下一代互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)展望
| [摘 要]回顧了IPV6的發(fā)展歷史，展望了IPV6的應(yīng)用前景，并就其存在的優(yōu)勢(shì)，以及今后的應(yīng)用發(fā)展方向做了進(jìn)一步描述。 [關(guān)鍵詞]IPV6；Internet；網(wǎng)絡(luò)技術(shù) 我國(guó)第1個(gè)也是全球******規(guī)模的下一代互聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)正式開通。下一代互聯(lián)網(wǎng)將把人類帶進(jìn)真正的數(shù)字化時(shí)代，家庭中的每一個(gè)物件都將可能分配到一個(gè)IP地址，一切都可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)來(lái)調(diào)控。有關(guān)專家對(duì)下一代互聯(lián)網(wǎng)的評(píng)價(jià)是“在人類發(fā)展史上，火的使用是野人與文明人的界線，下一代互聯(lián)網(wǎng)對(duì)我們的意義與影響，就如火的使用。”下一代互聯(lián)網(wǎng)突出的特點(diǎn)是一個(gè)純IPV6互聯(lián)網(wǎng)。 1應(yīng)用的歷史背景 計(jì)算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)的融合發(fā)展使Internet的應(yīng)用和規(guī)模飛速發(fā)展，自20世紀(jì)90年代以來(lái)，IPV4技術(shù)憑借其簡(jiǎn)潔有效在數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用中取得了巨大成功，但隨著網(wǎng)絡(luò)規(guī)模和應(yīng)用規(guī)模的擴(kuò)大，IPV4地址資源緊缺的缺陷也日漸暴露。隨著移動(dòng)技術(shù)和寬帶技術(shù)的發(fā)展，IP地址的需求還將更大。例如大量的終端IP接人需要更多的IP地址。面對(duì)下一代網(wǎng)絡(luò)對(duì)IP地址的龐大需求，IPV4已無(wú)法滿足。除了IP地址問(wèn)題，IPV4還存在路由表龐大，OOS和移動(dòng)通信技術(shù)滿足不了要求等一系列問(wèn)題。 據(jù)預(yù)測(cè)，到2005年中國(guó)的互聯(lián)網(wǎng)用戶將達(dá)到2億人，在數(shù)量上將達(dá)到世界第1位。但I(xiàn)PV4地址空間有限，就算全部互聯(lián)網(wǎng)用戶不都是永遠(yuǎn)在線，IP地址也將在3~4年后被耗盡。未雨綢繆，為解決地址空間問(wèn)題，以及其它一些IPV4中的疑難問(wèn)題，IPV6協(xié)議在20世紀(jì)90年代應(yīng)運(yùn)而生，并逐步被世人所認(rèn)識(shí)。目前世界的策略是：在IPV4地址枯竭前逐步引進(jìn)IPV6，經(jīng)過(guò)IPV6與IPV4的共存時(shí)代，最終全面過(guò)渡到IPV6。 美國(guó)擁有全世界約70％的IP地址（大約為每人10個(gè)IP地址），他們幾乎感覺(jué)不到地址空間少帶來(lái)的壓力。因此，在IPV6推出之后的幾年中，他們對(duì)新標(biāo)準(zhǔn)的態(tài)度不是很積極。但隨著IPV6標(biāo)準(zhǔn)的日漸完善，以及其它國(guó)家不斷積極規(guī)劃試用IPV6網(wǎng)絡(luò)，最近美國(guó)對(duì)IPV6的態(tài)度發(fā)生了一些細(xì)微的變化，美國(guó)國(guó)防部開始積極測(cè)試IPV6，并宣布替換現(xiàn)有的IPV4網(wǎng)絡(luò)。 在歐洲，由于IPV4地址相對(duì)匱乏，各國(guó)政府和各大公司對(duì)IPV6的態(tài)度都比較積極。同時(shí)由于歐洲在IPV4的網(wǎng)絡(luò)經(jīng)濟(jì)中落后于美國(guó)，而歐洲移動(dòng)通信事業(yè)相當(dāng)發(fā)達(dá)，他們希望在移動(dòng)通信領(lǐng)域中掌握先機(jī)，并通過(guò)3G的部署來(lái)實(shí)現(xiàn)他們?cè)谖磥?lái)的網(wǎng)絡(luò)經(jīng)濟(jì)中與美國(guó)并駕齊驅(qū)的愿望。為了抓住這一發(fā)展契機(jī)，歐洲的各大廠商和運(yùn)營(yíng)商都對(duì)IPV6寄予了厚望并竭盡全力推廣和研究，如諾基亞、愛(ài)立信、英國(guó)電信等公司一直都是IPV6研究方向的主要引導(dǎo)者。 與歐洲相比，亞太的地址空間更加匱乏，包括中國(guó)在內(nèi)的很多國(guó)家對(duì)IPV6抱有積極的態(tài)度，并且不約而同地將其作為在互聯(lián)網(wǎng)第2輪發(fā)展中占取先機(jī)的關(guān)鍵。 2研究與開發(fā) 2003年我國(guó)啟動(dòng)了CNGI項(xiàng)目，作為我國(guó)通信產(chǎn)業(yè)的重大立項(xiàng)，CNGI項(xiàng)目是包括信息產(chǎn)業(yè)部、國(guó)家科技部、國(guó)家發(fā)改委和中國(guó)工程院在內(nèi)的8個(gè)部委聯(lián)合發(fā)起并經(jīng)國(guó)務(wù)院批準(zhǔn)啟動(dòng)的。這一項(xiàng)目的實(shí)施不僅涉及資金巨大，更重要的是它表明我國(guó)政府對(duì)以IPV6為基礎(chǔ)的下一代網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的高度重視與大力支持。通過(guò)大規(guī)模IPV6網(wǎng)絡(luò)建的部署實(shí)施及商用探索，在未來(lái)的幾年內(nèi)，我國(guó)將成為以IPV6為基礎(chǔ)的下一代網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域的領(lǐng)先國(guó)家。經(jīng)過(guò)科技工作者的不懈努力，2004年底，我國(guó)第1個(gè)下一代互聯(lián)網(wǎng)工程（CNGI）核心網(wǎng)CER—NEl2正式開通。這是中國(guó)第1個(gè)下一代互聯(lián)網(wǎng)，也是世界上規(guī)模******的純IPV6互聯(lián)網(wǎng)。 3技術(shù)優(yōu)勢(shì)介紹 IPV6是因特網(wǎng)協(xié)議（Internet Protocol，即Ⅳ協(xié)議）第6版本的簡(jiǎn)寫。IPV6并不是具體技術(shù)，而是為了實(shí)現(xiàn)下一代互聯(lián)網(wǎng)更豐富快捷的應(yīng)用而由全球網(wǎng)絡(luò)工作者們達(dá)成的協(xié)議的集合。隨著這些采用了最新網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的協(xié)議的逐步實(shí)現(xiàn)，全球互聯(lián)網(wǎng)也正在全面步入IPV6時(shí)代。 IPV6標(biāo)準(zhǔn)從1992年開始具備雛形，至今已經(jīng)過(guò)了12年的發(fā)展。目前，IPV6的標(biāo)準(zhǔn)體系已基本完善。在這個(gè)過(guò)程中，IPV6逐步優(yōu)化了協(xié)議體系結(jié)構(gòu)，為業(yè)務(wù)發(fā)展創(chuàng)造了更多機(jī)會(huì)。歸納起來(lái)，IPV6主要有以下8大優(yōu)勢(shì)。 （1）地址充足。IPV6產(chǎn)生的初衷主要是針對(duì)IPV4地址短缺問(wèn)題，即從IPV4的32b地址，擴(kuò)展到了IPV6的128b地址，充分解決了地址匱乏問(wèn)題。同時(shí)IPV6地址是有范圍的，包括鏈路本地地址、站點(diǎn)本地地址和任意廣播地址，這也進(jìn)一步增加了地址應(yīng)用的擴(kuò)展性。 （2）簡(jiǎn)單明確。簡(jiǎn)化了固定的基本報(bào)頭，采用64b邊界定位，取消IP頭的校驗(yàn)和域等措施，以提高網(wǎng)絡(luò)設(shè)備對(duì)IP報(bào)文的處理效率。 （3）擴(kuò)展為先。引入了靈活的擴(kuò)展報(bào)頭，按照不同協(xié)議要求增加擴(kuò)展頭種類，按照處理順序合理安排擴(kuò)展頭的順序。其中網(wǎng)絡(luò)設(shè)備需要處理的擴(kuò)展頭在報(bào)文頭的前部，而需要宿端處理的擴(kuò)展頭在報(bào)文頭的尾部。 （4）層次區(qū)劃。IPV6極大的地址空間使層次性的地址規(guī)劃成為可能，同時(shí)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)中已經(jīng)規(guī)定了各個(gè)類型地址的層次結(jié)構(gòu)，這樣既便于路由快速查找地址格式，也有利于路由聚合，縮減IPV6路由表大小，降低網(wǎng)絡(luò)地址規(guī)劃的難度。 （5）即插即用。IPV6引入自動(dòng)配置以及重配置技術(shù)，可對(duì)IP地址等信息實(shí)現(xiàn)自動(dòng)增刪及更新配置，提高了IPV6的易管理性。 （6）貼身安全。IPV6集成了IPSec，用于網(wǎng)絡(luò)層的認(rèn)證與加密，為用戶提供端到端的安全措施，使用起來(lái)比IPV4簡(jiǎn)單、方便，可以在遷移到IPV6時(shí)同步發(fā)展IPSec。 （7）QOS提升。新增流標(biāo)記域，為源宿端快速處理實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)提供可能，有利于低性能的業(yè)務(wù)終端支持IPV6的語(yǔ)音、視頻等應(yīng)用。 （8）移動(dòng)便捷。Mobile IPV6增強(qiáng)了移動(dòng)終端的移動(dòng)特性、安全特性、路由特性，降低了網(wǎng)絡(luò)部署的難度和投資，為用戶提供了永久在線的服務(wù)。 IPV6的上述特點(diǎn)充分迎合了未來(lái)網(wǎng)絡(luò)向IP融合統(tǒng)一的發(fā)展方向，并提升了IP網(wǎng)絡(luò)的可運(yùn)營(yíng)性和可管理性。 通過(guò)大規(guī)模IPV6網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的部署實(shí)施及商用探索，在未來(lái)的幾年內(nèi)，我國(guó)將成為以IPV6為基礎(chǔ)的下一代網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域的領(lǐng)先國(guó)家。 4 應(yīng)用范圍 隨著Internet的發(fā)展，IPV6終將取代IPV4，這一點(diǎn)已經(jīng)在業(yè)界達(dá)到共識(shí)。如果按現(xiàn)有IP網(wǎng)絡(luò)的定位及業(yè)務(wù)需求，IPV4地址耗盡的時(shí)間預(yù)計(jì)是2012年。但是隨著新的承載平臺(tái)的投入使用，IPV4的剩余地址空間量在幾年內(nèi)就會(huì)被耗盡。其中，IPV4的殺手應(yīng)用可能是IP電信網(wǎng)、在線游戲、智能終端、3G等。所有“歷史包袱”較小的應(yīng)用，如移動(dòng)終端、PDA、家電、信用卡等，都可能率先把IPV6推向商用。在教育行業(yè)，IPV6網(wǎng)絡(luò)同樣具有較好的應(yīng)用前景，目前已經(jīng)被教育網(wǎng)的各成員單位納上了議事日程。 IPV6六大主流應(yīng)用包括： （1）3G業(yè)務(wù)。由于IP的諸多優(yōu)點(diǎn)和全球IP浪潮的沖擊，3G演變?yōu)槿獻(xiàn)P網(wǎng)絡(luò)的趨勢(shì)越來(lái)越明顯。為了滿足永遠(yuǎn)在線的需要，每一個(gè)要接人因特網(wǎng)的移動(dòng)設(shè)備都將需要兩個(gè)唯一的IP地址來(lái)實(shí)現(xiàn)移動(dòng)因特網(wǎng)連接。GPRS和3G作為未來(lái)移動(dòng)通信藍(lán)圖中的核心組成部分，對(duì)IP地址的需求量極大，只有IPV6才能滿足這種需求。 （2）IP電信網(wǎng)。Internet的成功促進(jìn)了IP網(wǎng)的大發(fā)展。目前，越來(lái)越多的人相信，未來(lái)的電信網(wǎng)將是基于IP技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)。當(dāng)然，這必須對(duì)IP網(wǎng)進(jìn)行徹底變革后才能實(shí)現(xiàn)。目前的Internet是計(jì)算機(jī)互聯(lián)網(wǎng)，該網(wǎng)絡(luò)是“盡力而為”地提供傳輸服務(wù)，無(wú)服務(wù)質(zhì)量保證，亦無(wú)售后服務(wù)保證，安全問(wèn)題由用戶自行解決。如今，越來(lái)越多的營(yíng)運(yùn)商正力圖將目前自由的IP網(wǎng)絡(luò)變成有序、可管理、有QOS保障、費(fèi)用更低的電信級(jí)IP網(wǎng)，以便向用戶提供更多更好的增值業(yè)務(wù)，而IPV6正是******技術(shù)之一。 （3）個(gè)人智能終端。經(jīng)濟(jì)的發(fā)展帶動(dòng)了個(gè)人電子設(shè)備的發(fā)展，由呼機(jī)、手機(jī)、PDA到智能手機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)看，有聯(lián)網(wǎng)能力的、集成數(shù)據(jù)、語(yǔ)音和視頻的個(gè)人智能終端已在2003年至2004年出現(xiàn)，經(jīng)過(guò)2~4年的發(fā)展，其規(guī)模就會(huì)相當(dāng)大，由此產(chǎn)生的巨大的IP地址需求，將是過(guò)渡到IPV6的又一個(gè)需求拉動(dòng)。 （4）家庭網(wǎng)絡(luò)。IPV6更適合擁有大量各種細(xì)小設(shè)備，而不是由昂貴計(jì)算機(jī)組成的網(wǎng)絡(luò)。隨著為各種設(shè)備增加網(wǎng)絡(luò)功能的成本的下降，可以預(yù)見(jiàn)IPV6將在連接由各種簡(jiǎn)單裝置組成的超大型網(wǎng)絡(luò)中良好運(yùn)行，這些簡(jiǎn)單設(shè)備不僅是手機(jī)和PDA，還可以是存貨管理標(biāo)簽機(jī)、家用電器、信用卡等。 （5）在線游戲。在線游戲需要把分散在不同地域的用戶連接起來(lái)，并保證安全、隱私和計(jì)費(fèi)的需要。由于缺少足夠的Ⅳ地址，IPV4的網(wǎng)絡(luò)無(wú)法滿足在線游戲P2P的需求。采用基于IPV6的游戲終端主要是和游戲服務(wù)器進(jìn)行交互，幾乎不需要訪問(wèn)原來(lái)大量的IPV4服務(wù)器，這也非常符合IPV6網(wǎng)絡(luò)早期的“相互連接的孤島”架構(gòu)。由于這些技術(shù)和商務(wù)的需要，在線游戲如果沒(méi)有IPV6的支持肯定無(wú)法獲得成功，這應(yīng)該是發(fā)展IPV6軟件和設(shè)備的一個(gè)驅(qū)動(dòng)力。 （6）分布式計(jì)算業(yè)務(wù)。美國(guó)能源部科學(xué)網(wǎng)格、美國(guó)國(guó)防部GIG、英國(guó)政府英國(guó)國(guó)家網(wǎng)格、中國(guó)國(guó)家網(wǎng)格，都有大量分布式計(jì)算業(yè)務(wù)，網(wǎng)格技術(shù)的應(yīng)用體現(xiàn)了大型計(jì)算機(jī)的分布化要求，也就要求網(wǎng)絡(luò)需要盡可能普及到各個(gè)地方。分布式計(jì)算的一個(gè)成因，是網(wǎng)絡(luò)計(jì)算需求的日趨膨脹，目前企業(yè)網(wǎng)中的數(shù)據(jù)管理和計(jì)算管理已分布于各處，對(duì)分布式計(jì)算的需求越來(lái)越大。IPV6可以實(shí)現(xiàn)分布式計(jì)算終端的一直在線，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)上大量終端的協(xié)作。 我國(guó)建成的第1個(gè)IPV6互聯(lián)網(wǎng)，以2.5~10Gb／s速率聯(lián)接全國(guó)多個(gè)主要城市的CERNET2主干網(wǎng)的核心結(jié)點(diǎn)，為全國(guó)幾百所高校和科研單位提供1~10Gb／s的高速IPV6接人服務(wù)，并可和國(guó)外下一代互聯(lián)網(wǎng)對(duì)接。我國(guó)第1個(gè)下一代互聯(lián)網(wǎng)采用了很多具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的核心網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和產(chǎn)品，將支持更豐富的下一代互聯(lián)網(wǎng)的重大應(yīng)用，包括：網(wǎng)格計(jì)算、高清晰度電視、強(qiáng)交互點(diǎn)到點(diǎn)視頻語(yǔ)音綜合通信、智能交通、環(huán)境保護(hù)、地震海嘯等自然災(zāi)害的監(jiān)測(cè)，遠(yuǎn)程醫(yī)療以及遠(yuǎn)程教育等。 通過(guò)新一代互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的推廣和應(yīng)用，縮小我國(guó)和外國(guó)先進(jìn)水平的差距，提升我國(guó)現(xiàn)代化水平，任重而道遠(yuǎn)。 |
