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IPv6 來了嗎？

2003/12/05

　　一天，上帝召集地球上網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域的領(lǐng)袖開會(huì)，討論各自的今后設(shè)想。ITU委屈地說，我們的下一代網(wǎng)絡(luò)還在設(shè)想中，很多人有很多的想法；IETF高興地斜眼看著ITU，回過身去沖著手下興奮地叫道：

　　11月26日，北京中國(guó)科技會(huì)堂二層，一個(gè)并不起眼的報(bào)告廳，聚集了可以說是目前中國(guó)乃至全球最著名的網(wǎng)絡(luò)人士：“下一代網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)與發(fā)展戰(zhàn)略暨中國(guó)IPv6應(yīng)用服務(wù)研討會(huì)”在這里召開。
　　我國(guó)政府從90年代末開始支持下一代網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)，到今天，會(huì)是一次激動(dòng)的總結(jié)還是隆重的檢閱呢？

NGN還是NGI？

　　在ITU對(duì)下一代網(wǎng)絡(luò)的特征描述中，基于包交換、QoS、更好的安全性、對(duì)移動(dòng)通信的支持等等是我們大家都能輕易說出來的。這樣一個(gè)用技術(shù)語言說出來的定義，會(huì)讓很多外行的人不能清晰理解。有另一種說法: NGN(下一代網(wǎng)絡(luò))是能提供多種服務(wù)的下一代電信固定網(wǎng)絡(luò)和移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的統(tǒng)一基礎(chǔ)，它能在全球的范圍內(nèi)提供高質(zhì)量的通信服務(wù)。

　　所有技術(shù)概念都應(yīng)該是面向應(yīng)用的感性承載體。作為我國(guó)通信產(chǎn)業(yè)的重大立項(xiàng)，中國(guó)下一代互聯(lián)網(wǎng)示范工程（CNGI）項(xiàng)目是由包括信息產(chǎn)業(yè)部、國(guó)家科技部、國(guó)家發(fā)改委和中國(guó)工程院在內(nèi)的8個(gè)部委聯(lián)合發(fā)起并經(jīng)國(guó)務(wù)院批準(zhǔn)啟動(dòng)的。根據(jù)CNGI的規(guī)劃，我國(guó)將在2005年底建成一個(gè)覆蓋全國(guó)的IPv6網(wǎng)絡(luò)，成為世界上最大的IPv6網(wǎng)絡(luò)之一。通過大規(guī)模IPv6網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的部署實(shí)施及商用探索，在未來的幾年內(nèi)，我國(guó)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(guó)家。

　　IPv6確實(shí)要來了，現(xiàn)有的IPv4網(wǎng)絡(luò)面臨著來自可擴(kuò)展性、IP地址空間、安全性、服務(wù)質(zhì)量控制、運(yùn)營(yíng)管理性等諸多方面的問題。為了解決現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)存在的問題，IETF以及各國(guó)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商、廠商紛紛把目光投向NGN建設(shè)。但是，IPv6確實(shí)能解決所有這些問題嗎？

　　IP地址空間的問題在IPv6中確實(shí)得到了全面的解決。到目前為止，中國(guó)已經(jīng)獲得了11個(gè)地址段。每個(gè)地址段是一個(gè)固定32位前綴的地址區(qū)間，也就是說每一個(gè)地址段就能給中國(guó)的用戶提供296個(gè)可識(shí)別地址，這個(gè)數(shù)超過目前IPv4地址總數(shù)的1600億億倍。運(yùn)營(yíng)商可以松一口氣了，現(xiàn)在充足的IP地址使提供更多的連接能力，提供更多的端到端應(yīng)用成為可能。已經(jīng)有企業(yè)和媒體呼吁，盡快在我們的網(wǎng)絡(luò)中采用IPv6技術(shù)，向NGN演進(jìn)！仿佛擺脫地址空間束縛的中國(guó)，可以大踏步地向下一代互聯(lián)網(wǎng)邁進(jìn)了。

　　我們看到有人在搖頭，NGN對(duì)網(wǎng)絡(luò)的要求遠(yuǎn)不止于此。有人說，如果下一代網(wǎng)絡(luò)都采用了IPv6以后，很多問題就都解決了。按照IETF對(duì)IPv6協(xié)議族中的定義，它確實(shí)帶來了一定的安全性，但是并沒有解決安全的問題。是不是就有QoS了呢？IETF也正在研究QoS，但是幾乎所有的研究都是基于單個(gè)網(wǎng)絡(luò)而不是多個(gè)網(wǎng)絡(luò)跨自治域的，也就是說怎樣跨過自治域來實(shí)現(xiàn)QoS目前沒有好的辦法。IPv6確實(shí)為QoS的解決帶來了一定的方便，但是也沒有根本解決QoS的問題。IPv6是不是就更有利于VoIP呢？應(yīng)該說對(duì)語音的傳輸是有利的，但也沒有根本解決VoIP的問題。有人說，總歸地址多了，會(huì)有利于選路吧？IPv4的地址只有4個(gè)字節(jié)，而IPv6的地址則有16個(gè)字節(jié)。對(duì)于路由器來說，需要處理的數(shù)據(jù)量大大增加，如果把一個(gè)IPv4路由器簡(jiǎn)單升級(jí)為IPv6，它的處理能力會(huì)相應(yīng)大大下降。其實(shí)趨勢(shì)選路的空間大了，但是選路的復(fù)雜性增加了。所以，有這樣的聲音：IPv6并沒有解決因特網(wǎng)固有的問題。

　　IP協(xié)議的應(yīng)用是因特網(wǎng)的應(yīng)用在全球蔓延之后蓬勃地發(fā)展起來的。IP協(xié)議有這樣的理念：無管理，無中心，無智能；所有智能和復(fù)雜的業(yè)務(wù)都交給網(wǎng)絡(luò)終端來實(shí)現(xiàn)。這樣做的好處就是網(wǎng)絡(luò)上任何一個(gè)節(jié)點(diǎn)的故障，不會(huì)對(duì)網(wǎng)絡(luò)其他的結(jié)構(gòu)造成致命的影響。如果不能使每一個(gè)接入網(wǎng)絡(luò)的終端都有一個(gè)合法的IP地址，那么就需要通過NAT或者PAT等技術(shù)采用私有地址的方式來將設(shè)備連入因特網(wǎng)。使用了NAT之后，很多多媒體業(yè)務(wù)將不能很好進(jìn)行，典型的寬帶應(yīng)用，比如說視頻會(huì)議等將很難實(shí)施。IPv6的出現(xiàn)一勞永逸地解決了地址空間的問題。IPv6帶來了真正的下一代互聯(lián)網(wǎng)，更多的設(shè)備接入可能，更好的QoS，更好的安全特性，方便的一同特性等，這是IETF對(duì)IPv6主導(dǎo)的NGI（下一代互聯(lián)網(wǎng)）的精彩描述。但是對(duì)于ITU-T主導(dǎo)的NGN來說，這一步，遠(yuǎn)還沒有到達(dá)理想的境地。

IPv6在中國(guó)

　　有更多的中國(guó)科研機(jī)構(gòu)投入到IPv6的研究和推廣工作中去了。中國(guó)科學(xué)院計(jì)算技術(shù)研究所信息網(wǎng)絡(luò)研究室主任李忠誠(chéng)博士和他的同事們，就正在實(shí)質(zhì)性地推進(jìn)IPv6在中國(guó)的應(yīng)用。

　　11月27日，中國(guó)科學(xué)院計(jì)算所向外界宣布在下一代網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵技術(shù)中取得的創(chuàng)新性巨大突破及應(yīng)用實(shí)例。李忠誠(chéng)博士談到，中國(guó)科學(xué)院計(jì)算技術(shù)研究所作為該項(xiàng)目的牽頭單位，在項(xiàng)目首席科學(xué)家李國(guó)杰院士的帶領(lǐng)下，瞄準(zhǔn)IPv6實(shí)用化的目標(biāo)，在IPv6網(wǎng)絡(luò)測(cè)試、IPv4/IPv6轉(zhuǎn)換與互通、IPv6網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控管理、具有授權(quán)認(rèn)證和計(jì)費(fèi)功能的移動(dòng)IPv6、IPv6信息過濾等一系列關(guān)鍵支撐技術(shù)上取得了突破，并在此基礎(chǔ)上與重慶網(wǎng)通等運(yùn)營(yíng)商合作建設(shè)了純IPv6城域示范網(wǎng)絡(luò)。

　　其中，推出的IPv6協(xié)議測(cè)試系統(tǒng)在專用測(cè)試儀表上實(shí)現(xiàn)，具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，是目前功能最全面、覆蓋最完整的IPv6協(xié)議測(cè)試設(shè)備。該測(cè)試系統(tǒng)已被法國(guó)電信、韓國(guó)電信等大型運(yùn)營(yíng)商和眾多網(wǎng)絡(luò)設(shè)備生產(chǎn)廠家采用。其測(cè)試能力在美國(guó)國(guó)防部日前舉行的名為Moonv6的有30多個(gè)國(guó)際著名廠商參加的IPv6測(cè)試中得到了有效驗(yàn)證。IPv6產(chǎn)品的協(xié)議一致性和互操作性是IPv6實(shí)用化的前提條件，該系統(tǒng)的推出為這類測(cè)試提供了有效的工具。

　　中國(guó)電信集團(tuán)北京研究院副院長(zhǎng)趙慧玲提到，中國(guó)電信一直在研究和跟蹤IPv6，并于2001年制訂完成了《IPv6總體技術(shù)方案》；2002年8月份，中國(guó)電信從APNIC申請(qǐng)到正式的IPv6地址和域名，成為國(guó)內(nèi)最早從APNIC拿到IPv6正式地址的電信運(yùn)營(yíng)商。從2002年4月份起，中國(guó)電信在BII（天地互連信息技術(shù)有限公司）的幫助下，在湖南建立了一定規(guī)模的IPv6實(shí)驗(yàn)網(wǎng)絡(luò)，并進(jìn)行了一系列的實(shí)驗(yàn)和測(cè)試工作，完成具有多種接入方式和實(shí)際用戶的實(shí)驗(yàn)環(huán)境的搭建。

什么樣的IP技術(shù)？

　　NGN需要什么樣的IP技術(shù)？人們經(jīng)常在腦子里思考。ITU-T組織NGN工作組對(duì)NGN描繪的第一句話就是：下一代網(wǎng)絡(luò)將構(gòu)架在基于包交換傳輸技術(shù)的平臺(tái)上。在這個(gè)問題上，我們聽到工程院鄔賀銓副院長(zhǎng)很多有見地的觀點(diǎn)。

　　NGN是否能夠?qū)崿F(xiàn)一個(gè)網(wǎng)把所有的業(yè)務(wù)綜合承載呢？回想起ATM，它是面向連接的分組交換，設(shè)計(jì)思路可以說完美，但是在性能價(jià)格等方面來看，并不成功。因特網(wǎng)技術(shù)本身并沒有考慮這么多的因素，可是卻非常成功。人們總是希望NGN可以集成所有的網(wǎng)絡(luò)優(yōu)點(diǎn)，但是集成優(yōu)點(diǎn)的同時(shí)可能就是集成了缺點(diǎn)。電信界總是希望一個(gè)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)所有愿望，ISDN就是這樣的產(chǎn)物，人們對(duì)ATM也是這樣想，但是一次又一次沒有達(dá)到預(yù)期的目的，可以說屢戰(zhàn)屢敗，屢敗屢戰(zhàn)。NGN寄托了我們太多的期待。

　　在多業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)工作上3GPP組織先走了一步。第三代移動(dòng)通信，實(shí)現(xiàn)了在接入網(wǎng)上通過無線接入，如果需要與固話通信可以接到固定電路網(wǎng)上走話音系統(tǒng)；接到分組網(wǎng)上可以提供分組系統(tǒng)業(yè)務(wù)；接到多媒體網(wǎng)上能夠?qū)崿F(xiàn)多媒體業(yè)務(wù)。實(shí)際上是一種接入，在業(yè)務(wù)上卻走了三個(gè)網(wǎng)。至少在目前的3GPP標(biāo)準(zhǔn)中是可以用這樣的方式來實(shí)現(xiàn)綜合業(yè)務(wù)的。當(dāng)然，3GPP在R5版本中定義的第三代移動(dòng)通信的發(fā)展是基于全I(xiàn)P的網(wǎng)絡(luò)。

　　根據(jù)ITU-T對(duì)NGN的描述，無縫地與現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)的互連、互操作是NGN一個(gè)主要特征。不同的網(wǎng)絡(luò)是各取所長(zhǎng)的，用一個(gè)網(wǎng)絡(luò)來綜合所有的特點(diǎn)，并不是說它做不到，但是我們可以懷疑它是不是經(jīng)濟(jì)。固定網(wǎng)和移動(dòng)網(wǎng)在很多方面是不同的，比如說營(yíng)業(yè)許可、競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境、政策法規(guī)、端到端的資費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)、頻率限制等等，那么把普通通信和移動(dòng)業(yè)務(wù)放在一個(gè)網(wǎng)上，并不是說技術(shù)上做不到，而是在管理上要考慮是否能真正帶來好處。如果能在多個(gè)獨(dú)立的網(wǎng)上實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)匯聚，實(shí)現(xiàn)一個(gè)號(hào)碼的綜合接入，用戶感覺這個(gè)多業(yè)務(wù)的網(wǎng)絡(luò)仍然是一個(gè)綜合網(wǎng)，只不過是一個(gè)虛擬的綜合網(wǎng)。其實(shí)用戶關(guān)心的只是怎樣使用才方便，而不關(guān)心信號(hào)需要通過幾個(gè)路由器，怎樣跳轉(zhuǎn)到目的地。

　　NGN中，各種網(wǎng)絡(luò)技術(shù)是可以共存的。IP和以太網(wǎng)是無連接的，ATM是面向連接的。MPLS實(shí)際上以面向連接的技術(shù)來支持無連接的傳送。NGN是基于分組的技術(shù)，這點(diǎn)沒有錯(cuò)，但是它是面向連接還是無連接呢？從現(xiàn)在的角度看，IP技術(shù)本身是無連接的，作為無連接方式，QoS方面是先天不足的，很難達(dá)到像面向連接的這種QoS，端到端的QoS。所以有人提議采取和IP友好的協(xié)議，比如光網(wǎng)絡(luò)中的 IP-λ協(xié)議。

搶跑NGN

　　當(dāng)然ITU目前還沒有給NGN下一個(gè)完全的定義，只是在文檔中表示這是實(shí)現(xiàn)全球信息化的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，NGN被看成是一個(gè)網(wǎng)絡(luò)聯(lián)邦，也就是用IP能力增強(qiáng)的電信網(wǎng)、廣播網(wǎng)和數(shù)據(jù)網(wǎng)的聯(lián)合，NGI實(shí)際上只是網(wǎng)絡(luò)聯(lián)邦的一部分。更多的電信專家同意這樣一個(gè)觀點(diǎn)，而網(wǎng)絡(luò)業(yè)者卻堅(jiān)信，IP終將統(tǒng)一一切。NGN無疑應(yīng)該使用IP技術(shù)，但是已經(jīng)無法完全貫徹互聯(lián)網(wǎng)的哲學(xué)。也就是說不能把網(wǎng)絡(luò)再作為傻瓜，把復(fù)雜的功能都推到終端上，而是應(yīng)該把智能賦予網(wǎng)絡(luò)。NGN絕對(duì)不是現(xiàn)在的互聯(lián)網(wǎng)的一個(gè)線性擴(kuò)張，不只是把地址擴(kuò)展一下，或者是把IPv4改成IPv6就變成NGN了，還有很多的技術(shù)需要改進(jìn)。

　　使IP具有面向連接特性的信令是值得研究的動(dòng)向，信令過去都是為面向連接的電路交換服務(wù)的，ATM把面向連接的信令用到了分組交換中。以前的IP是無連接的，從來不用信令，但是現(xiàn)在來看，如果要實(shí)現(xiàn)一些QoS必須要使用到一些信令支持。端到端的QoS，是基于IP的網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)的難題，目前還缺乏在基于IP的網(wǎng)絡(luò)上支持電話和多媒體業(yè)務(wù)端到端的QoS的能力，也沒有完整的定義。

　　現(xiàn)在的MPLS/GMPLS是IP網(wǎng)借鑒電路交換技術(shù)中信令技術(shù)的成功例子。過去我們說IP Over Everything，現(xiàn)在過渡到以IP網(wǎng)為主，會(huì)是Everything Over IP。在IP網(wǎng)上來支持電路交換的業(yè)務(wù)，在IP網(wǎng)上實(shí)現(xiàn)一些電路仿真的業(yè)務(wù)等等。下一代網(wǎng)絡(luò)一定是借鑒了電路交換技術(shù)的，但不是電路交換的網(wǎng)絡(luò)。另外，下一代網(wǎng)絡(luò)大家都認(rèn)為是面向無連接的網(wǎng)絡(luò)，但是也一定會(huì)把面向連接的技術(shù)融合在一起，這就是信令。

　　目前中國(guó)的電信標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì)把NGN作為研究的重點(diǎn)。包括電信運(yùn)營(yíng)商們都在試驗(yàn)軟交換。近年來我國(guó)啟動(dòng)了一些和下一代互聯(lián)網(wǎng)相關(guān)的研究計(jì)劃，有自然科學(xué)基金委的，有國(guó)家863的，有973的，有中科院的，有教育部的，有信息產(chǎn)業(yè)部的，有國(guó)家發(fā)改委的，也有和國(guó)外合作的。目前國(guó)家發(fā)改委的CNGI項(xiàng)目準(zhǔn)備構(gòu)架一個(gè)多主干網(wǎng)的環(huán)境，來研究怎樣實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通和保證QoS。

　　中國(guó)擁有全世界最大的電信網(wǎng)絡(luò)，關(guān)于NGN的實(shí)現(xiàn)方式的研究目前才剛剛起步。經(jīng)歷了最低谷的電信界對(duì)網(wǎng)絡(luò)的改造是甚為謹(jǐn)慎的，盡管提出的想法非常多，但是真正到了運(yùn)營(yíng)界仍然非常的謹(jǐn)慎。NGN的很多方面有待于更深入地研究，短期是很難有定論的。ITU會(huì)在2004年2月出臺(tái)一份關(guān)于NGN的建議，建議參考模型。中國(guó)現(xiàn)在可以和全球同步開始研究NGN，相比較以前都是發(fā)達(dá)國(guó)家已經(jīng)發(fā)展了10年或更長(zhǎng)時(shí)間我們才開始研究，這是一個(gè)非常難得的機(jī)遇。但是我們也應(yīng)該看到，中國(guó)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展已經(jīng)和全球同步，所有先進(jìn)的技術(shù)都在我們的網(wǎng)絡(luò)上得以應(yīng)用，原來因?yàn)槲覀兟浜笏鶐淼哪鼙苊饧夹g(shù)風(fēng)險(xiǎn)這樣一個(gè)好處，現(xiàn)在需要謹(jǐn)慎對(duì)待。

　　一場(chǎng)未來網(wǎng)絡(luò)的盛會(huì)正在緊鑼密鼓地準(zhǔn)備拉開大幕，IPv6已經(jīng)來了。NGI呢？NGN什么時(shí)候會(huì)到呢？

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