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，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) 我國第1個也是全球******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)字化時代，家庭中的每一個物件都將可能分配到一個IP地址，一切都可以通過網(wǎng)絡(luò)來調(diào)控。有關(guān)專家對下一代互聯(lián)網(wǎng)的評價是“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)突出的特點是一個純IPV6互聯(lián)網(wǎng)。 1應(yīng)用的歷史背景 計算機(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，IPV4技術(shù)憑借其簡潔有效在數(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。面對下一代網(wǎng)絡(luò)對IP地址的龐大需求，IPV4已無法滿足。除了IP地址問題，IPV4還存在路由表龐大，OOS和移動通信技術(shù)滿足不了要求等一系列問題。 據(jù)預(yù)測，到2005年中國的互聯(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，為解決地址空間問題，以及其它一些IPV4中的疑難問題，IPV6協(xié)議在20世紀(jì)90年代應(yīng)運而生，并逐步被世人所認(rèn)識。目前世界的策略是：在IPV4地址枯竭前逐步引進(jìn)IPV6，經(jīng)過IPV6與IPV4的共存時代，最終全面過渡到IPV6。 美國擁有全世界約70％的IP地址（大約為每人10個IP地址），他們幾乎感覺不到地址空間少帶來的壓力。因此，在IPV6推出之后的幾年中，他們對新標(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，以及其它國家不斷積極規(guī)劃試用IPV6網(wǎng)絡(luò)，最近美國對IPV6的態(tài)度發(fā)生了一些細(xì)微的變化，美國國防部開始積極測試IPV6，并宣布替換現(xiàn)有的IPV4網(wǎng)絡(luò)。 在歐洲，由于IPV4地址相對匱乏，各國政府和各大公司對IPV6的態(tài)度都比較積極。同時由于歐洲在IPV4的網(wǎng)絡(luò)經(jīng)濟(jì)中落后于美國，而歐洲移動通信事業(yè)相當(dāng)發(fā)達(dá)，他們希望在移動通信領(lǐng)域中掌握先機(jī)，并通過3G的部署來實現(xiàn)他們在未來的網(wǎng)絡(luò)經(jīng)濟(jì)中與美國并駕齊驅(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營商都對IPV6寄予了厚望并竭盡全力推廣和研究，如諾基亞、愛立信、英國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，包括中國在內(nèi)的很多國家對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年我國啟動了CNGI項目，作為我國通信產(chǎn)業(yè)的重大立項，CNGI項目是包括信息產(chǎn)業(yè)部、國家科技部、國家發(fā)改委和中國工程院在內(nèi)的8個部委聯(lián)合發(fā)起并經(jīng)國務(wù)院批準(zhǔn)啟動的。這一項目的實施不僅涉及資金巨大，更重要的是它表明我國政府對以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。通過大規(guī)模IPV6網(wǎng)絡(luò)建的部署實施及商用探索，在未來的幾年內(nèi)，我國將成為以IPV6為基礎(chǔ)的下一代網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域的領(lǐng)先國家。經(jīng)過科技工作者的不懈努力，2004年底，我國第1個下一代互聯(lián)網(wǎng)工程（CNGI）核心網(wǎng)CER—NEl2正式開通。這是中國第1個下一代互聯(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)勢介紹 IPV6是因特網(wǎng)協(xié)議（Internet Protocol，即Ⅳ協(xié)議）第6版本的簡寫。IPV6并不是具體技術(shù)，而是為了實現(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)議的逐步實現(xiàn)，全球互聯(lián)網(wǎng)也正在全面步入IPV6時代。 IPV6標(biāo)準(zhǔn)從1992年開始具備雛形，至今已經(jīng)過了12年的發(fā)展。目前，IPV6的標(biāo)準(zhǔn)體系已基本完善。在這個過程中，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。歸納起來，IPV6主要有以下8大優(yōu)勢。 （1）地址充足。IPV6產(chǎn)生的初衷主要是針對IPV4地址短缺問題，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題。同時IPV6地址是有范圍的，包括鏈路本地地址、站點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）簡單明確。簡化了固定的基本報頭，采用64b邊界定位，取消IP頭的校驗和域等措施，以提高網(wǎng)絡(luò)設(shè)備對IP報文的處理效率。 （3）擴(kuò)展為先。引入了靈活的擴(kuò)展報頭，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)展頭在報文頭的前部，而需要宿端處理的擴(kuò)展頭在報文頭的尾部。 （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，同時國際標(biāo)準(zhǔn)中已經(jīng)規(guī)定了各個類型地址的層次結(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引入自動配置以及重配置技術(shù)，可對IP地址等信息實現(xiàn)自動增刪及更新配置，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，使用起來比IPV4簡單、方便，可以在遷移到IPV6時同步發(fā)展IPSec。 （7）QOS提升。新增流標(biāo)記域，為源宿端快速處理實時業(yè)務(wù)提供可能，有利于低性能的業(yè)務(wù)終端支持IPV6的語音、視頻等應(yīng)用。 （8）移動便捷。Mobile IPV6增強了移動終端的移動特性、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的上述特點充分迎合了未來網(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)的可運營性和可管理性。 通過大規(guī)模IPV6網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的部署實施及商用探索，在未來的幾年內(nèi)，我國將成為以IPV6為基礎(chǔ)的下一代網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域的領(lǐng)先國家。 4 應(yīng)用范圍 隨著Internet的發(fā)展，IPV6終將取代IPV4，這一點已經(jīng)在業(yè)界達(dá)到共識。如果按現(xiàn)有IP網(wǎng)絡(luò)的定位及業(yè)務(wù)需求，IPV4地址耗盡的時間預(yù)計是2012年。但是隨著新的承載平臺的投入使用，IPV4的剩余地址空間量在幾年內(nèi)就會被耗盡。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)點和全球IP浪潮的沖擊，3G演變?yōu)槿獻(xiàn)P網(wǎng)絡(luò)的趨勢越來越明顯。為了滿足永遠(yuǎn)在線的需要，每一個要接人因特網(wǎng)的移動設(shè)備都將需要兩個唯一的IP地址來實現(xiàn)移動因特網(wǎng)連接。GPRS和3G作為未來移動通信藍(lán)圖中的核心組成部分，對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，越來越多的人相信，未來的電信網(wǎng)將是基于IP技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)。當(dāng)然，這必須對IP網(wǎng)進(jìn)行徹底變革后才能實現(xiàn)。目前的Internet是計算機(jī)互聯(lián)網(wǎng)，該網(wǎng)絡(luò)是“盡力而為”地提供傳輸服務(wù)，無服務(wù)質(zhì)量保證，亦無售后服務(wù)保證，安全問題由用戶自行解決。如今，越來越多的營運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、費用更低的電信級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）個人智能終端。經(jīng)濟(jì)的發(fā)展帶動了個人電子設(shè)備的發(fā)展，由呼機(jī)、手機(jī)、PDA到智能手機(jī)的發(fā)展趨勢看，有聯(lián)網(wǎng)能力的、集成數(shù)據(jù)、語音和視頻的個人智能終端已在2003年至2004年出現(xiàn)，經(jīng)過2~4年的發(fā)展，其規(guī)模就會相當(dāng)大，由此產(chǎn)生的巨大的IP地址需求，將是過渡到IPV6的又一個需求拉動。 （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IPV6將在連接由各種簡單裝置組成的超大型網(wǎng)絡(luò)中良好運行，這些簡單設(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，并保證安全、隱私和計費的需要。由于缺少足夠的Ⅳ地址，IPV4的網(wǎng)絡(luò)無法滿足在線游戲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，幾乎不需要訪問原來大量的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，在線游戲如果沒有IPV6的支持肯定無法獲得成功，這應(yīng)該是發(fā)展IPV6軟件和設(shè)備的一個驅(qū)動力。 （6）分布式計算業(yè)務(wù)。美國能源部科學(xué)網(wǎng)格、美國國防部GIG、英國政府英國國家網(wǎng)格、中國國家網(wǎng)格，都有大量分布式計算業(yè)務(wù)，網(wǎng)格技術(shù)的應(yīng)用體現(xiàn)了大型計算機(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地方。分布式計算的一個成因，是網(wǎng)絡(luò)計算需求的日趨膨脹，目前企業(yè)網(wǎng)中的數(shù)據(jù)管理和計算管理已分布于各處，對分布式計算的需求越來越大。IPV6可以實現(xiàn)分布式計算終端的一直在線，實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)上大量終端的協(xié)作。 我國建成的第1個IPV6互聯(lián)網(wǎng)，以2.5~10Gb／s速率聯(lián)接全國多個主要城市的CERNET2主干網(wǎng)的核心結(jié)點，為全國幾百所高校和科研單位提供1~10Gb／s的高速IPV6接人服務(wù)，并可和國外下一代互聯(lián)網(wǎng)對接。我國第1個下一代互聯(lián)網(wǎng)采用了很多具有自主知識產(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)格計算、高清晰度電視、強交互點到點視頻語音綜合通信、智能交通、環(huán)境保護(hù)、地震海嘯等自然災(zāi)害的監(jiān)測，遠(yuǎn)程醫(yī)療以及遠(yuǎn)程教育等。 通過新一代互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的推廣和應(yīng)用，縮小我國和外國先進(jìn)水平的差距，提升我國現(xiàn)代化水平，任重而道遠(yuǎn)。 |
