPv6自治域数目与IPv4相比,仅约3%;进一步分析Internet的不同自治域类型:传输AS(Transit AS)和末端AS(Stub AS),目前Transit AS已经有30%可以提供IPv6穿越服务(而2008年初约为13.8%,增长了2倍多),而Stub AS支持IPv6服务则不足3%;据APNIC和RIPE的Web服务器统计(
www.apnic.net
www.ripe.net),IPv6和IPv4的访问比例不足1%。

相对于蓬勃发展的网络设备制造业而言,全球IPv6网络运营业发展明显滞后。无论是IPv6网络数目、路由条目还是服务器访问量,规模都无法与IPv4相比。但也可以看到,在Internet骨干网上部署IPv6的速度迅速加快,在边缘网络则推动缓慢。

虽然全球范围还没有开始部署面向最终用户的大规模IPv6商用网络,但在日本已经有10余家运营商开始了全面的IPv6运营实践,并积累了丰富的运营经验。已经初步形成了清晰的运营发展思路,即对外(IPv6 Internet)积极开展隧道和双栈互联穿越业务,对内(IPv6 Network)大力推进IPv6在IPv4尚未延伸到的领域的应用,包括物件管理、传感器网络以及移动基础设施等。

2.10  IPv6在三网融合领域的发展状况

由于三网融合在发达国家及地区获得了较好的推广,IPv6在三网融合领域的进展主要集中在发达国家及地区。日本NTT Plala是NTT旗下的互联网运营商,其推出的Hikari TV是全球首个基于IPv6协议的大规模商用IPTV电视服务,通过IPv6机顶盒(Stream Crusier),网络可为上千万用户提供互联网服务,目前该网络上有76个标准和高清电视频道,超过4000个视频点播节目,其卡拉OK服务提供的歌曲有1.3万首。全美最大的有线电视运营商Comcast也正式宣布其IPv6商用计划,从2010年第2季度起允许用户自愿选择使用IPv6服务。

2.11  IPv6在物联网领域的发展状况

虽然业界普遍看好基于IPv6的物联网是未来互联网的杀手业务,但由于传统传感器网络并没有太多广域联网需求,所以在末梢网络应用场景中并未使用IP协议(包括IPv4/v6)。随着物联网的广域互联需求得到强化,基于IPv6的物联网应用已经成为研究热点。目前,IPv6在物联网领域的发展尚属于起步阶段。

3  我国IPv6产业链发展现状

我国以设备提供商为主,科研机构为辅的产业格局,研发了大量的IPv6产品。截至2009年底,中国已经有20余款产品通过IPv6 Ready Phase1认证,30余款通过IPv6 ReadyPhase2认证。其中,有40余款IPv6设备获得了工业和信息化部入网许可,尤其是国产IPv6承载网络设备等关键技术已经达到国际先进水平。但令人担忧的是,目前我国IPv6产品类型集中于网络设备领域,而终端、芯片、协议栈、操作系统以及应用软件产品类型,则很少涉足。因此,我国IPv6产业环节还存在明显的短板,先于国际全面启动IPv6部署,在这些方面仍可能受制于人。

我国于2003年开始建设了中国下一代互联网示范工程(CNGI),通过5年的努力已经取得了阶段性成果,建立了全球规模最大的IPv6网络,有力地促进了中国运营企业在IPv6网络的发展,奠定了中国在世界范围内IPv6领域的地位,积累了一定的运营经验。但总体来看,我国IPv6运营业发展缓慢,主要体现在IPv6网络集中在骨干网层面,向边缘网络延伸不足,难以为IPv6特色业务的开发和规模商用提供有效平台。此外,由于运营企业积极申请IPv4地址,或采用私有地址,对于发展IPv6用户并不积极,直接影响了其他产业环节的IPv6投入力度。

3.1  IPv6网络设备

我国承载网络设备供应商,如华为、中兴、华三、星网锐捷以及神州数码等,研制开发了大量的IPv6承载网络设备,覆盖路由器、交换机、宽带接入服务器、防火墙、入侵检测/防御以及VPN网关等,大多产品已经通过严格的测试,并且得到了实际的部署考验。基本实现了国内与国际的同步发展,掌握了承载网络设备的核心技术,并在全球市场中取得了良好的竞争位置。但也应看到,国内针对大容量安全设备、IPv6-IPv4翻译设备研发相对薄弱。

由于IPv6市场尚未完全启动,我国业务网络设备供应商目前尚未推出大容量IPv6核心网设备,但均已在相关网络产品中完成了该技术的研究积累,且部分核心网设备在信令层面已经支持IPv6,只是在数据层面还未做有针对性的开发。一旦IPv6核心网设备市场需求出现,我国厂商可在短期内推出相应产品。

3.2  IPv6终端设备

受CNGI项目的推动,海尔集团、康佳集团、海信集团、红旗软件等中国厂商开始涉足IPv6终端产品开发,但目前来看支持IPv6的产品数量还很少,形势并不乐观。应该看到,长期以来我国在终端设备和信息家电领域一直比较薄弱,并未掌握操作系统、芯片以及协议栈等核心技术。如果IPv6网络建设过于超前,仍然可能面临终端匮乏的尴尬局面。

3.3  IPv6软件系统

目前,我国只有红旗软件开发了Asianux Linux双栈操作系统,并获得了IPv6 Ready的认证。在IPv6开发环境、中间件平台、编程开发环境、数据库软件以及应用服务器软件等领域则是一片空白。因此,我国如果领先全球先行过渡到IPv6,必然大规模采用国外操作系统和应用软件,一旦出现软件问题,难以凭借自身力量弥补漏洞或推动软件系统升级。

3.4  IPv6集成电路

我国网络设备提供商,如华为、中兴,已经掌握了设计专用通信处理器芯片的核心技术,并且开发了具有自主知识产权的、支持高速路由转发的IPv6 ASIC芯片。但也应看到,我国在芯片设计工具、制造程序、投片、封装以及测试等领域长期以来一直处于落后地位,不具备产业优势。如果领先全球先行过渡到IPv6,仍有可能受制于人。

3.5  IPv6网络运营发展

我国于2003年开始建设了中国下一代互联网示范工程(CNGI),并通过5年的努力已经取得了以下成果:

  • 建成全球最大的下一代互联网(IPv6)示范网络(包括6个核心网络,22个城市59个节点,2个交换中心,273个驻地网的IPv6示范网络)。
  • 通过CNGI示范工程,以IPv6路由器为代表的设备产业化初成规模,形成了从核心网络设备、软件到应用系统等较为完整的IPv6研发及产业化体系,为我国参与全球下一代互联网产业竞争奠定了坚实基础。
  • 依托CNGI,开展了大规模的基于下一代互联网的应用研究,如视频监控、环境监测等,并成功服务于北京奥运。

与全球趋势一致,我国网络运营商也开始了骨干网络IPv6改造的进程,这一点在国内所有互联网扩容和IP承载网建设项目中,强制要求路由设备支持双栈功能可以得到集中体现。

总体来看,我国IPv6运营业发展缓慢,主要体现于IPv6网络集中在骨干网层面,向城域网和边缘网络延伸不足,难以为IPv6特色业务的开发和规模商用提供有效平台。此外,由于运营企业积极申请IPv4地址,或采用私有地址,对于发展IPv6用户并不积极,直接影响了其他产业环节的IPv6投入力度。

4  结束语

目前,IPv6产业链呈现出两头弱,中间强的不对称格局,也就是说与网络相关的产业链环节相对成熟,而与终端、业务应用相关的产业链环节的成熟度则明显滞后。综合分析全球各国IPv6产业发展状况,日本、韩国在IPv6的应用方面处于全球领先地位,属于第一梯队;中国、美国和欧盟正积极稳妥推进IPv6产业化,处于第二梯队;印度等发展中国家在IPv6产业化方面刚刚起步,属于第三梯队。中国在若干产业环节与日、韩还存在一定差距。

基于我国在国际IPv6发展中所处的地位,采用积极跟随的策略可以尽量在下一代互联网发展过程少走弯路,有利于借鉴别的国家的先进经验,节约下一代互联网研究和发展成本。同时,为了保证我国能够在IPv6发展时机成熟的情况下快速赶超,我国要缩小与日、韩等国的差距,加强终端、软件、协议栈以及运营等产业薄弱环节的研究开发,尽快从第二梯队跃升为第一梯队,力争保持在IPv6领域与发达国家同步发展。

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