建设下一代互联网需要紧迫感

    电信运营商的大规模介入使互联网技术真正从少数科研机构的象牙塔中走出，借助商业力量的推广使之成为惠及全球数十亿民众、改变人类生产生活方式的划时代技术。始建于1994年的中国宽带互联网(CHINANET)目前已经成为全球流量最大、带宽最宽、用户数最多、网络性能稳定、信息资源丰富的运营商互联网络，也是全球最大的中文信息网。2004年，中国电信又建设了更加先进的电信运营商IP网络CN2，构建了下一代互联网的融合业务承载平台，同时采用双网差异化运营的模式强化政企客户服务。 
    为了应对超大型IP网络的挑战，中国电信早在本世纪初就着手进行了准备，由于向IPv6过渡是一个庞大的系统工程，需要政府部门的强力领导、产业政策的配合以及产业链各环节的协同，国家发改委联合国家八部委共同发起的中国下一代互联网(CNGI)示范工程恰逢其时，产学研的全面参与已使中国的下一代互联网准备工作驶入快车道。 

    IP地址空间的扩展已迫在眉睫
    目前，已经拥有5900多万IPv4公有地址的中国电信仍然感到地址资源的捉襟见肘，日趋从紧的IPv4地址审批政策也使获得的IPv4地址块越来越小，不但造成使用的不便，也加剧了全球IPv4路由表规模的膨胀。以宽带接入和移动互联网为代表的各种互联网应用发展快速，已经使我国有限的IP地址资源成为发展的瓶颈。按照比较乐观的估计，未来即便每年能新增1A的新地址,也只能支持到2010年即无地址可用。可见，IP地址问题已经不再是遥不可及的未来，而是当前必须认真考虑的紧迫问题。

    IP地址问题事关社会发展
    像中国这样人口众多、发展不平衡的发展中国家，能够首先提供可持续发展的固定移动宽带上网服务至关重要，它是国家走向信息化、国民享受互联网生活的开始，可以突破时空障碍，缩小社会数字鸿沟，提高国民的互联网和“新经济”技能，促进经济发展和社会进步。
　　互联网已经渗透到经济的方方面面，在全球金融危机导致经济放缓的大背景下，加速下一代互联网过渡也成为扩大内需的一个选择，它不但可以刺激ICT产业增长，也可为下一轮的增长储备力量。

    向IPv6的过渡有利于开拓新空间
    通信技术从军政扩散到企业、从企业延伸到家庭、从家庭普及到个人，每一次扩展都放大了电信市场的空间。IPv6将使互联网到人发展到互联网到物，实现从量变到质变的转变。下一代互联网技术正在改变移动通信和互联网的应用格局，并将开拓无所不在的M2M通信领域，IPv6地址以编址到沙粒的容量规模为M2M通信提供了畅通的双向寻址能力。最终IPv6可以支持任意人与人、人与机和机与机之间相互连通，在电子政务、电子商务、生产控制、公共服务、医疗保健、数字娱乐等领域推动数字化生产、生活进程，应用前景不可限量。
    当前，绝大多数垃圾邮件是通过私有地址发出，因此需要解决社会的可信需求，建立安全、隐私和网络空间的信任。网络可信程度的提升可以增加使用者的信任感，更好地服务新的“连接”一代。
    下一代互联网技术会渗透到社会的每个角落，IP网络的多业务承载能力和扁平化架构有利于在下一代网络中减少局部设置，提供融合服务，提高能源效率，减少能源消耗。同时，依托下一代互联网基础设施，ICT技术实现的绿色电信业务可以间接减轻对气候变化的影响。通过降低人们对交通的需求使物流更有效率，有利于实现节约燃料、减少基础设施损耗和减少二氧化碳排放量的目标，缓解全球气候变化问题。 
    下一代互联网技术在应急通信领域的应用已经崭露头角。互联网因为其协议的强健性，可以成为灾害发生时重要的综合应急通信手段。今年地震等灾害时的实践已经证明下一代互联网技术支撑起来的大型传感网络可以进一步增强人们预防自然灾害的能力。

    过渡工作需要社会动员
    虽然理论上大家都知道IPv6的过渡准备工作应当未雨绸缪地先行，但人的本性决定人们总是在最后一刻才能真正地放弃幻想、开始行动，作为一项系统工程过渡工作需要社会动员。用户主机的双栈是确保过渡期用户体验的关键，大的信息源和应用需要政府法令强制支持双栈，IPv6就绪必须成为各种设备入网认证的基本内容，只有这样才能以最合理的社会成本保障信息基础实施的平稳过渡。

    优先解决下一代互联网发展的紧迫问题
    下一代互联网没有公认的定义，人们已经用很多的比较级词汇来勾画下一代互联网比现有互联网进步,同时也在现有互联网技术的完善发展中实践着下一代互联网的理想。但千里之行始于足下，人们首先需要保证现有的互联网服务水平条件下网络规模的可持续增长，在没有传统意义上的商业因素和杀手级应用驱动的条件下，解决IPv4地址耗尽问题是现实中下一代互联网首先要解决的问题。
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    过渡需要全球共同行动
    在经济全球化、网络连接世界的今天，外部网络和用户逐步跨入IPv6的趋势中，几乎所有人都要有所行动，全球性的合作行动成为关键。由于美国、欧洲、日本等ICT技术先进国家和地区先后出台了IPv6的过渡政策，使海外设备提供商和电信运营商已经先行一步。
　　在技术标准领域，曾经在IPv6研究方面并不积极的IETF今年已经开始考虑后过渡期采用IPv6承载IPv4的问题。其他标准组织也较以前更加关注IPv6，纷纷设立特别工作小组，推动IPv6技术在自身领域的应用。值得一提的是，IPv6在接入网领域的应用步伐明显加快，在网关等企业、家庭网络终端设备中实现支持IPv6。
　　过渡工作具有长期性
　　IPv6过渡不是Y2K过渡，没有统一的转换时刻，而是渐进的，IPv6和IPv4间的边界也是逐步变化的。由于电信运营商一般采用双栈过渡策略，在相当长的时间内，IPv4和IPv6地址必须共存，IPv4私有地址的使用还会增加，终端侧IPv4地址主要是私网地址。尽早开始正式引入IPv6，有助于减缓过渡期IPv4短缺的压力和多用户共享IPv4地址的复杂性。
　　网络过渡实施应当循序渐进
　　作为相互观望又彼此依赖的相关方，商业IP网络中的网络、主机、业务和应用不可能齐步过渡到位，双栈成为过渡期彼此宽容、相濡以沫的务实方式。虽然双栈机制并不能解决IPv4地址短缺的问题，且双栈增加了设备的计算和存储能力需求，双路由机制增加了网络的复杂性，但电信运营商必须以客户为中心，双栈模式因客户互通性、协议兼容性好而成为绝大多数电信运营商的首选过渡技术方案。
　　双栈本质上是一个物理IP网络，IPv4和IPv6两个虚拟交换层面，相互支撑、彼此穿越、有限互通。只有当IPv6的基础实施和应用已经达到甚至超过IPv4时，客户才有可能逐步放弃IPv4能力。除了新增的纯IPv6应用主机外，所有主机设备须双栈化，实现内外通信按需访问；网络边缘升级为双栈或采用隧道穿越；网络核心升级为双栈或利用隧道进行IP协议版本异域穿越；网络中部署部分协议转换网关设备，实现部分遗留应用间的互通需求。IP业务过渡要分类处理不同的过渡场景需要不同的过渡技术，双栈、隧道和协议转换仍然是目前电信运营商IPv6过渡中的三件主要法宝。对于大宗的IPv4业务，完全依赖协议转换设备无论在性能上还是成本上都无法接受，必须引导实施IPv6过渡。隧道技术可以实现IPv6协议孤岛间的透明互通，对于初期的连接型业务需求，可以采用各种隧道机制加以解决。协议转换可以实现IPv4主机和IPv6主机间的互通，作为辅助性手段，对于少数流量有限的的零星业务，在过渡初期可以考虑借助协议转换设备实施渐进式过渡。
　　更需关注过渡的薄弱环节
　　虽然IPv6在技术研究上已经很充分，但大规模实地部署才是真正的挑战，仍然会有很多意想不到的问题出现，需要在实际大规模网络应用中逐渐解决和改进，下面就是一些可能出现又必须妥善解决的问题。
　　首先，IPv6只解决了一定时期内地址空间的扩展性问题，并不能自然解决路由扩展性问题。互联网路由表在持续增长，在IPv6地址空间如何更好地聚合地址来控制路由表规模的增长速度是摆在电信运营商地址规划面前的课题。
　　其次，IPv6的引入可能导致现有商业模式的变更，“自由连通”条件下的必要安全保证需要探索，超大规模网络的管理手段也需要同步提供。
　　再有，在大规模网络实施过程中，应当从关注网络部件单元的IPv6就绪逐步转向整合后的系统IPv6就绪和互操作性问题，从简单的功能就绪到系统容量就绪。
　　最后，DNS、认证系统、终端管理系统、网管系统、业务管理系统、BOSS等支撑系统均需要改造实现IPv6就绪。由于IPv6地址太长，客户不可能直接输入，DNS必须很好地支持IPv4和IPv6地址解析。应用层网关等设备中IP地址的不规范使用会增加处理难度。
　　总体而言，接入网和用户终端的过渡准备较迟缓。需要加强接入侧的IPv6过渡技术规范，完善地址分配、用户认证和安全控制等机制，并在接入设备和终端采购中强制实施。其实需要过渡的不仅仅是IPv4地址，两字节的自治域号码的耗尽也已经可以预期了，需要统筹考虑各种号码资源。
　　发展应用是长期任务
　　CNGI核心网、国际交换中心和驻地网的相继建成，为下一步依托网络开展技术、设备及应用研究、技术试验和应用示范创造了网络条件。除了网络自身提供的承载业务外，更多的互联网业务依赖各种服务器来实现。
　　中国电信作为国家的创新型试点企业，高度重视产业链上的相关企业伙伴的强强联合，积极开展产学研间的合作，先后承担了四个2005年度和2006年度的CNGI示范工程技术研究和应用示范项目。在充分考虑IPv4和IPv6协议混合场景的情况下，开发了统一消息、多媒体会议、农业信息化、IPsec VPN、家居智能控制、家庭视频监控、视频信息服务、家庭内容共享等多项业务，开发了支持融合通信的FMC网关设备、支持综合信息的多功能可视电话、支持P2P流媒体服务的P2P多媒体机顶盒、基于生物识别的多模式门禁系统和基于P2P的数字媒体业务系统及仿真平台，进行了家庭网络应用和基于P2P的数字媒体业务示范环境建设以及相关业务示范。
　　要做到IPv4与IPv6“两个世界、同样精彩”，就必须做到“维系已有的IPv4应用，逐步注入IPv6新功能，探索创新IPv6新应用”。中国电信已经进一步加强IPv6研发资源，在IPv4和IPv6网络之上尽力仿真过渡期现网环境，力争在三个领域有所创新。
　　第一，抓大放小。加强与CP/SP的合作，鼓励实现现有IPv4主要资源的IPv4和IPv6双挂。对于部分中小CP/SP可能过渡滞后的问题，主要针对最主流的HTTP应用，通过技术创新解决部分尚未双栈化的HTTP应用在IPv6世界获得访问的问题。
　　第二，耕耘红海。除了支持海量的终端(特别是非PC终端)以外，在路由管理、永远在线的业务模式、P2P通信、业务服务质量保障和安全性等方面都可以在一定程度上探索对IPv4既有能力的提升。优化地址分配和路由聚合策略，扩大IPv6公有地址的应用，支撑网络泛在化；发展真正端到端的安全通信；提供基于业务的路由策略和QoS保障；提供无NAT的P2P通信。
　　第三，开拓蓝海。利用IPv6为3G移动网络提供易于管理的海量IP公有地址，实现承载、RAN和终端的IP化，提供具有移动性的端到端、固网移动融合的IP数据业务，可以为移动互联网应用提供巨大的发展空间。利用自动配置能力可以发展家庭联网和无线传感器联网业务，探索基于IPv6的全新M2M应用，为客户提供丰富多彩的业务。
　　CNGI示范工程的实施和海外国家/地区政府IPv6过渡管理工作的成功经验都表明，在IPv6过渡工作中政府的关键领导作用是不可替代的。CNGI示范工程作为昭示中国政府推进下一代互联网意志的宣言书、普及国内下一代互联网知识的宣传队、蕴育国内下一代互联网产业的播种机已经载入了中国互联网发展的史册。