下一代互聯(lián)網(wǎng)

古麗萍

當(dāng)今全球互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展進(jìn)入了一個(gè)高速成長期，互聯(lián)網(wǎng)的飛速發(fā)展使得IP地址消耗加速。采用IPv6協(xié)議的下一代互聯(lián)網(wǎng)能提供更大的IP地址空間，約為現(xiàn)采用IPv4協(xié)議互聯(lián)網(wǎng)的1029倍，可有效緩解現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)地址不足等問題。未來5至10年內(nèi)，互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將進(jìn)入更新?lián)Q代的歷史時(shí)期，以IPv6為基礎(chǔ)的下一代互聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)成為國際國內(nèi)的研究熱點(diǎn)。目前，基于IPv6的下一代互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)正成為全球新的戰(zhàn)略制高點(diǎn)，受到世界各國政府、科技界和產(chǎn)業(yè)界的高度重視，各國都在加緊進(jìn)行IPv6的應(yīng)用研發(fā)和戰(zhàn)略部署，以搶占下一代互聯(lián)網(wǎng)競爭的戰(zhàn)略制高點(diǎn)。

下一代互聯(lián)網(wǎng)特征

基于IPv6的下一代互聯(lián)網(wǎng)主要特征：空間更大，采用IPv6協(xié)議，使下一代互聯(lián)網(wǎng)具有無比巨大的地址空間，整個(gè)地球的每平方米面積上可分配1000多個(gè)地址，解決了當(dāng)前最緊迫的地址可擴(kuò)展性問題。網(wǎng)絡(luò)規(guī)模更大：接入網(wǎng)絡(luò)的終端種類和數(shù)量更多，網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用更廣泛；速度更快：100Mbps以上的端到端高性能通信，是現(xiàn)在網(wǎng)速的1000倍；更安全：身份識(shí)別與唯一IP地址捆綁，具有數(shù)據(jù)加密和完整性，使網(wǎng)絡(luò)安全的可控性、可管理性大大增強(qiáng)，防黑客和病毒攻擊更有章可循；更及時(shí)：提供組播服務(wù)，進(jìn)行服務(wù)質(zhì)量QoS控制，開發(fā)大規(guī)模實(shí)時(shí)交互應(yīng)用；更方便：無處不在的移動(dòng)和無線通信應(yīng)用；更可管理：有序的管理、有效的運(yùn)營、及時(shí)的維護(hù)；更有效：有贏利模式，可取得重大社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。

IPv6及業(yè)務(wù)應(yīng)用

IPv6（Internet Protocol Version 6）是IETF（Internet Engineering Task Force）設(shè)計(jì)的用于替代現(xiàn)行版本IP協(xié)議IPv4(Internet Protocol Version 4)的下一代互聯(lián)網(wǎng)使用的協(xié)議，采用128位地址長度，幾乎可以不受限制地提供地址。IPv6可以為每個(gè)設(shè)備或終端都提供全球唯一的地址；可以保證端到端的通信，且與端到端的業(yè)務(wù)模式相適應(yīng)；可實(shí)現(xiàn)集中和安全管理；可使目前的絕大多數(shù)IPv4用戶都能獲得IPv6地址，實(shí)現(xiàn)了IPv4用戶對(duì)IPv6網(wǎng)絡(luò)的無縫訪問。IPv6可以支持任意人與人、人與機(jī)和機(jī)與機(jī)之間相互連通，使互聯(lián)網(wǎng)到人發(fā)展到互聯(lián)網(wǎng)到物，實(shí)現(xiàn)從量變到質(zhì)變的轉(zhuǎn)變。IPv6地址以編址到沙粒的容量規(guī)模為M2M通信提供了暢通的雙向?qū)ぶ纺芰Γ肐Pv6技術(shù)構(gòu)建下一代網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)平臺(tái)，可以開展諸如網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控、VoIP、多點(diǎn)視頻會(huì)議、智能家庭、遠(yuǎn)程教育、DVTS高清晰度傳輸系統(tǒng)等多項(xiàng)新型業(yè)務(wù)，可應(yīng)用于電子政務(wù)、電子商務(wù)、生產(chǎn)控制、公共服務(wù)、醫(yī)療保健、數(shù)字娛樂、應(yīng)急通信等領(lǐng)域。IPv6技術(shù)適用端到端應(yīng)用、非PC網(wǎng)絡(luò)、傳感器網(wǎng)絡(luò)、建筑自動(dòng)化和汽車互聯(lián)等。利用IPv6技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)與移動(dòng)通信、信息家電等多種應(yīng)用的融合，基于IPv6的移動(dòng)多媒體通信系統(tǒng)是下一代互聯(lián)網(wǎng)的重大應(yīng)用之一。移動(dòng)IPv6為設(shè)備在各種無線移動(dòng)接入網(wǎng)絡(luò)間無縫漫游提供了有力支持，如無線游戲、音樂點(diǎn)播、視像內(nèi)容、會(huì)議電視、移動(dòng)訂票、移動(dòng)銀行、移動(dòng)貿(mào)易、移動(dòng)錢包等，極大地推動(dòng)移動(dòng)業(yè)務(wù)的大規(guī)模應(yīng)用。

下一代互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展歷程

早在二十世紀(jì)八十年代后期研究人員就已經(jīng)意識(shí)到了IPv4地址最終會(huì)耗盡，1990年，IETF開始討論下一代互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，IPv6作為最佳建議被選定。1994年，IETF開始著手研究開發(fā)下一代的IP協(xié)議即IPv6，1995年IPv6核心協(xié)議草案形成。1996年，日本NTT研究實(shí)驗(yàn)室啟動(dòng)了全球IPv6研究網(wǎng)絡(luò)并與6bone相連接。1996年，美國政府啟動(dòng)“下一代互聯(lián)網(wǎng)NGI”研究計(jì)劃，其核心是互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議和路由器。1998年，IETF研究形成了關(guān)于IPv6的第一個(gè)協(xié)議RFC2460，IPv6核心協(xié)議相對(duì)成熟。1998年美國下一代互聯(lián)網(wǎng)研究的大學(xué)聯(lián)盟UCAID成立，啟動(dòng)Internet2計(jì)劃，正式實(shí)施NGI計(jì)劃；美國政府啟動(dòng)了旨在推動(dòng)下一代互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程的LSN計(jì)劃；歐洲啟動(dòng)了相應(yīng)的研究計(jì)劃。1998年，日本、韓國和新加坡三國發(fā)起建立“亞太地區(qū)先進(jìn)網(wǎng)絡(luò)APAN”，加入下一代互聯(lián)網(wǎng)的國際性研究。1998年，全世界的NGI試驗(yàn)床開始連接起來，相關(guān)的諸如IPv6標(biāo)準(zhǔn)的制定也同步展開。1999年，日本的一些運(yùn)營商/互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)提供商啟動(dòng)IPv6的試驗(yàn)業(yè)務(wù)和服務(wù)，如NTT、IIJ、KDDI、JT和PoweredCom等運(yùn)營商都開始提供實(shí)驗(yàn)性服務(wù)。2001年，日本NTT啟動(dòng)了商業(yè)IPv6服務(wù)。2001年，歐盟正式啟動(dòng)下一代互聯(lián)網(wǎng)研究計(jì)劃，建立了橫跨31個(gè)國家的主干網(wǎng)GEANT，并以此為基礎(chǔ)全面進(jìn)行下一代互聯(lián)網(wǎng)各項(xiàng)核心技術(shù)的研究和開發(fā)。2003年，NTT/Verio在美國首次推出商用IPv6業(yè)務(wù)。2007年7月，德國投資1.65億美元用于開發(fā)下一代互聯(lián)網(wǎng)搜索引擎。目前，通過各國的努力，IPv6技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)相對(duì)成熟，包括地址結(jié)構(gòu)、路由、IPv4/IPv6過渡、移動(dòng)IPv6在內(nèi)的各項(xiàng)IPv6基本協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)完成，IPv6技術(shù)也從研究階段過渡到實(shí)施階段。許多廠家已經(jīng)開發(fā)了各種類型的IPv6設(shè)備，測試表明這些設(shè)備可以初步滿足運(yùn)營商網(wǎng)絡(luò)的要求。多個(gè)國家組建了多個(gè)規(guī)模不等的IPv6網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備基本成熟，并實(shí)現(xiàn)了全球互聯(lián)，向企業(yè)用戶和個(gè)人用戶提供接入服務(wù)。全球一些發(fā)達(dá)國家對(duì)IPv6的開發(fā)和應(yīng)用取得了實(shí)質(zhì)性的進(jìn)展，一些國家和地區(qū)推出了很有特色的應(yīng)用，一些運(yùn)營商推出了商用業(yè)務(wù)和應(yīng)用。在全球推動(dòng)IPv6發(fā)展的努力中，產(chǎn)業(yè)界的支持是向下一代互聯(lián)網(wǎng)過渡的關(guān)鍵因素。2008年，Google開始支持IPv6地址，世界主流設(shè)備提供商也都提供IPv6產(chǎn)品。2008年10月，全球中文互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)導(dǎo)者百度公司與世界級(jí)通訊巨頭CISCO(思科)達(dá)成深度戰(zhàn)略聯(lián)盟合作，雙方將集合各自最優(yōu)勢(shì)資源，共同研究和部署全球最領(lǐng)先的網(wǎng)絡(luò)信息傳輸環(huán)境，并為下一代互聯(lián)網(wǎng)及搜索應(yīng)用進(jìn)行全方位技術(shù)儲(chǔ)備。目前主流的操作系統(tǒng)如Windows Vista、Mac OS X和Linux均可提供IPv6的支持。同時(shí)一些大型商業(yè)應(yīng)用軟件，如Oracle也提供基于IPv6的系統(tǒng)，基于IPv6的新型業(yè)務(wù)也在發(fā)展。

世界各國競相搶占下一代互聯(lián)網(wǎng)制高點(diǎn)

目前，面臨全球IPv4地址即將耗盡的情況下，IPv6被廣泛認(rèn)為是一個(gè)成熟的互聯(lián)網(wǎng)升級(jí)換代的過渡方案。美國、歐盟、日本、韓國、新加坡等國都相繼啟動(dòng)了基于IPv6的下一代互聯(lián)網(wǎng)研究計(jì)劃，都在做IPv6戰(zhàn)略的布局，積極推進(jìn)包括IPv6在內(nèi)的下一代互聯(lián)網(wǎng)，力求在新一輪產(chǎn)業(yè)技術(shù)和國家經(jīng)濟(jì)競爭中占據(jù)主動(dòng)，謀求更大的經(jīng)濟(jì)利益和戰(zhàn)略意義。美國、歐洲、日本等發(fā)達(dá)國家和地區(qū)在審視技術(shù)路線和發(fā)展趨勢(shì)后，制定了下一代互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展計(jì)劃。從全球IPv6整體發(fā)展?fàn)顩r看，在亞太和歐洲地區(qū)的應(yīng)用較多，國際互聯(lián)網(wǎng)發(fā)達(dá)國家依然擔(dān)當(dāng)了領(lǐng)軍者的角色。受地址資源需求的驅(qū)動(dòng)和對(duì)未來發(fā)展趨勢(shì)的預(yù)測，日本、韓國、歐盟在IPv6的研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化方面走在了前面，與歐美國家相比，亞太地區(qū)研究下一代互聯(lián)網(wǎng)的積極性非常高。在IPv4領(lǐng)域處于絕對(duì)主導(dǎo)地位的美國，近兩年加大了IPv6的研究力度，在下一代互聯(lián)網(wǎng)的各個(gè)科學(xué)研究領(lǐng)域和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)制定中占據(jù)著主導(dǎo)地位。對(duì)于下一代互聯(lián)網(wǎng)的競爭，除了構(gòu)建復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)框架體系以外，更多表現(xiàn)為對(duì)新的IPv6地址的爭搶，提前占有大量IPv6資源。美國2008年加快了IPv6的部署與實(shí)施，所申請(qǐng)的IPv6地址從世界排名11位突然上升到第1位。截止到2008年9月，全球IPv6地址總計(jì)分配66290塊，其中美國分得14729 塊，德國、日本、法國、澳大利亞、韓國等緊隨其后，而我國僅處于第16位。

美國首先將IPv6應(yīng)用于軍事領(lǐng)域，美國國防部宣布在2008年前將軍方網(wǎng)絡(luò)升級(jí)到IPv6。美國“下一代互聯(lián)網(wǎng)NGI”研究計(jì)劃項(xiàng)目提出機(jī)構(gòu)——Internet2，已發(fā)展成為由200多所大學(xué)領(lǐng)導(dǎo)、政府及商業(yè)企業(yè)共同參與的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)研發(fā)組織，目的是開發(fā)及部署先進(jìn)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及應(yīng)用，加速網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展。Internet2致力于在學(xué)術(shù)界、商業(yè)應(yīng)用及政府間建立溝通交流的橋梁，這些機(jī)構(gòu)正是目前Internet網(wǎng)絡(luò)的共同締造者。Internet2社區(qū)還有70多家企業(yè)和40多個(gè)子機(jī)構(gòu)，其中包括美國政府的研究實(shí)驗(yàn)室。Internet2由一系列工作組組成，Internet2除了積極發(fā)展與公司、企業(yè)的合作外，還與30多個(gè)類似的研究項(xiàng)目有合作關(guān)系，使成員在多個(gè)領(lǐng)域展開合作。繼NGI計(jì)劃結(jié)束之后，美國政府立即啟動(dòng)了旨在推動(dòng)下一代互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程的LSN計(jì)劃。美國部分公司起用一些IPv6的商用的試驗(yàn)和網(wǎng)絡(luò)；Sprint公司已做好準(zhǔn)備部署IPv6；思科、Juniper借助IPv4形成的研發(fā)規(guī)模和市場環(huán)境，在產(chǎn)品研發(fā)和市場推廣上占有更多優(yōu)勢(shì)；Google、Apple已經(jīng)開始提供商業(yè)IPv6服務(wù)和應(yīng)用，Pv6在美國應(yīng)用已經(jīng)比較廣泛。如今，美國在國際下一代互聯(lián)網(wǎng)的各個(gè)科學(xué)研究領(lǐng)域和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)制定中都占據(jù)著主導(dǎo)地位。目前以美國為主的北美地區(qū)代表了全球下一代互聯(lián)網(wǎng)的最高水平。

歐洲已建成IPv6商用網(wǎng)，歐洲科研機(jī)構(gòu)GEANT中樞網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)與IPv6協(xié)議兼容。歐洲在第三代移動(dòng)通信網(wǎng)中率先引入IPv6，歐洲的IPv6應(yīng)用在移動(dòng)領(lǐng)域有所突破。愛立信與英國電信運(yùn)營商BT及香港無線通訊服務(wù)商數(shù)碼通公司合作，在全球首次利用手機(jī)在移動(dòng)網(wǎng)上成功進(jìn)行了端到端的IPv6通信試驗(yàn)。愛立信使用IPv6顯示重要的醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)、話音和視頻，并在2G、3G系統(tǒng)和無線局域網(wǎng)上無縫漫游。諾基亞推出了第一個(gè)支持IPv6的GPRS網(wǎng)絡(luò)，使網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商可以從基于IPv4的業(yè)務(wù)向基于IPv6的業(yè)務(wù)平滑過渡。瑞典Telia電信公司計(jì)劃在歐洲推出國際性IPv6商用網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。歐盟2008年加快了進(jìn)入IPv6網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃的步伐，計(jì)劃在2010年之前，敦促四分之一的企業(yè)、政府機(jī)構(gòu)和家庭用戶轉(zhuǎn)換到IPv6互聯(lián)網(wǎng)地址協(xié)議，完成歐盟的IPv6網(wǎng)絡(luò)建設(shè)。

日本目前在國際IPv6的科學(xué)研究乃至產(chǎn)業(yè)化方面占據(jù)國際領(lǐng)先地位，其中，日立、富士通、NEC的IPv6設(shè)備投放市場較早，在日本和歐洲占有比較高的市場份額。日立公司的IPv6千兆級(jí)路由器GR2000系列目前在全球銷售超過萬臺(tái)，其中作為IPv6路由器使用的超過50%。日本政府制定了e-Japan戰(zhàn)略，明確了IPv4向IPv6過渡的時(shí)間表和路線圖，通過e-Japan計(jì)劃推動(dòng)IPv6網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的實(shí)現(xiàn)，并獲得了廣泛的應(yīng)用。日本被認(rèn)為是最先進(jìn)的IPv6試驗(yàn)場，已經(jīng)建成IPv6商用網(wǎng)，日本電信運(yùn)營商推出了商用IPv6業(yè)務(wù)。日本NTT公司的IPv6網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)全面商用，NTT通過在全球推出商業(yè)IPv6業(yè)務(wù)的策略，為未來IPv6應(yīng)用的發(fā)展奠定基礎(chǔ)，并達(dá)到搶占未來IPv6大發(fā)展的先機(jī)。

韓國啟動(dòng)了IPv6的部署計(jì)劃，2007年投資10.7億美元幫助本土施行下一代互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議。所有城市和政府互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議都將在2010年之前過渡向IPv6格式，私營板塊將在2013年之前完成過渡。韓國政府還將鼓勵(lì)地方互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)開發(fā)商，提高對(duì)于IPv6設(shè)備和硬件的開發(fā)力度，韓國IPv6的應(yīng)用主要是朝著與寬帶業(yè)務(wù)相結(jié)合的發(fā)展方向。2008年，韓國建設(shè)6個(gè)IPv6下一代互聯(lián)網(wǎng)交換中心，并為10個(gè)互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)提供商提供了互聯(lián)互通。韓國計(jì)劃從2013年開始全面啟用IPv6，從而成為全球率先普及IPv6的國家。新加坡也啟動(dòng)了IPv6的部署計(jì)劃，新加坡和馬來西亞在下一代寬帶戰(zhàn)略中全面考慮引入IPv6。印度也非常重視IPv6的進(jìn)展，成立了一個(gè)名為“IPv6執(zhí)行小組”的機(jī)構(gòu)，以加快IPv6計(jì)劃在全國的實(shí)施。

下一代互聯(lián)網(wǎng)生活展望

下一代互聯(lián)網(wǎng)可應(yīng)用于虛擬現(xiàn)實(shí)、智能公交、地震傳感網(wǎng)絡(luò)、地理信息系統(tǒng)、無線下一代互聯(lián)網(wǎng)等領(lǐng)域。IPv6通過自動(dòng)識(shí)別機(jī)能、網(wǎng)絡(luò)安全設(shè)置，能對(duì)每個(gè)終端進(jìn)行IP全球化管理。IPv6新應(yīng)用將使電視、冰箱、電話、照明、攝影機(jī)、汽車、手表、數(shù)位相框等設(shè)備都可以擁有自己的IP地址。彼此不相干的手機(jī)卡、銀行信用卡等能集成在一張智能卡上；手機(jī)和電腦的應(yīng)用會(huì)互相融合；電視冰箱汽車手表等都可上網(wǎng)；大規(guī)模精細(xì)的城市建筑三維數(shù)據(jù)可在下一代互聯(lián)網(wǎng)上傳播；車上型智慧系統(tǒng)能提供前方即時(shí)路況和潛在危險(xiǎn)；基于IPv6的智能交通監(jiān)控管理系統(tǒng)能緩解交通擁堵；利用無線傳感，通過遙控器可對(duì)遠(yuǎn)在千里之外的菜地進(jìn)行溫控；智慧型冰箱可連線讀取食品履歷，還可下載食譜；利用辦公桌或行駛的移動(dòng)終端可打開家中的洗衣機(jī)、空調(diào)等。下一代互聯(lián)網(wǎng)將使世界發(fā)生質(zhì)的變化，讓人們充分享受到真正的信息化新時(shí)代生活。

（作者單位：合肥市科技情報(bào)研究所）