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李志民:关于互联网协议第六版(IPv6)
2018-03-20 主编微讲堂 李志民

  2017年11月,中共中央办公厅、国务院办公厅印发了《推进互联网协议第六版(IPv6)规模部署行动计划》,提出“用5年到10年时间,形成下一代互联网自主技术体系和产业生态,建成全球最大规模的IPv6商业应用网络”,“到2025年末,我国IPv6网络规模、用户规模、流量规模位居世界第一位,网络、应用、终端全面支持IPv6,全面完成向下一代互联网的平滑演进升级,形成全球领先的下一代互联网技术产业体系”。

  当前全球互联网所采用的协议族是TCP/IP协议族,IP是TCP/IP协议族中网络层的协议,是TCP/IP协议族的核心协议。现行版本IP协议(即IPv4,互联网协议第4版本)的下一代IP协议。IPv4地址长度为32位,即共有232(约42亿)个地址可供不同的互联网设备接入。互联网发展的速度和规模,大概远远超出了几十年前互联网先驱们制定TCP/IP协议时的想象,随着互联网的普及、移动互联网和物联网的发展,42亿多个IP地址早已无法满足全球互联网用户的需要,IP资源短缺的问题亟待解决。

  我国拥有全球20%的互联网用户,却只拥有5%的IP地址,每一位美国互联网用户可以分配到6个IP地址,而我国约26个互联网用户共享1个IP地址。国家重视推进IPv6主要是随着互联网的高速发展,互联网用户大幅增加,接入互联网的设备越来越多,全球IPv4地址资源已分配殆尽和网络安全遇到的问题越来越多,IPv4已无法满足互联网的发展需求,严重制约了互联网的承载能力和服务水平,逐步适应全球互联网向以IPv6地址为基础的下一代互联网络过渡。

  IPv6(Internet ProtocolVersion 6)是由IETF(InternetEngineering Task Force,互联网工程任务组)设计的用于替代IPv4的下一代互联网协议。IPv6的地址长度为128位,是IPv4地址长度的4倍,可供2128台不同设备接入互联网。而IPv6的产生大大解决了IP资源缺乏的问题,如此巨大的地址空间号称“可为地球上的每一粒沙子配备一个IP地址”。

  IPv6被视为未来互联网创新和可持续增长的基础。

  IPv6的优势不仅仅体现在地址空间的增长上,与IPv4比它在技术上还有以下明显优势:1.IPv6使用更小的路由表,减小了路由器中路由表的长度,提高了路由器转发数据包的速度;2.IPv6增加了增强的组播支持及对流的控制,为服务质量控制提供了良好的平台;3.IPv6加入了对自动配置的支持,对网络管理更加方便快捷;4.IPv6具有更高的安全性,因为IPv6一个重要的应用是互联网身份证(VIeID);5.在新技术或新应用需要时,IPv6允许协议进行扩充。

  我国早在2003年就将IPv6的研发提上了日程,并将其视为国家战略,积极推动下一代互联网的发展。2018年2月11日,中国互联网网络信息中心发布了《2017 IPv6地址资源分配及应用情况报告》,报告中提到,截至2017年12月31日,我国IPv6地址分配总数为23430块(/32),在全球排名居于第二位。我国在教育和科研网络中大规模推进IPv6的研究和应用,截至2017年底,IPv6技术连接了超过600所高校,覆盖了600万用户,并将继续扩展连接到全国1200所高校。

  然而,在中国教育和科研网络以外,我国互联网用户经常访问的网站、邮箱、域名服务等领域,对IPv6的支持度仍然较低。从全球范围来看,2017年印度已经超越美国,成为拥有IPv6用户最多的国家,该国IPv6用户占比高达46%,而与此同时,中国IPv6用户普及率仅为0.39%,在全球仅排名第67位。权威网站排名公司Alexa发布的中国Top500网站中,仅有35个网站完全或部分支持IPv6,而其余465个网站则完全不支持IPv6. 造成“起步早,发展慢”这一局面的原因有很多:首先,我国在互联网技术使用上起步晚、相对比较落后;其次,与国际大型网站相比,互联网缺乏应有的国际竞争;第三,IPv6协议给网络架构带来新的变化,产生新的安全风险,在互联网安全管理上还有很多困难。因此,我国推进互联网协议第六版(IPv6)应用服务的普及工作仍然任重道远。

  (主编李志民,责任编辑游丹)

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