多部门联合推进技术创新和应用落地 解决IPv4地址空间不足

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日前,中央网信办等多部门印发《关于开展IPv6技术创新和融合应用试点工作的通知》(以下简称“《通知》”),联合组织开展IPv6技术创新和融合应用试点工作。通知明确,到2023年底IPv6技术创新和融合应用试点工作取得明显成效,IPv6关键技术创新、应用创新、服务创新、管理创新持续突破。

这是今年以来,相关部门对我国IPv6发展的又一次具体推进。IPv6加速跑的背后是什么?挑战和趋势又何在?

▶作用

解决IPv4地址空间不足

IPv6究竟是何方神圣?这得从“网络身份证”讲起。

IP地址相当于互联网设备的网络身份证。打开你的笔记本或者电脑的网络设置页面,你就能看到你的IPv4地址。IPv4、IPv6,它都是一种网络协议,相较于IPv6,IPv4是上一代网络协议。IPv4可以提供43亿个可供分配的IP地址,这个数字看起来挺庞大,但是,从互联网出现至今,全球上网人数已超过40亿人,互联网设备的数量也越来越多,这就意味着43亿个地址,显然是不够用的,而目前,IPv4的地址也已经消耗殆尽了。

相较于IPv4,IPv6则是更大的地址池。理论上,“号称可以给地球上每粒沙子分配一个IP”的IPv6可以提供230亿亿个地址,所以,IPv6主要是为解决IPv4地址空间不足问题而产生的。

有的读者可能会觉得奇怪,IPv4的地址不是已经消耗殆尽了,为什么还在继续?这是因为,地址转换(NAT)、虚拟专用网络(VPN)等IPv4补丁技术的存在,继续给IPv4的使用“续命”。但是,这种拖延性方法,显然不是长久之计。业内普遍认为,此前的“人上网”时代,IPv4及其补丁办法,还能勉强支持,但是到了万物互联的物联时代,IPv4无法应对如此庞大的连接。

记者注意到,《通知》明确提出,IPv6与5G建设应用同步实施。“在数字化转型新时代,IPv6与物联网、大数据、云计算、区块链、人工智能、5G等新一代信息技术并行发展,成为新一代IT的承载平台。”中国工程院院士邬贺铨向记者表示。

▶进展

近5年来真正提速推进

在全球范围内,早在1990年,IETF(互联网工程任务小组,成立于1985年底,是全球互联网最具权威的技术标准化组织)就开始规划IPv4的下一代协议,建立了IPng(下一代IP),以推进相关工作。

具体到我国,资料显示,2003年,中国下一代互联网示范工程(CNGI)在这一年正式启动,这标志着我国IPv6的发展征程进入元年。2012年,《关于下一代互联网“十二五”发展建设的意见》,首次制定了我国IPv6发展的路线图和时间表。

但直到2017年,我国IPv6的发展都较为缓慢,一些关键性指标任务并未完成。2017年,中共中央办公厅、国务院办公厅印发的《推进互联网协议第六版(IPv6)规模部署行动计划》。该计划正式吹响了IPv6加速跑的号角。

“十四五”规划明确指出,要加快建设新型基础设施,全面推进互联网协议第六版(IPv6)商用部署。今年7月,工业和信息化部联合中央网信办发布《IPv6流量提升三年专项行动计划(2021-2023年)》。近日,中央网信办等多部门则印发《关于开展IPv6技术创新和融合应用试点工作的通知》。

可以说,在密集政策指导和推动下,我国IPv6发展数据发生了深刻的变化。国家推进IPv6规模部署专家委员会数据显示,目前我国IPv6活跃用户数已达5.51亿个,约占中国网民的54.52%,中国IPv6地址资源储备位居全球第一。

而工信部相关负责人日前则透露,我国基础电信企业完成了骨干网络、LTE网络、城域网络IPv6升级改造,实现了全国14个骨干网直联点IPv6互联互通,IPv6国际出入口带宽“从无到有”。这意味着我国IPv6的高速公路已经建起来了。

▶问题

实际使用流量占比较低

“路”建起来了,地址资源储备也很丰富,但是具体到使用层面,则是另外一种情况。“中国IPv6规模部署在互联网应用IPv6浓度、固定终端IPv6支持能力等方面仍存在短板。”工业和信息化部总工程师韩夏坦言。

一组数据的对比或许映证了这样的情况,一方面,IPv6用户规模提升迅速,全网用户占比超过50%;另一方面,IPv6流量在整体中的占比较低,目前我国移动通信网络IPv6流量占比为22.87%。

“其实一些用户可能还对IPv6的感知不明显,只是在打开一些网站或者APP时,会看到‘已支持IPv6’的小字,但实际上,就算是这些互联网应用,也仅是IPv6首页可达,更深层次的链接还未支持IPv6访问,视频、直播、游戏等大流量应用核心内容支持IPv6访问的较少,而仍有不少存量终端设备并不支持IPv6。”中国信通院相关人士向记者解析。

“此前,我国较早就以NAT(网络地址转换协议)方式去缓解IPv4地址不足的压力,但也落入私有地址的陷阱,缺乏向IPv6升级的动力。”邬贺铨指出,“目前网站及应用除首页外更深层次的链接还未支持IPv6访问,直播、游戏等流量集中的应用支持IPv6访问的较少,家庭固网网关尚不支持IPv6,CDN、云平台的升级比例不高。”

除此之外,中央网信办在解读《通知》时亦明确,相比IPv4,IPv6在端到端传输时延、稳定性及服务指标还需进一步提升,部分应用基础设施IPv6升级改造力度还要加强,规范引导IPv6部署和应用的国家标准体系缺乏,由我国主导制定的IPv6国际标准数量较少,IPv6技术产业生态体系亟需培育与优化。

▶趋势

赋能行业数字化转型

记者注意到,正是在这种趋势下,相关政策进行了针对性的部署。工信部发布的《IPv6流量提升三年专项行动计划(2021-2023年)》明确要求,全面推进视频、游戏、资讯、社交、电商、生活服务等互联网应用企业继续深化IPv6改造,推动提升终端设备IPv6支持能力,如新出厂终端设备要全面支持IPv6、加快存量终端设备IPv6升级改造等等。

移动网络IPv6流量占比、固定网络IPv6流量占比、家庭无线路由器IPv6支持率、政府网站IPv6支持率、主要商业网站及移动互联网应用IPv6支持率,也成为《关于开展IPv6技术创新和融合应用试点工作的通知》考核的重要“KPI”。

IPv6的流量要提升,要“能用、用好”,在邬贺铨看来,在这种要求之下,“IPv6+”时代将会到来。“‘IPv6+’是IPv6下一代互联网的升级,是面向5G和云时代的IP网络创新体系,通过IPv6规模商用部署和‘IPv6+’创新实现网络能力提升,赋能行业数字化转型,打造新一代高质量网络底座,全面建设数字经济、数字社会和数字政府的‘新基座’。”

而实际上,“IPv6+”的到来,也将逐步改变你所熟悉的互联网感知。“如果有读者经常使用手机银行等金融APP可能会发现这样一个现象,那就是当WIFI与数据连接发生切换时,手机银行的登陆状态往往也会改变,但移动IPv6协议改变了这种情况,IPv6的移动终端在改变地理位置时,即使分配到的IPv6地址发生变化,原有的连接也不会被终止。”运营商从业者向记者表示。

在工业应用中,IPv6+5G,也能带来全新的助力。在以往,在终端才可以感受到网络质量的差异,甚至要靠用户的投诉。IPv6可以定义用户身份、使用的App、服务质量要求、丢包率要求,网络通过一个IP包就知道具体的要求,并可以提供针对性、差异性的服务。(南方日报记者姚翀)

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