从“修路”到“通车”： 十年铸就IPv6高速路

2022-08-17 09:11
从IPv4到IPv6+，从“通路”到“通车”，信息通信发展十年间，我国IPv6规模部署实现跨越式发展，IPv6网络“高速公路”全面建成，信息基础设施IPv6服务能力已基本具备。

从IPv4向IPv6

我国IPv6起步较早。早在2003年，国家就启动了中国下一代互联网示范工程CNGI，并于2006年开展了现网试验。2008年，我国建成当时世界上规模最大的纯IPv6下一代互联网，并取得了一些领先技术和应用成果。此后产业发展加快，到2014年实现现网突破，1亿部支持IPv6的终端上市，同年VoLTE商用同步引入IPv6。2017年至今，IPv6进入规模商用阶段，用户及流量均实现规模增长。
IPv6是公认的下一代互联网商业应用解决方案。它能够为每个联网设备提供一个独立的IP地址，有望解决端到端的连接和安全性、移动性等问题。部署IPv6有利于支撑5G、人工智能和云计算等新兴技术的发展，提升我国互联网的承载能力和服务水平。目前，我国IPv6互联网活跃用户数达6.93亿，移动网络IPv6流量占比突破40%。
国家“十四五”规划纲要明确提出“全面推进互联网协议第六版(IPv6)商用部署”。2022年7月12日，在“首届IPv6技术应用创新大赛启动会暨IPv6+创新高峰论坛”上，中国工程院院士、推进IPv6规模部署专家委员会主任邬贺铨指出，IPv6发展呈现从IPv4向IPv6过渡加速、从IPv4/IPv6双栈向IPv6单栈发展和从IPv6向IPv6+发展的三大趋势。
这三个趋势，也是电信运营商一直在发力研究和部署建设的方向。
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中国电信作为国内最早启动IPv6试商用的运营商，2009年在国内率先发起IPv6的网络升级演进，在江苏和湖南两省进行了现网试用，首次打通了固网端到端的服务流程，实现了IPv6商用化的突破。2013年承接了国家CNGI(二期)项目，对全网进行了IPv6的升级改造，实现了IPv6更大访问的试商用部署。同时，中国电信4G LTE网络完全按照IPv6标准建设，IPv6用户数过千万，实现了国内最早IPv6在移动网上的应用突破。
作为IPv6规模部署的国家队、主力军、排头兵，中国联通持续深化网络基础设施IPv6改造，提供覆盖全国、性能优良的IPv6承载能力，努力构建“IPv6+”新一代高质量网络。中国联通研究院未来网络研究部总监曹畅表示，“2022年，中国联通IPv6流量占比目标为移动网络45%、固定网络13%;2023年，中国联通IPv6流量占比目标为移动网络50%、固定网络15%。”
中国移动2006年开展现网IPv6试验，2016年，发展3000万IPv6单栈VoLTE用户，2019，实现IPv6用户及流量规模增长。借助移动网络换代的历史机遇，中国移动突破IPv6发展瓶颈，通过“3G起步，4G同步，5G内生”推动实现移动网络与IPv6同步发展，已建成全球用户规模最大的双栈网络和最大的IPv6单栈网络。

从双栈到单栈

IPv4/IPv6双栈网络是网络向IPv6单栈演进的一个过渡阶段，如何探索新型组网技术创新是运营商积极探索的课题。中国电信IPv6高级专家、ETSI IPE工作组副主席解冲锋表示，中国电信积极探索纯IPv6组网的技术方案。2020年，中国电信在5G SA网络上成功开展了基于NAT64/DNS64的IPv6单栈试验，自主摸索和攻克IPv6单栈技术在5G网络上的多项技术和组网部署难题，为国际上首个在5G SA网络上进行纯IPv6试验的案例。
2021年，中国电信联合清华大学成功实现了从无锡电信城域网到内蒙云天翼云基地之间的跨域纯IPv6多业务通信，是国际上首个长距、跨域、多场景的IPv6单栈案例，也为我国将来基于IPv6单栈构建新型云网基础设施打下了重要的技术基础。

从IPv6到IPv6+

在从从IPv6向IPv6+发展的道路上，中国联通通过“政策、技术、创新、商业”四轮驱动，不断深化网络基础设施IPv6改造，实现IPv6+1.0规模部署。
中国联通主动培育创新产业生态，在北京、广东及大湾区成立了三个IPv6/5G创新实验室。其中，北京“IPv6+”联合创新实验室完成了全球首个BIERv6/APN6验证，广东算力网络联合创新实验室开展了业界首个安全业务链试点。为尽快树立一批具有典型性的IPv6建设成果，并在全国实现推广，中国联通启动了“基于IPv6的5G组网能力提升和应用示范工程”，同时在国内率先开展了“第一阶段IPv6+技术测试验证工作”。
今年，中国联通作为北京2022年冬奥会和冬残奥会唯一官方通信服务合作伙伴，结合算力网络架构，进行冬奥综合承载专网的设计和建设，以IPv6+/SRv6网络协议为基础，引入策略路由、网络切片、随流检测、智能运维等多项算力网络关键技术，实现了共享互联网、互联网专线、“媒体+”等多种通信服务统一承载。这是IPv6+技术首次应用于国际大型赛事活动。目前，中国联通还在北京、天津、河北、河南、山东、广东、重庆等省市推进IPv6单栈试点和物联网单栈试点，并在北京、天津、上海、广州、深圳等40个城市进行SRv6改造，全力打造IPv6+数字新底座。
曹畅称，中国联通正积极构建IPv6+“四梁八柱”，能力“四梁”是指IPv6+承载能力、IPv6+调度能力、IPv6+感知能力和运维能力，技术“八柱”是指新型组播SRv6+BIER、网络切片(含管控)、确定性承载、SRv6 Policy、服务功能链、应用感知、算力感知、随流监测。通过“四梁八柱”形成算网一体产品与可编程服务能力，是中国联通的创新目标。

构建后IPv6时代创新

当前如火如荼的算力网络将推动后IPv6时代持续创新。统一算网IP底座是联系端、边、云、网的核心基础设施，离不开IPv6/SRv6的支撑。中国移动研究院牵头主导G-SRv6技术，实现IP领域基础协议标准突破，目前G-SRv6压缩帧及转发机制被IETF接纳，是我国在IP领域少有的核心协议标准突破。基于G-SRv6，在OAM、保护、路径标识、网络切片、智享WAN等方面，布局技术创新，形成完整的技术和标准体系，为规模应用奠定了基础。中国移动将基于IPv6/G-SRv6，构建大带宽、低时延、高可靠、智能调度的IP底座，支撑算力网络演进。
无疑，我国IPv6网络高速公路已全面建成。加快IPv6规模部署，全面提升IPv6水平成为下一步的目标。解冲锋表示，中国电信将从六大重点任务开展工作，即增强IPv6网络安全能力，提升IPv6云网端到端能力，提升IPv6云网运营能力，深化IPv6应用改造，推进IPv6技术创新，加强统筹协调。
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我国IPv6网络高速公路已全面建成。加快IPv6规模部署，全面提升IPv6水平成为下一步的目标。
同时，中国电信将加快IPv6关键技术的应用及突破，为网络全面注智，实现网络的自规划、自运行、自适应、自优化。发挥运营商的云网优势，加强对千行百业的赋能。内外结合，助推商业模式创新。云网能力全面开放，为IPv6商业模式的全面创新与繁荣提供坚实的基础。
过去的十年是IPv6从现网突破到规模商用的十年。面向未来网络技术，我国已有明确的规划。根据国家网信办发布的《关于加快推进互联网协议第六版(IPv6)规模部署和应用工作的通知》到2023年末，基本建成先进自主的IPv6技术、产业、设施、应用和安全体系，形成市场驱动、协同互促的良性发展格局。IPv6活跃用户数达到7亿，物联网IPv6连接数达到2亿。移动网络IPv6流量占比达到50%。
到2025年末，全面建成领先的IPv6技术、产业、设施、应用和安全体系，我国IPv6网络规模、用户规模、流量规模位居世界第一位。之后再用五年左右时间，完成向IPv6单栈的演进过渡，IPv6与经济社会各行业各部门全面深度融合应用。
奋进新征程，IPv6的发展规划目标已经明确。随着IPv6规模部署的推进，IPv6将在通信网络建设中发挥重要作用，和各产业深度融合，支撑千行百业数字化转型。

采写：崔亮亮
编辑：亮亮
图表：曙念 亮亮
指导：新文


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