伴隨著網際網路的快速發展，TCP/IP技術體系取得了巨大成功，作為網際網路的核心技術載體，IP協議從IPv4、IP+MPLS到IPv6經歷了長期發展和演進。如今，隨著5G、雲計算等的出現，以及人人通訊向物物相聯、人機互動模式的轉變，IP協議面臨著新的需求，“IPv6+”應運而生，為IP網路創新發展打開了一條全新通道。
新應用、新場景
對網路演進提出更高要求
5G高速網路、雲計算海量算力正在融合應用到千行百業，創造出新的業務體驗、新的行業應用和新的產業佈局。與此同時，網際網路使用者使用模式從簡單的點到點訪問，轉變為對融合媒體的沉浸式體驗，通訊主體從人人通訊加快向物物相聯、人機互動模式轉變。泛在、多元、異構的新業務應用場景，必然要求網路能夠提供更加彈性、高效、可靠、安全的承載服務，這就對下一步網路演進創新提出更高的要求。
第一，海量連線擴充套件需求。
產業數字化發展要求網路的連線數量可以無限擴充套件，要求承載網路在頻寬能夠滿足的情況下，可以發展任何業務，減少業務對網路能力的感知。
第二，業務任意連線需求。
傳統的電信網路嚴格限制了業務接入點，在全面數字化的時代，業務接入點不可控，網路也需要滿足業務任意點接入、跨越任意區域連線的需求。
第三，差異化服務需求。
傳統電信網路為使用者提供無差異的連線服務，勢必造成有限資源的浪費，而有特別質量要求的業務卻難以保證。因此，承載網路應當根據業務需求選擇服務質量，既節省資源，又保障業務。
第四，端到端可靠性需求。
當前網路透過部署快速檢測和倒換技術可以實現一定的可靠性，但這些技術在大規模使用、遠距離場景下不能很好地工作，且部署方案非常複雜。因此支援大規模、與距離無關的端到端可靠性方案，也是末來網路應當具備的能力。
第五，便捷網路服務需求。
從雲的視角來看，計算、儲存、網路等功能都要實現便捷化服務。網路服務化是雲網融合對網路連線能力的內在要求，基本內涵包括簡化介面、自動化部署、路由可程式設計、故障快速閉環等。
第六，可信安全保障需求。
行業數字化將數字空間的安全威脅也帶給了千行百業，使得傳統行業面臨安全風險，雲服務自身虛擬化、資料開放化、松耦合的架構也可能引入新的安全風險。因此，有必要構建多層次、多維度、多領域的信任網路安全架構。
“IPv6+”網路創新體系演進
在過去的50年裡，TCP/IP技術體系取得了巨大成功，統一了網路承載協議，實現了Everythingover IP、IPover Everything。作為網際網路時代的核心技術載體，IP協議也經歷了長期發展和演進。
IPv4是第一代IP網路的基石，具有開放、輕量和易於擴充套件等特點，促進了網際網路的快速發展和繁榮。隨著資訊和通訊技術的不斷髮展演進，MPLS、VPN等關鍵技術得以廣泛採用，通訊網路從接入側到核心側全線IP化，第二代“IP+MPLS”網路發展成熟並得到廣泛部署。近年來，面向5G和雲時代的商業場景創新需求，我國網際網路產業界率先提出“IPv6+”網路創新體系，旨在探索第三代IP網路的發展演進，持續為IPv6網際網路融入新的協議架構和創新技術，進一步深化和發展下一代網際網路技術體系。從IPv4到“IPv6+”的演進過程見圖1。
圖1“IPv6+”是新一代IP網路核心技術
戰略目標
2019年，推進IPv6規模部署專家委員會指導成立“IPv6+”創新推進組，我國產業界提出打造“IPv6+”網路創新體系的戰略發展目標，確定用8~10年時間，以推進IPv6規模部署國家戰略為契機，建立可演進創新、可增量部署的“IPv6+”網路技術創新體系，引領我國“IPv6+”核心技術、產業能力及應用生態實現突破性發展，打造賦能數字化轉型發展的新型網路資訊基礎設施，提供以國內外“IPv6+”系列標準為代表的網路演進創新方案。
創新內涵
“IPv6+”是面向5G和雲時代的IP網路創新體系。基於IPv6技術體系“再”完善、核心技術“再”創新、網路能力“再”提升、產業生態“再”升級，“IPv6+”可以實現更加開放活躍的技術與業務創新、更加高效靈活的組網與業務提供、更加優異的效能與使用者體驗供給、更加智慧可靠的運維與安全保障，進而支撐下一代網際網路的升級演進與創新發展。“IPv6+”網路體系具有豐富的創新內涵，其核心內容包括以SRv6分段路由、網路程式設計、網路層切片、確定性轉發、隨流檢測、新型組播和應用感知等為代表的網路技術體系的創新，以網路故障發現、故障識別、網路自愈、自動調優等為代表的智慧運維體系的創新，以5Gto B、雲間互聯、使用者上雲、網安聯動等為代表的網路商業模式的創新。
演進路徑
根據5G承載、雲網融合、產業數字化的推進節奏，結合技術成熟度和需求迫切度，“IPv6+”技術體系演進大致劃分為3個發展階段：第一階段重點開展技術體系創新，構建網路開放程式設計能力；第二階段重點透過智慧運維創新，提升使用者體驗保障能力；第三階段重點發展應用驅動網路能力，實現商業模式融合創新。具體如表1所示。
表1 “IPv6+”創新發展路徑
產業各方攜手推進
IPv6規模部署行動計劃釋出以來，政府部門、電信運營企業、網際網路企業、裝置提供商等積極響應，4年間我國IPv6規模部署取得顯著成放，為下一代網際網路創新奠定了堅實基礎。“IPv6+”恰恰是基於IPv6技術體系的全面演進與創新，從超寬、廣連線、確定性、自動化、安全可信等方面，大幅提升資訊網路基礎設施的整體服務能力，必將有力支撐千行百業的數字化轉型。
政策支援
2021年，中央網信辦釋出《關於加快推進網際網路協議第六版（IPv6）規模部署和應用工作的通知》，要求堅定不移推進IPv6規模部署和應用，以全面推進IPv6技術創新與融合應用為主線，以提升應用廣度深度為主攻方向，著力建設開放創新的技術體系、效能先進的設施體系、全面覆蓋的應用體系、生態良好的產業體系、系統完備的標準體系、自主可控的安全體系。明確“我國成為全球‘IPv6+’技術和產業創新的重要推動力量，網路資訊科技自主創新能力顯著增強”為“十四五”規模部署工作目標，並將“IPv6+”創新應用專案數量作為規模部署主要指標。
產業共識
依託“IPv6+”創新推進組平臺，整合我國IPv6相關“政、產、學、研、用”產業鏈各方力量，持續加強基於“IPv6+”的下一代網際網路技術體系創新，從網路路由協議、管理自動化、智慧化及安全等方向積極開展技術研究、試驗驗證、應用示範，持續完善“IPv6+”技術產業體系。目前，產業各方已經在“IPv6+”戰略目標、概念內涵、演進路徑以及核心場景等問題上達成共識，在體系架構、核心技術以及產業佈局等方面開始了積極探索。推進IPv6規模部署專家委員會的專家在多個場合表示，“IPv6+”正在成為未來雲網融合、算網融合堅實的技術底座。
標準制定
“IPv6+”技術標準體系的制定工作正在IETF、IEEE、ETSI和CCSA等標準組織有條不紊地展開。在部分技術方向上，國內標準已經與國際標準形成了齊頭並進的態勢，特別是一些與新應用、新場景結合緊密的方向，國內的標準創新已經走在了業界前沿。2021年，中國通訊標準化協會牽頭成立IPv6標準工作組，匯聚各方力量，統籌推進IPv6國家標準、行業標準和團體標準的制定。在這種形勢下，應以IPv6標準工作組為技術創新合作的基礎平臺，透過IETF、ETSI等組織加強與海外機構在網路架構創新方面的合作，結合中國巨大網路體量和活躍使用者數量，探索中國創新先行先試，積極參與國際標準制定。實踐落地當前，業內主流資料通訊裝置供應商在路由、交換、安全，甚至終端方面均加快了支援“IPv6+”功能的產品研發進度，已經有9款產品及解決方案通過了中國資訊通訊研究院發起的“IPv6+”Ready1。0測評認證。隨著產品及解決方案的逐漸成熟，業界在包括基礎電信網路、政務外網、金融專網在內的多個領域開展了大量現網試點，乃至規模商用部署。以首個透過“IPv6+”Ready服務評估的中國聯通冬奧智慧網路、雄安新城網路為例，賽事專網、5G切片等高質量服務有力支撐了北京2022年冬奧會和冬殘奧會，被譽為中國聯通的“奧運黑科技”，目前這些成功實踐經驗已經在中國聯通各省公司全面推廣。
展望
當前“IPv6+”網路創新體系架構和關鍵技術正在快速迭代，為IP網路創新發展開啟一條全新通道，不斷湧現的新功能必將滿足靈活組網、業務快速開通、智慧運維、差異化服務保障等商業需求。以往經驗告訴我們，一方面新型應用場景對網路承載提出需求挑戰，另一方面網路承載創新又是應用創新的基礎使能條件，網路創新和應用創新二者相互推動必將實現“螺旋上升式”發展。應該看到，“IPv6+”創新對於我們既是機遇更是挑戰，找準業務需求、凝聚產業共識、指引產業方向、協同產業力量，有利於重塑我國網際網路創新體系、激發創新活力、培育新興業態，對於打造IPv6規模部署和應用高質量發展新優勢、加快網際網路演進升級和助力經濟提質增效具有重要意義。
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作者：中國資訊通訊研究院 田輝
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