【關注】中國工程院院士鄔賀銓：IPv6“＋”速創新 打造新一代高質量網絡底座
來源：人民郵電報
作爲數字經濟底座，我國IPv6的規模化部署不斷取得新的成效。而作爲IPv6的升級加強版，IPv6+憑藉着來自協議和技術等領域的諸多創新，更加契合行業用戶的需求，能夠更有力地支撐千行百業的數字化轉型和發展。顯然，加速IPv6+創新，將爲IPv6規模部署增添“+”動力和“+”速度。那麼，IPv6+的發展當前處於何種階段？如何加速創新釋放新動能呢？針對這些問題，中國工程院院士鄔賀銓近日給出瞭解答。
超6億活躍用戶
中國IPv6規模部署成果顯著
“目前中國IPv6地址資源位居全球第一，IPv6活躍用戶數和流量均實現了增長。”鄔賀銓表示。
數據顯示，我國已申請IPv6地址資源總量達到60059塊，位居全球第一。與此同時，根據對典型互聯網應用法人實時採樣和監測，截至2021年12月，我國IPv6活躍用戶數已達6.08億，約佔中國網民的60.11%。在流量增長上，截至2021年12月，城域網IPv6總流量突破44.77Tbps，佔全網總流量的9.38%；移動網絡IPv6總流量超過24.43Tbps，佔全網總流量的35.15%。
“對比IPv6流量和活躍用戶數的佔比，可以發現流量佔比相對較低，主要原因在於家庭網關的升級改造還沒有跟上。”鄔賀銓指出。他認爲，下一步需要伴隨着固定網向千兆網絡的升級，讓固網網關具備未來家庭無線網關的功能，爲無線網關直接應用IPv6功能做好準備。
得益於強有力的政策指引，IPv6在中國的規模部署和應用正處於全面推進之中。國務院近日發佈的《“十四五”數字經濟發展規劃》明確提出要推進IPv6規模部署應用：“深入開展網絡基礎設施IPv6改造，增強網絡互聯互通能力，優化網絡和應用服務性能，提升基礎設施業務承載能力和終端支持能力，深化對各類網站及應用的IPv6改造。”中央網信辦、國家發展改革委、工業和信息化部則在去年印發的《關於加快推進互聯網協議第六版（IPv6）規模部署和應用工作的通知》中，明確了未來五年推進IPv6規模部署和應用工作的重點方向，明確了到2025年IPv6活躍用戶數達到8億，移動網絡IPv6流量佔比達到70%，城域網IPv6流量佔比達到20%的目標。
IPv6+步入2.0階段
全方位驅動工業互聯網發展
IPv6作爲數字經濟底座，是互聯網升級演進的方向和網絡技術創新的方向，從數字政府、數字社會、數字經濟、數字生態多個方面，支撐數字中國的建設。“面對數字經濟新需求，IPv6亟需在廣聯接、超寬帶、確定性傳送、低時延、自動化和網絡安全六個維度持續提升性能，從而高效滿足萬物互聯、海量數據、生產上雲、雲網融合、智能運維和安全可信的需求”，鄔賀銓指出，“IPv6+是對IPv6的系統化升級，從而打造新一代高質量網絡底座。”
“從IPv6向IPv6+的升級，是一個從IPv6+1.0到2.0，再到3.0分階段推進的過程。”鄔賀銓強調。
從2020年到2021年是關注網絡編程能力的1.0階段。主要推動SRv6（分段選路）協議的應用，目的在於簡化網絡，實現運營商VPN專線靈活跨域開通和網絡的部分自治。
從2022年到2023年是2.0階段，聚焦用戶體驗保障。2.0階段主要關注網絡切片、隨流檢測、新型組播、確定性、安全性等，從而滿足5G 2B、工業互聯網、雲網融合、算力網絡等應用需求，實現網絡有條件的自治。
從2023年到2025年，IPv6+將邁入3.0階段，實現應用驅動網絡。該階段將更好地發揮應用感知網絡、應用驅動網絡編程以及網絡逐流SLA保證的優勢，實現應用感知，打造出高度自治網絡，滿足更廣泛的個性化定製網絡需求。
“目前IPv6+正處於發展的中間階段，一方面要在原有的基礎上更進一步，讓整個網絡能夠更好地滿足當前算力網絡以及工業互聯網的需求；另一方面，需要朝着未來IPv6+3.0階段邁進。”鄔賀銓指出。
當前IPv6+所處的2.0階段會從三個方面着力推動標準化進程。首先是VPN+，通過靈活按需切片，滿足不同用戶/業務差異化服務要求。其次是IFIT（隨流檢測），實現信道性能的實時檢測，支持業務體驗可視可管理。最後是BIERv6（基於IPv6的位索引顯式複製），即基於IPv6爲組播服務提供更簡化、更高效的支持。
標準領跑
加快IPv6+創新發展
產業發展，標準先行。在IPv6+領域，中國貢獻了半數以上的國際標準草案，成爲推動IPv6+發展的主要力量。
創新是發展IPv6+的關鍵動力。其中APN6（基於IPv6的應用感知）增強了網絡對業務的感知能力。過去，IPv4的報頭僅包含源地址和目的地地址，網絡無法識別該IP包承載的業務類型和服務登記（SLA）要求，網絡通常採用輕載方式，資源利用率低。APN6利用IPv6擴展報頭嵌入業務對信道的要求，以此爲依據來組織信道。未來還可以利用IPv6擴展報頭嵌入所承載的數據屬性，支撐對跨境數據流動的管理。這樣一來，“解決了過去只能依靠控制面應用感知的難題，有利於實現雲網的無縫拉通，APN6的性能以及應用前景還可以繼續深挖”。鄔賀銓表示。
不斷創新的SRv6幫助IPv6+實現路由的快速建立。通過使用SRv6，可以在IPv6地址擴展報頭中指定流量轉發路徑，從而快速建立起端到端的路由，中間的路由器不需要思考也不需要計算。該模式具有低時延、快速倒換、支持組播和高可靠併發業務的優勢。“值得注意的是，SRv6也在不斷進步，將原來長達128比特的報頭進行縮短，從而大大降低網絡處理的開銷。”過去IPv4地址功能單一，靠增加協議來支撐新應用；現在，IPv6基於增強地址功能，能夠對網絡協議進行瘦身。SRv6成爲整合“雲網邊端”的統一通信協議，可提高網絡配置效率高達60%。例如，基於SRv6的網絡切片生成速度更快，管理更簡單，從而全方位使能VPN專網構建並確保服務體驗。
過去，運營商往往需要依靠用戶投訴才能發現信道性能劣化，或者檢出網絡故障卻難以快速定位；現在，基於IFIT實現的隨流檢測，則徹底改變了這一局面。隨流檢測對真實業務流插入特定的“染色比特”，具有高精準度，不僅可以做到定位丟包發生的位置，而且可以計算出逐跳時延和抖動，甚至能夠進行路徑還原，具有易部署和運維的特性。隨流檢測的能力未來還可以擴展，支持對跨界數據安全性的監管。
BIERv6能夠高效極簡地實現組播業務。業務僅在頭節點配置，中間節點不感知組播流，不建立組播轉發樹，也不維護組播轉發狀態信息，能夠高效完成組播報文分發，大大簡化了協議，配置簡單，易組大網。
除了政策支持、技術創新和標準上的領先之外，中國正在IPv6+領域多方位打造新優勢。在產品成熟度上，目前主流廠商均已推出IPv6+相關標準落地產品；在規模應用上，我國已有超過100個IPv6+試點項目；在生態構建上，超過40個產業組織、企業、研究機構已開展IPv6+相關工作，形成了合力。顯然，IPv6+在中國的未來表現令人期待！
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