唐山伴隨著互聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展，TCP/IP技術體系取得了巨大成功，作為互聯(lián)網(wǎng)的核心技術載體，IP協(xié)議從IPv4、IP+MPLS到IPv6經(jīng)歷了長期發(fā)展和演進。如今，隨著5G、云計算等的出現(xiàn)，以及人人通信向物物相聯(lián)、人機交互模式的轉(zhuǎn)變，IP協(xié)議面臨著新的需求，“IPv6+”應運而生，為IP網(wǎng)絡創(chuàng)新發(fā)展打開了一條全新通道。

新應用、新場景，對網(wǎng)絡演進提出更高要求

5G高速網(wǎng)絡、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)務體驗、新的行業(yè)應用和新的產(chǎn)業(yè)布局。與此同時，互聯(lián)網(wǎng)用戶使用模式從簡單的點到點訪問，轉(zhuǎn)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(zhuǎn)變。泛在、多元、異構的新業(yè)務應用場景，必然要求網(wǎng)絡能夠提供更加彈性、高效、可靠、安全的承載服務，這就對下一步網(wǎng)絡演進創(chuàng)新提出更高的要求。

第一，海量連接擴展需求。

產(chǎn)業(yè)數(shù)字化發(fā)展要求網(wǎng)絡的連接數(shù)量可以無限擴展，要求承載網(wǎng)絡在帶寬能夠滿足的情況下，可以發(fā)展任何業(yè)務，減少業(yè)務對網(wǎng)絡能力的感知。

第二，業(yè)務任意連接需求。

傳統(tǒng)的電信網(wǎng)絡嚴格限制了業(yè)務接入點，在全面數(shù)字化的時代，業(yè)務接入點不可控，網(wǎng)絡也需要滿足業(yè)務任意點接入、跨越任意區(qū)域連接的需求。

第三，差異化服務需求。

傳統(tǒng)電信網(wǎng)絡為用戶提供無差異的連接服務，勢必造成有限資源的浪費，而有特別質(zhì)量要求的業(yè)務卻難以保證。因此，承載網(wǎng)絡應當根據(jù)業(yè)務需求選擇服務質(zhì)量，既節(jié)省資源，又保障業(yè)務。

第四，端到端可靠性需求。

當前網(wǎng)絡通過部署快速檢測和倒換技術可以實現(xiàn)一定的可靠性，但這些技術在大規(guī)模使用、遠距離場景下不能很好地工作，且部署方案非常復雜。因此支持大規(guī)模、與距離無關的端到端可靠性方案，也是末來網(wǎng)絡應當具備的能力。

第五，便捷網(wǎng)絡服務需求。

從云的視角來看，計算、存儲、網(wǎng)絡等功能都要實現(xiàn)便捷化服務。網(wǎng)絡服務化是云網(wǎng)融合對網(wǎng)絡連接能力的內(nèi)在要求，基本內(nèi)涵包括簡化接口、自動化部署、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(shù)字化將數(shù)字空間的安全威脅也帶給了千行百業(yè)，使得傳統(tǒng)行業(yè)面臨安全風險，云服務自身虛擬化、數(shù)據(jù)開放化、松耦合的架構也可能引入新的安全風險。因此，有必要構建多層次、多維度、多領域的信任網(wǎng)絡安全架構。

“IPv6+”網(wǎng)絡創(chuàng)新體系演進

在過去的50年里，TCP/IP技術體系取得了巨大成功，統(tǒng)一了網(wǎng)絡承載協(xié)議，實現(xiàn)了Everythingover IP、IPover Everything。作為互聯(lián)網(wǎng)時代的核心技術載體，IP協(xié)議也經(jīng)歷了長期發(fā)展和演進。

IPv4是第一代IP網(wǎng)絡的基石，具有開放、輕量和易于擴展等特點，促進了互聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展和繁榮。隨著信息和通信技術的不斷發(fā)展演進，MPLS、VPN等關鍵技術得以廣泛采用，通信網(wǎng)絡從接入側(cè)到核心側(cè)全線IP化，第二代“IP+MPLS”網(wǎng)絡發(fā)展成熟并得到廣泛部署。近年來，面向5G和云時代的商業(yè)場景創(chuàng)新需求，我國互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)界率先提出“IPv6+”網(wǎng)絡創(chuàng)新體系，旨在探索第三代IP網(wǎng)絡的發(fā)展演進，持續(xù)為IPv6互聯(lián)網(wǎng)融入新的協(xié)議架構和創(chuàng)新技術，進一步深化和發(fā)展下一代互聯(lián)網(wǎng)技術體系。從IPv4到“IPv6+”的演進過程見圖1。

圖1“IPv6+”是新一代IP網(wǎng)絡核心技術

戰(zhàn)略目標

2019年，推進IPv6規(guī)模部署專家委員會指導成立“IPv6+”創(chuàng)新推進組，我國產(chǎn)業(yè)界提出打造“IPv6+”網(wǎng)絡創(chuàng)新體系的戰(zhàn)略發(fā)展目標，確定用8~10年時間，以推進IPv6規(guī)模部署國家戰(zhàn)略為契機，建立可演進創(chuàng)新、可增量部署的“IPv6+”網(wǎng)絡技術創(chuàng)新體系，引領我國“IPv6+”核心技術、產(chǎn)業(yè)能力及應用生態(tài)實現(xiàn)突破性發(fā)展，打造賦能數(shù)字化轉(zhuǎn)型發(fā)展的新型網(wǎng)絡信息基礎設施，提供以國內(nèi)外“IPv6+”系列標準為代表的網(wǎng)絡演進創(chuàng)新方案。

創(chuàng)新內(nèi)涵

“IPv6+”是面向5G和云時代的IP網(wǎng)絡創(chuàng)新體系?；贗Pv6技術體系“再”完善、核心技術“再”創(chuàng)新、網(wǎng)絡能力“再”提升、產(chǎn)業(yè)生態(tài)“再”升級，“IPv6+”可以實現(xiàn)更加開放活躍的技術與業(yè)務創(chuàng)新、更加高效靈活的組網(wǎng)與業(yè)務提供、更加優(yōu)異的性能與用戶體驗供給、更加智能可靠的運維與安全保障，進而支撐下一代互聯(lián)網(wǎng)的升級演進與創(chuàng)新發(fā)展。“IPv6+”網(wǎng)絡體系具有豐富的創(chuàng)新內(nèi)涵，其核心內(nèi)容包括以SRv6分段路由、網(wǎng)絡編程、網(wǎng)絡層切片、確定性轉(zhuǎn)發(fā)、隨流檢測、新型組播和應用感知等為代表的網(wǎng)絡技術體系的創(chuàng)新，以網(wǎng)絡故障發(fā)現(xiàn)、故障識別、網(wǎng)絡自愈、自動調(diào)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)、用戶上云、網(wǎng)安聯(lián)動等為代表的網(wǎng)絡商業(yè)模式的創(chuàng)新。

演進路徑

根據(jù)5G承載、云網(wǎng)融合、產(chǎn)業(yè)數(shù)字化的推進節(jié)奏，結合技術成熟度和需求迫切度，“IPv6+”技術體系演進大致劃分為3個發(fā)展階段：第一階段重點開展技術體系創(chuàng)新，構建網(wǎng)絡開放編程能力；第二階段重點通過智能運維創(chuàng)新，提升用戶體驗保障能力；第三階段重點發(fā)展應用驅(qū)動網(wǎng)絡能力，實現(xiàn)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 

產(chǎn)業(yè)各方攜手推進

IPv6規(guī)模部署行動計劃發(fā)布以來，政府部門、電信運營企業(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(guī)模部署取得顯著成放，為下一代互聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新奠定了堅實基礎。“IPv6+”恰恰是基于IPv6技術體系的全面演進與創(chuàng)新，從超寬、廣連接、確定性、自動化、安全可信等方面，大幅提升信息網(wǎng)絡基礎設施的整體服務能力，必將有力支撐千行百業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型。

政策支持

2021年，中央網(wǎng)信辦發(fā)布《關于加快推進互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議第六版（IPv6）規(guī)模部署和應用工作的通知》，要求堅定不移推進IPv6規(guī)模部署和應用，以全面推進IPv6技術創(chuàng)新與融合應用為主線，以提升應用廣度深度為主攻方向，著力建設開放創(chuàng)新的技術體系、性能先進的設施體系、全面覆蓋的應用體系、生態(tài)良好的產(chǎn)業(yè)體系、系統(tǒng)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+’技術和產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新的重要推動力量，網(wǎng)絡信息技術自主創(chuàng)新能力顯著增強”為“十四五”規(guī)模部署工作目標，并將“IPv6+”創(chuàng)新應用項目數(shù)量作為規(guī)模部署主要指標。

產(chǎn)業(yè)共識

依托“IPv6+”創(chuàng)新推進組平臺，整合我國IPv6相關“政、產(chǎn)、學、研、用”產(chǎn)業(yè)鏈各方力量，持續(xù)加強基于“IPv6+”的下一代互聯(lián)網(wǎng)技術體系創(chuàng)新，從網(wǎng)絡路由協(xié)議、管理自動化、智能化及安全等方向積極開展技術研究、試驗驗證、應用示范，持續(xù)完善“IPv6+”技術產(chǎn)業(yè)體系。目前，產(chǎn)業(yè)各方已經(jīng)在“IPv6+”戰(zhàn)略目標、概念內(nèi)涵、演進路徑以及核心場景等問題上達成共識，在體系架構、核心技術以及產(chǎn)業(yè)布局等方面開始了積極探索。推進IPv6規(guī)模部署專家委員會的專家在多個場合表示，“IPv6+”正在成為未來云網(wǎng)融合、算網(wǎng)融合堅實的技術底座。

標準制定

“IPv6+”技術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。在部分技術方向上，國內(nèi)標準已經(jīng)與國際標準形成了齊頭并進的態(tài)勢，特別是一些與新應用、新場景結合緊密的方向，國內(nèi)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)會牽頭成立IPv6標準工作組，匯聚各方力量，統(tǒng)籌推進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標準工作組為技術創(chuàng)新合作的基礎平臺，通過IETF、ETSI等組織加強與海外機構在網(wǎng)絡架構創(chuàng)新方面的合作，結合中國巨大網(wǎng)絡體量和活躍用戶數(shù)量，探索中國創(chuàng)新先行先試，積極參與國際標準制定。實踐落地當前，業(yè)內(nèi)主流數(shù)據(jù)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)進度，已經(jīng)有9款產(chǎn)品及解決方案通過了中國信息通信研究院發(fā)起的“IPv6+”Ready1.0測評認證。隨著產(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、政務外網(wǎng)、金融專網(wǎng)在內(nèi)的多個領域開展了大量現(xiàn)網(wǎng)試點，乃至規(guī)模商用部署。以首個通過“IPv6+”Ready服務評估的中國聯(lián)通冬奧智慧網(wǎng)絡、雄安新城網(wǎng)絡為例，賽事專網(wǎng)、5G切片等高質(zhì)量服務有力支撐了北京2022年冬奧會和冬殘奧會，被譽為中國聯(lián)通的“奧運黑科技”，目前這些成功實踐經(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)絡創(chuàng)新體系架構和關鍵技術正在快速迭代，為IP網(wǎng)絡創(chuàng)新發(fā)展打開一條全新通道，不斷涌現(xiàn)的新功能必將滿足靈活組網(wǎng)、業(yè)務快速開通、智能運維、差異化服務保障等商業(yè)需求。以往經(jīng)驗告訴我們，一方面新型應用場景對網(wǎng)絡承載提出需求挑戰(zhàn)，另一方面網(wǎng)絡承載創(chuàng)新又是應用創(chuàng)新的基礎使能條件，網(wǎng)絡創(chuàng)新和應用創(chuàng)新二者相互推動必將實現(xiàn)“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(zhàn)，找準業(yè)務需求、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(guī)模部署和應用高質(zhì)量發(fā)展新優(yōu)勢、加快互聯(lián)網(wǎng)演進升級和助力經(jīng)濟提質(zhì)增效具有重要意義。