隨著信息網絡技術的發展,尤其是互聯網技術正處于高速發展的階段,對于擁有13億人口的中國來說,作為互聯網和移動通信的大國,同時也是全球最需要IP地址的國家之一,到目前為止,卻大約只有3千萬個IPv4地址,在IP地址的供需上出現了嚴重失衡。此外,現有的信息網絡在安全上、服務質量上和面向未來動態、智能的網絡等方面上也存在嚴重的不足。IPv6將給中國帶來巨大機遇,不僅要在下一代互聯網標準和資源分配中爭取更大的發言權,而且還要利用基于IPv6的網絡在我國從基礎設施、服務與應用、設備制造等方面形成新的巨大產業,從而推動整個科學技術和國民經濟的高速發展。
國內外發展現狀
近年來,Inte.net技術在全球范圍內得到迅猛發展,IP網絡作為一種最有發展前景的網絡技術之一,已成為人們關注的熱點。目前大量使用的IP網絡,主要是基于IPv4協議棧的。然而各種新型業務的不斷涌入,使現在基于IPv4的網絡已經越來越不能滿足人們應用的要求。這些缺陷主要體現在地址不夠使用、安全性差、移動性差、服務質量不高等。針對IPv4的不足,IETF制訂了新的IP協議——IPv6作為IPv4的替代協議。IPv6協議吸收了IPv4的優點,解決了IPv4協議的許多缺陷和不足,具體體現在巨大的地址空間、安全性高、移動性強、服務質量好等幾個方面。
1996年,IETF建立了全球范圍的IPv6實驗床6Bone,現在6Bone已經擴展到全球50多個國家和地區,共900多個節點,成為IPv6研究、開發和實踐的主要平臺。各國對IPv6的研究非常重視。1997年,日本日立公司推出了IPv6路由器產品NR60。1998年,面向實用的全球性IPv6研究和教育網6REN啟動。2000年4月,日立推出了支持IPv4/IPv6的千兆比特路由器GR2000,同年12月,由15臺GR2000路由器接入GbE/OC48POS的高速大型日本本國IPv6網絡正式啟動。2000年5月,3G標準化組織3GPP(Third Generation Partnership Project)采納IPv6為多媒體服務的必選協議,這意味著3GPP移動網絡中IP多媒體領域將全部基于IPv6,IPv6將在未來全蜂窩網絡中發揮核心的作用。2000年10月,日本IIJ、NTT、NEC、KDDI和 JENS等公司都宣布開始提供IPv6服務。2000年11月21日,諾基亞在北京推出了世界上第一個支持IPv6的端到端GPRS網絡,一個月后,愛立信與英國BT Wireless公司、香港無線通信服務商數碼通公司合作,在移動互聯網上成功進行了世界首次端對端IPv6測試,此后愛立信與數碼通合作開通了一個商用實驗性的純IPv6網絡。 2001年4月11日,Cisco宣布提供支持IPv6的路由器產品用固件“IOS 12.2(T)”,把對IPv6的支持作為今后的戰略重點。2001年底,法國電信的研究部門與諾基亞公司宣布共同制訂法國電信集團向IPv6過渡的戰略與日程表,合作分為IPv6路由、轉發、供應之間的相互運用、向IPv4/ IPv6過渡機制、諾基亞IP網絡安全產品的測試等若干階段。
由于IPv6協議的一系列標準都是新頒布不久,目前我國的IPv6網絡技術尚處于研究、試驗和推廣階段。1998年6月,我國國家教育科研網CERNET加入了6Bone,并于同年12月成為其骨干成員。CERNET建立了IPv6試驗床,并在IPv6領域開展了許多開拓性的研究。1999年底,中國教育科研網與諾基亞合作,啟動了Internet 6計劃,在中國的若干高校搭建IPv6網絡,形成一個大規模的IPv6研究和試驗網絡。中國教育科研網的十個地區節點大學都可以在該網絡上進行IPv6網絡的各項研究和開發工作。
2000年11月,貝爾實驗室與中國科學院軟件研究所簽署了合作協議,聯合成立實驗室,啟動IPv6協議的研究項目。目前,許多高校、科研機構及通信設備商均在進行IPv6協議、網絡性能及網絡規劃等方面的研究。
抓住機遇 迎頭趕上
由于歷史原因,中國已經在IPv4的發展中錯過了機遇,在IPv4上我們沒有發言權,直接造成了目前申請地址的困難,一個有著超過3千萬網民的國家,竟然一個A類地址都沒有。 IPv6的發展正是世界給我們一個新的機會,如果再與之失之交臂,將會極大影響我國信息行業的發展。為此,我們應該積極努力,抓住機遇,迎頭趕上。歸納起來,主要有以下三方面的推動因素:
首先,我們盡快參與國際IPv6的研究,就有可能成為未來IPv6頂級地址分配單位之一,從根本上解決地址申請的問題。另外一方面,我們盡早的加入也可以使在我國設立域名解析的根服務器成為可能。這樣,一來可以加快域名解析的速度,減少不必要的出國流量,二來也可避免受制于人。
其次,中國的電信運營商可以借此機會在將來的IPv6商業運用中占據先機、增進實力、擴大規模,甚至有可能讓各種國外網絡生產廠商按照中國網絡企業的意見設計和生產更符合中國網絡情況的硬件產品,如更高效的路由系統。國內生產廠商則可以利用本地化的先天優勢搶占商機,在爭奪市場份額方面獲得主動,也有助于增強其在全球網絡設備市場中的競爭能力。
此外,第三代移動通信協議組織3GPP已經明確要求使用IPv6,作為擁有全球最大移動通信市場的中國,沒有任何理由將這樣巨大的市場機會拱手送人。
動態、智能研究是重點
目前,基于包交換技術的IP網絡已成為新一代信息網的基礎和主流技術。然而眾所周知,IP網絡最初是西方發達國家科技人員為固定網絡傳輸非實時數據業務而設計的。當時的設計人員沒想到幾十年后的今天,IP網絡會成為全球性的、承載多種媒體和業務、信息的主要網絡基礎設施,而且對網絡安全要求如此之高。為了使IP網絡適應當前和未來的要求,必須對IP網絡先天和后天的不足進行研究和改進,主要表現在以下幾方面的問題:
● IP地址的匱乏問題;
● 對實時業務的服務質量問題(QoS);
● 信息與網絡安全問題;
● 面向動態(變化、移動)網絡的問題;
● 面向新型的智能網絡問題。
IPv6技術的推出解決了IP地址枯竭問題,對QoS問題和信息與網絡安全問題也有所改善,但對面向動態、智能網絡等問題仍沒有好的解決辦法。所以,深化、推廣和完善IPv6技術,以及研究更新的基于IPv6的面向動態、智能新型網絡的關鍵技術是我們今后研究的重要任務和主要發展目標。
下面,給出一些基于IPv6的面向動態、新型智能網絡的主要研究內容及有望取得突破性進展的研究領域:
研究和探索移動或動態網絡的新型網絡理論與協議
由于互聯網絡在最初設計時,僅僅是為靜態網絡設計的,路由/交換等技術與協議也僅僅適用于靜態的網絡。因此,新一代網絡技術, 迫切需要研究基于移動或動態網絡的新型網絡理論技術與協議?梢栽贗Pv6協議的基礎上,進一步研究適用于移動或動態網絡的新路由與交換理論及協議規范等。
研究基于IPv6或更新協議標準的無線IP網絡理論與技術
考慮到將來“高速、大規模無線和移動通信”的發展,特別是目前移動IP網絡,如無線局域網IEEE 802.11x、無線城域網IEEE 802.16x、IP寬帶移動網IEEE 802.20x,以及適合于新型變化的動態或移動IP、智能網絡等技術的快速發展, 很有可能沖擊或取代現有的移動或無線通信網絡。為此,可適當考慮發展基于IPv6的高/低速無線路由器/交換機設備,并在此基礎上研究更新的適合于新型動態、智能網絡的高速大規模無線和移動通信理論與系統。
研究高服務質量控制的新型網絡體系結構與標準
由于傳統的IP網絡在最初設計時,僅僅是為了數據通信使用,而今后的應用,不僅僅要求IP網絡能承載數據業務,而且要求能夠進行流媒體及多媒體信息的傳送,傳統的IP網絡已體現出嚴重的不足。高服務質量控制的網絡與設備研究與試驗,急需要從網絡體系結構與設備制造方面,做大的“動作”。為此,可研究和探索基于QoS的新型網絡體系結構與規范,如開發基于IPv6的有QoS保障的IP會議電視、電話等系統,研究支持IPv6協議的大規模組播體系結構、組播路由、組播管理及組播安全等理論與技術。
研究新型智能網絡的“軟交換”網絡理論與協議
由于互聯網絡在最初設計時,路由與交換技術與協議往往是非智能化的,這與現在業務要求的高級智能化相比差距較大。故此,也急需要研究開發適用于移動或動態網絡,且基于IPv6的“軟交換”網絡理論與規范及新型的智能網絡理論與協議標準。
研究基于IPv6,適用于動態、智能新型網絡的核心路由器
國內在IPv4核心路由器的研制方面一直落后于國外,IPv6的出現給了我們一個在下一代核心路由器研制方面趕超發達國家的機會。目前,國內外在下一代高性能核心路由器的研制方面均處于起步和探索階段。為了使下一代IPv6的核心路由器能夠充分適應新型動態、智能網絡,必須對核心路由器的硬件體系結構和軟件體系結構做大的改進。從硬件體系結構上講,可以采用共享式并行處理器和全光空分交換結構來提高路由器的處理能力,采用如網絡處理器的智能可編程處理器,提供對QoS、安全以及動態特性的支持能力。在軟件體系結構上,則應該加大對真正適應于IPv6特點的快速路由查詢算法等關鍵技術的研究,切實解決一些在數據處理方面的瓶頸問題。
除了上述五個主要領域,我國還有望在大規模網絡管理體系結構、新型智能網絡管理協議和各種網絡管理單元技術等研究方面獲得突破。此外,還可以開發研制適用于IPv6測試、防護及網絡攻擊的新型設備等。
升級到IPv6的八個理由
1)充足的地址空間
IPv6地址長度比IPv4擴大了4倍,即128bit地址,充分解決地址匱乏問題。如果這些IPv6地址平均分配在地球表面,地球上的每一平方米即可獲得幾百萬個IP地址。
2) 簡單、高效的報頭格式
IPv6對協議報頭作了簡化,以提高網絡設備對IP報文的處理效率,比如取消了IP頭的校驗和域。
3)靈活、可擴展的協議
IPv6引入了多種擴展報頭,在提高處理效率的同時還極大增加了IPv6的靈活性,為IP協議提供了良好的擴展性。
4)便于聚合的層次化地址結構
IPv6的地址空間采用了層次化的地址結構,利于路由快速查找,同時可以借助路由聚合,有效縮減IPv6路由表尺寸。
5)即插即用的自動配置能力
IPv6引入自動配置以及重配置技術,對于IP地址等信息實現自動更新配置,提高易管理性。
6)端到端的安全保證
IPv6將IPSec作為IPv6的標準擴展頭實現,提供了端到端的安全特性。
7)有效的QoS 機制
為改進IP在QoS的先天不足,IPv6報頭中增加流標簽域,提升IP QoS潛質。
8)便捷的移動IP特性
利用IPv6技術特點,Mobile IPv6更好的解決IP移動性,相比Mobile IPv4有較大改進。
渴望實施的四大發展戰略
根據目前國內的IPv6的研究發展現狀,為了能夠進一步推動IPv6的研究及產業化進程,對發展戰略舉措方面渴望能夠盡快實現以下幾點:
1)國家政府重視制定發展規劃
在中國現階段信息化發展過程中,至今還尚未確定IPv6技術的戰略地位以及出臺明確的戰略規劃和發展目標。因此,確定IPv6技術在中國的戰略地位,并納入國家信息化建設體系,制訂中國IPv6規劃實施的總目標,是當前的首要任務之一。
2)建立專門機構,設立專項資金
在現有體制下,建立專門的IPv6網絡技術研究和建設機構,從而把握IPv6技術研究方向,為進行IPv6網絡建設和項目實施,提供和制定網絡、技術、互連互通等基礎規范,提供專項資金支持專項研究項目。
3)重點課題立項建立試驗基地
支持和鼓勵各研究機構和相關部門建設IPv6試驗床,提供配套或一定的資金支持試驗床項目,從而為標準制訂、核心技術研究、過渡策略、服務與應用的開發、互聯互通測試及重點課題提供必要的研究與驗證平臺。此外,還應該組織重大關鍵項目的立項和攻關。
4)建設商用化的IPv6網絡
為提高信息化建設水平,國家應積極發揮先行與整合的優勢和作用,與產業化緊密結合,通過多個試驗驗證項目,驗證技術及設備,積極探索新型服務與應用,最后向商用目標努力。
編者視點
如果說我們在今天的互聯網時代只能處于跟從、被支配的位置,IPv6則給了我們改變的機會。誰率先在IPv6研究與實施上面獲得成果,誰將占得先機與主動。正像專題文章中提到的,IPv6將給國內的設備制造商同國外廠商同等的競爭機會。從目前發布的消息看,國內的路由器廠商公開宣布支持IPv6的還僅有佳訊飛鴻和中興通訊兩家,更多的廠商還在蓄力待發。
同時,IP網絡,已經成為互聯網業和電信產業共同關注的領域,無論下一代網絡的概念如何理解,IPv6無疑是被談及頻率最高的詞匯之一。給“地球的每一粒砂子分配一個IP地址”,正符合了面向個人的未來移動通信的需求,因此,對IPv6的研究,將對3G乃至下一代電信網都將帶來巨大的推動作用。當然,“羅馬不是一天建成的”,面前的課題,需要一個一個的去解決。
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