下一代互联网真的来了 年底前IPv6将小规模试商用

       当前,云计算早已从概念成为互联网应用和服务的后台支撑,触摸技术成为主流人机交互方式让人习以为常,大数据应用方兴未艾,机器学习开始引领人工智能的新时代……

     　　毫无疑问,以互联网和移动互联网为代表的信息技术行业是当前最热门,也是和消费生活最为贴近,最能以技术迅速改变人们生活的科技领域之一。在这个实现了充分竞争的行业中,有人精研技术,有人深耕商业渠道,还有人挟资本快炒技术概念……这造成了IT领域两大现象:技术更新的频率极高;各种各样的技术也让人眼花缭乱,难以判定是真趋势还是假潮流。

　　本版今起推出系列报道“IT热点探趋势”,解读IT科技中的热点技术,探究其发展趋势的深层次影响。

　　中国下一代互联网发展路线和时间表:

　　□2013年年底前,开展IPv6网络小规模商用试点;

　　2014年至2015年,全面商用部署,开展IPv6 网络大规模部署和商用,逐步停止向新用户和应用分配IPv4地址;

　　力争在“十三五”期间,基本建成世界先进水平的网络基础设施,完成向下一代互联网的平滑演进过渡,进一步提高互联网普及率,大幅缩小数字鸿沟,基本掌握关键领域核心技术和知识产权,实现我国互联网的跨越发展。

　　去年底,我国“下一代互联网示范工程”的核心内容——“教育科研基础设施IPv6升级和应用示范”在清华大学通过项目验收,在国内率先建成了100个完成升级改造并实现IPv6普遍覆盖的校园网,IPv6用户规模超过200万。这被认为标志着我国下一代互联网应用已经走完第一步,奠定了全国大规模发展的基础。

　　按照我国下一代互联网的发展时间表,今年年底前,将开展IPv6网络小规模商用试点,这也意味着下一代互联网将走出“校园”,踏入“社会”。

　　下一代互联网:更大、更快、更方便、更安全

　　在清华大学“中国教育和科研计算机网”的网络安全实验室,记者感受了一把下一代互联网:登录“六维空间”,下载800MB的电影,只花了约120秒,速度达到每秒6.5MB;打开网页,点击便可以看高清直播……

　　在研究者的口中,IPv6是下一代互联网的起点和重要标志。IPv6是下一代互联网或者说是新一代互联网的核心关键词,其全称是“互联网协议第6版”。当前全球通用的互联网核心协议是IPv4,即“互联网协议第四版”。

　　“采用IPv6版本的地址协议发展下一代互联网在国际上已成共识,IPv6网几乎成为新一代互联网的代名词。”“下一代互联网示范工程”专家委员会副主任、清华大学教授吴建平说。

　　清华大学这个“IPv6网”是第二代中国教育网的一部分,也是我国2003年启动的“下一代互联网示范工程”的国家交换中心。目前,第二代中国教育网已经成为世界上最大的纯“IPv6网”,也是我国下一代互联网示范工程的核心网和试验场。

　　清华大学电子工程系教授、网络科学与网络空间研究院副院长李星介绍说,截至目前,全国已经有300多所高校接入了教育网,超过200万用户,2000个科研单位可以享受体验到下一代互联网。

　　清华大学领头的这个网络,作为我国大规模发展下一代互联网的试验平台,其目标直指IP地址枯竭问题。根据中国互联网络中心发布的互联网最新统计报告显示,2011年2月,全球IPv4地址已分配完毕。报告显示截至2012年12月底,我国IPv4地址数量为3.31亿,从2011年起基本维持不变。IP地址供求失衡,只能通过多人使用私有IPv4地址,通过翻译技术共享IPv4公网地址上网等方式解决,影响互联网的安全性和稳定性。

　　李星认为,随着移动互联网、云计算和物联网技术的发展,越来越多的终端需要新地址,IP不足矛盾将更加突出。

　　“不同于IPv4采用32位编码,IPv6地址是128位编码,即有2的128次方个IP地址”,李星打比方说,IP地址数量之多,可以让地球上每一颗沙子都可以拥有一个IP地址。

　　除规模变大,下一代互联网也能提供更快、更便捷的服务。吴建平认为,IPv4网络上的宽带更多是一种接入概念上的宽带,并不是真正的宽带,而下一代互联网起点高,强调端到端的高性能,未来两个点之间的宽带至少将达到100MB以上。丰富的IP地址,使得互联网有了无限扩展性。在无线互联时代,用户可以通过各类移动终端接入互联网,随时随地上网,更加方便。

　　吴建平说,现有的互联网,针对目标地址而不看源地址的缺陷,也导致出现垃圾邮件、广告等安全性问题,下一代互联网从体系设计上将更加安全,“不仅要解决一个数据包到哪里去,还要解决从哪里来的问题”。

　　与“旧网”不能互联互通,“新网”普及受挫

　　下一代互联网的种种优势,并没有让它很快普及开来,其中的关键是IPv6网与当前占主导的IPv4网不能互联互通——IPv6网用户无法直接访问IPv4网络上的资源,反过来IPv4用户也无法直接访问IPv6网络上的资源。

　　“这一问题不解决,将制约下一代互联网建设和应用研究部署。”李星说。

　　第二代教育网目前的应用范围还局限在高校,要在更大范围内推广则阻碍重重。没有足够多的用户支撑,IPv6网络的应用开发也不能得到有效开展。当前,IPv6网应用还集中在高校教育资源上,如大学数字博物馆和高等学校招生网上录取系统的升级。　　

　　不过吴建平也认为,过渡到下一代互联网将是一个循序渐进的过程。“下一代互联网要既保持现有互联网的优势,又能解决互联网发展面临的挑战和新问题。”

　　下一代互联网有两个最重要的“DNA”,一个是“向下”——能够兼容所有网络和各种电子设备;另一个则是“向上”——始终是为用户应用自下而上开发的技术平台。这两个“DNA”都是现一代互联网所缺乏的。

　　不过,如何实现两代互联网的过渡并最终实现互联互通,包括推进IPv6网的商业化应用进程,其技术方向上仍存在争议。

　　李星认为,从电信运营商的角度看,解决地址不足问题,或许有三种方案:

　　第一,继续使用IPv4:给用户分配私有IPv4地址,通过翻译技术共享IPv4公有地址,以解决IP地址耗尽问题;第二,建立IPv4和IPv6的双栈网,但由于IPv4地址耗尽,即便使用双栈,也需要给用户分配私有IPv4地址,通过翻译技术共享IPv4地址;第三是新建纯IPv6网,通过IPv4/IPv6翻译技术,解决IPv4/IPv6的兼容问题,实现与IPv4网络的互联互通。

　　“第一种方案不能从根本上解决IP地址不足问题,第二种方案成本太大,世界上只要有任何一个区域用IPv4协议,你就要保留原有网络,而且最终仍解决不了与IPv6间的切换问题。”李星说。由此看来,第三种建设纯IPv6网络,并与现有网络互联互通,是目前较为可行的方案。

　　李星认为,建设IPv6网需要花费大量成本,如果不能解决与IPv4网络的互通问题,运营商的积极性不会高,因此建设IPv6网络需要有国家经费的补贴。教育网中IPv6网的运营就得益于国家的补贴。

　　吴建平认为,当前向IPv6过渡困难很多,还有许多技术问题有待解决,但核心是社会认知与政府的支持,不能仅仅依靠市场来推动。

　　时间表迫近,亟待发力

　　不仅是中国,全世界在下一代互联网普及路上都走得并不顺畅。　　

　　“从全球范围看,IPv6发展至今,其网络规模不到IPv4的1/10,流量只有IPv4的1%。”李星说。与此同时,推动互联网由IPv4版本向IPv6版本演进过渡,并在此基础上发展下一代互联网已成为全球共识,很多国家出台推进IPv6网建设的时间表。

　　困扰IPv4网和IPv6网互联互通的问题,似乎也看到了曙光。李星带领的研究组提出的无状态IPv4/IPv6翻译技术可以解决IPv4地址和海量IPv6地址空间的无状态映射问题,以及不兼容的IPv4协议和IPv6协议的翻译问题。通过在第二代教育网上的运行,证明了其原理和工程上的可行性,这有望解决向下一代互联网过渡的世界性难题。

　　中国下一代互联网示范工程在教育网上的试验,也验证了吴建平研究小组提出的真实源地址认证问题,这一方案为下一代互联网可信与安全问题提供了解决方案。

　　吴建平说,从目前情况看,我国在下一代互联网建设和研究的部分领域走在世界前列。而且教育网已经积累了丰富的经验和成果,现在需要加快IPv6网的过渡,为中国互联网发展赢得先机。