唐山伴隨著(zhù)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(cháng)期發(fā)展和演進(jìn)。如今,隨著(zhù)5G、云計算等的出現,以及人人通信向物物相聯(lián)、人機交互模式的轉變,IP協(xié)議面臨著(zhù)新的需求,“IPv6+”應運而生,為IP網(wǎng)絡(luò )創(chuàng )新發(fā)展打開(kāi)了一條全新通道。
5G高速網(wǎng)絡(luò )、云計算海量算力正在融合應用到千行百業(yè),創(chuàng )造出新的業(yè)務(wù)體驗、新的行業(yè)應用和新的產(chǎn)業(yè)布局。與此同時(shí),互聯(lián)網(wǎng)用戶(hù)使用模式從簡(jiǎn)單的點(diǎn)到點(diǎn)訪(fǎng)問(wèn),轉變?yōu)閷θ诤厦襟w的沉浸式體驗,通信主體從人人通信加快向物物相聯(lián)、人機交互模式轉變。泛在、多元、異構的新業(yè)務(wù)應用場(chǎng)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,海量連接擴展需求。
產(chǎn)業(yè)數字化發(fā)展要求網(wǎng)絡(luò )的連接數量可以無(wú)限擴展,要求承載網(wǎng)絡(luò )在帶寬能夠滿(mǎn)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。
傳統的電信網(wǎng)絡(luò )嚴格限制了業(yè)務(wù)接入點(diǎn),在全面數字化的時(shí)代,業(yè)務(wù)接入點(diǎn)不可控,網(wǎng)絡(luò )也需要滿(mǎn)足業(yè)務(wù)任意點(diǎn)接入、跨越任意區域連接的需求。
第三,差異化服務(wù)需求。
傳統電信網(wǎng)絡(luò )為用戶(hù)提供無(wú)差異的連接服務(wù),勢必造成有限資源的浪費,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 )應當根據業(yè)務(wù)需求選擇服務(wù)質(zhì)量,既節省資源,又保障業(yè)務(wù)。
第四,端到端可靠性需求。
當前網(wǎng)絡(luò )通過(guò)部署快速檢測和倒換技術(shù)可以實(shí)現一定的可靠性,但這些技術(shù)在大規模使用、遠距離場(chǎng)景下不能很好地工作,且部署方案非常復雜。因此支持大規模、與距離無(wú)關(guān)的端到端可靠性方案,也是末來(lái)網(wǎng)絡(luò )應當具備的能力。
第五,便捷網(wǎng)絡(luò )服務(wù)需求。
從云的視角來(lái)看,計算、存儲、網(wǎng)絡(luò )等功能都要實(shí)現便捷化服務(wù)。網(wǎng)絡(luò )服務(wù)化是云網(wǎng)融合對網(wǎng)絡(luò )連接能力的內在要求,基本內涵包括簡(jiǎn)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)數字化將數字空間的安全威脅也帶給了千行百業(yè),使得傳統行業(yè)面臨安全風(fēng)險,云服務(wù)自身虛擬化、數據開(kāi)放化、松耦合的架構也可能引入新的安全風(fēng)險。因此,有必要構建多層次、多維度、多領(lǐng)域的信任網(wǎng)絡(luò )安全架構。
在過(guò)去的50年里,TCP/IP技術(shù)體系取得了巨大成功,統一了網(wǎng)絡(luò )承載協(xié)議,實(shí)現了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(cháng)期發(fā)展和演進(jìn)。
IPv4是第一代IP網(wǎng)絡(luò )的基石,具有開(kāi)放、輕量和易于擴展等特點(diǎn),促進(jìn)了互聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展和繁榮。隨著(zhù)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 )從接入側到核心側全線(xiàn)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(lái),面向5G和云時(shí)代的商業(yè)場(chǎng)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),持續為IPv6互聯(lián)網(wǎng)融入新的協(xié)議架構和創(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(guò)程見(jiàn)圖1。
圖1“IPv6+”是新一代IP網(wǎng)絡(luò )核心技術(shù)
戰略目標
2019年,推進(jìn)IPv6規模部署專(zhuān)家委員會(huì )指導成立“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 )新體系的戰略發(fā)展目標,確定用8~10年時(shí)間,以推進(jìn)IPv6規模部署國家戰略為契機,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)能力及應用生態(tài)實(shí)現突破性發(fā)展,打造賦能數字化轉型發(fā)展的新型網(wǎng)絡(luò )信息基礎設施,提供以國內外“IPv6+”系列標準為代表的網(wǎng)絡(luò )演進(jìn)創(chuàng )新方案。
創(chuàng )新內涵
“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)現更加開(kāi)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(hù)體驗供給、更加智能可靠的運維與安全保障,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 )新內涵,其核心內容包括以SRv6分段路由、網(wǎng)絡(luò )編程、網(wǎng)絡(luò )層切片、確定性轉發(fā)、隨流檢測、新型組播和應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、故障識別、網(wǎng)絡(luò )自愈、自動(dòng)調優(yōu)等為代表的智能運維體系的創(chuàng )新,以5Gto B、云間互聯(lián)、用戶(hù)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5G承載、云網(wǎng)融合、產(chǎn)業(yè)數字化的推進(jìn)節奏,結合技術(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(kāi)展技術(shù)體系創(chuàng )新,構建網(wǎng)絡(luò )開(kāi)放編程能力;第二階段重點(diǎn)通過(guò)智能運維創(chuàng )新,提升用戶(hù)體驗保障能力;第三階段重點(diǎn)發(fā)展應用驅動(dòng)網(wǎng)絡(luò )能力,實(shí)現商業(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
IPv6規模部署行動(dòng)計劃發(fā)布以來(lái),政府部門(mén)、電信運營(yíng)企業(yè)、互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)、設備提供商等積極響應,4年間我國IPv6規模部署取得顯著(zhù)成放,為下一代互聯(lián)網(wǎng)創(chuàng )新奠定了堅實(shí)基礎。“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 )基礎設施的整體服務(wù)能力,必將有力支撐千行百業(yè)的數字化轉型。
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)規模部署和應用工作的通知》,要求堅定不移推進(jìn)IPv6規模部署和應用,以全面推進(jìn)IPv6技術(shù)創(chuàng )新與融合應用為主線(xiàn),以提升應用廣度深度為主攻方向,著(zhù)力建設開(kāi)放創(chuàng )新的技術(shù)體系、性能先進(jìn)的設施體系、全面覆蓋的應用體系、生態(tài)良好的產(chǎn)業(yè)體系、系統完備的標準體系、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(zhù)增強”為“十四五”規模部署工作目標,并將“IPv6+”創(chuàng )新應用項目數量作為規模部署主要指標。
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,持續加強基于“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(kāi)展技術(shù)研究、試驗驗證、應用示范,持續完善“IPv6+”技術(shù)產(chǎn)業(yè)體系。目前,產(chǎn)業(yè)各方已經(jīng)在“IPv6+”戰略目標、概念內涵、演進(jìn)路徑以及核心場(chǎng)景等問(wèn)題上達成共識,在體系架構、核心技術(shù)以及產(chǎn)業(yè)布局等方面開(kāi)始了積極探索。推進(jìn)IPv6規模部署專(zhuān)家委員會(huì )的專(zhuān)家在多個(gè)場(chǎng)合表示,“IPv6+”正在成為未來(lái)云網(wǎng)融合、算網(wǎng)融合堅實(shí)的技術(shù)底座。
標準制定
“IPv6+”技術(shù)標準體系的制定工作正在IETF、IEEE、ETSI和CCSA等標準組織有條不紊地展開(kāi)。在部分技術(shù)方向上,國內標準已經(jīng)與國際標準形成了齊頭并進(jìn)的態(tài)勢,特別是一些與新應用、新場(chǎng)景結合緊密的方向,國內的標準創(chuàng )新已經(jīng)走在了業(yè)界前沿。2021年,中國通信標準化協(xié)會(huì )牽頭成立IPv6標準工作組,匯聚各方力量,統籌推進(jìn)IPv6國家標準、行業(yè)標準和團體標準的制定。在這種形勢下,應以IPv6標準工作組為技術(shù)創(chuàng )新合作的基礎平臺,通過(guò)IETF、ETSI等組織加強與海外機構在網(wǎng)絡(luò )架構創(chuàng )新方面的合作,結合中國巨大網(wǎng)絡(luò )體量和活躍用戶(hù)數量,探索中國創(chuàng )新先行先試,積極參與國際標準制定。實(shí)踐落地當前,業(yè)內主流數據通信設備供應商在路由、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(guò)了中國信息通信研究院發(fā)起的“IPv6+”Ready1.0測評認證。隨著(zhù)產(chǎn)品及解決方案的逐漸成熟,業(yè)界在包括基礎電信網(wǎng)絡(luò )、政務(wù)外網(wǎng)、金融專(zhuān)網(wǎng)在內的多個(gè)領(lǐng)域開(kāi)展了大量現網(wǎng)試點(diǎn),乃至規模商用部署。以首個(gè)通過(guò)“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(zhuān)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(huì )和冬殘奧會(huì ),被譽(yù)為中國聯(lián)通的“奧運黑科技”,目前這些成功實(shí)踐經(jīng)驗已經(jīng)在中國聯(lián)通各省公司全面推廣。
展望
當前“IPv6+”網(wǎng)絡(luò )創(chuàng )新體系架構和關(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(kāi)一條全新通道,不斷涌現的新功能必將滿(mǎn)足靈活組網(wǎng)、業(yè)務(wù)快速開(kāi)通、智能運維、差異化服務(wù)保障等商業(yè)需求。以往經(jīng)驗告訴我們,一方面新型應用場(chǎng)景對網(wǎng)絡(luò )承載提出需求挑戰,另一方面網(wǎng)絡(luò )承載創(chuàng )新又是應用創(chuàng )新的基礎使能條件,網(wǎng)絡(luò )創(chuàng )新和應用創(chuàng )新二者相互推動(dòng)必將實(shí)現“螺旋上升式”發(fā)展。應該看到,“IPv6+”創(chuàng )新對于我們既是機遇更是挑戰,找準業(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規模部署和應用高質(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)濟提質(zhì)增效具有重要意義。