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从IPv4到IPv6,一场不能输也输不起的攻坚战

申耀的科技观察 |2018-09-05

从产业角度看,IPv6对中国产业的创新将起到重要的支撑作用。

众所周知,IPv6作为下一代互联网的技术和平台基础,是物联网、车联网、人工智能等未来科技的最底层支撑,也是实现中国制造2025的关键因素。

事实上,作为全球最早开展IPv6以及下一代互联网技术研究标准制订的国家之一,中国早在2008年就建成了全球最大的纯IPv6网络。截至去年12月31日,我国IPv6地址分配总数在全球排名居于第二位。

但是,IPv6在国内的实际应用程度却非常低。数据显示,全世界IPv6用户占网络用户比重为18%,其中美国已经达到了30%,比利时则达到了56%,而我国IPv6用户占比仅为3%,远远落后世界平均水平,全球排名第70位。

在此背景下,工信部在今年五月份下发了关于贯彻落实《推进互联网协议第六版(IPv6)规模部署行动计划》的通知,其中明确要求腾讯云、阿里云、华为云等云服务平台企业在今年年末完成50%云产品IPv6改造,到2020年末完成全部云产品IPv6改造。

那么,为什么IPv6建设的提速和升级对中国如此重要?目前国内各大云服务平台企业有哪些布局与行动?尤为重要的是,在推进基于IPv6的下一代互联网过渡的过程中,将会面临怎样的挑战?

IPv6升级已刻不容缓

我们知道,TCP/IP协议族是互联网发展的基石,是规范互联网分组信息交换和选路的关键协议。其中,IPv4是第一个被广泛使用的IP协议,也构成了现今互联网技术的基础,而IPv6则是用于替代现行版本IPv4的下一代IP协议。

对比于IPV4,IPv6不仅能解决网络地址资源数量的问题,还为互联网的安全管理创造了机会,而且与IPv4相比其更能适应移动互联网、物联网和工业互联网的发展。

那么,为什么IPv6建设的提速和升级对中国如此重要呢?可以从几个维度来做观察:

首先,从政策角度看,国家高度重视IPv6的发展与建设。去年年底,中国发布了《推进互联网协议第六版(IPv6)规模部署行动计划》,明确提出了用5-10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,并形成全球领先的下一代互联网技术产业体系。 

尤其是在今年以来,国家相关部门对IPv6的建设也高度重视。可以看到,在《2018年政务公开工作要点》中,提出了政府网站要在今年内完成门户网站相关的IPv6改造工作,而新建的网站更要全面支持IPv6;而在《政务信息系统政府采购管理暂行办法》中,更明确提出在采购中,相关设备、系统和服务必须要有支持IPv6的技术要求。

其次,从技术角度看,IPv6是互联网演进升级的必然趋势。可以看到,IPv4面临网络地址消耗殆尽、服务质量难以保证等制约性问题,而IPv6能够提供充足的网络地址和广阔的创新空间,是全球公认的下一代互联网商业应用解决方案。

来自中国信通院的数据显示,全球IPv4地址数共43亿个,并于2011年分配完毕,而截止到2016年10月底,全球IPv4地址池已基本完全耗尽。加上由于历史原因,中国尽管有7.51亿互联网用户,但仅有3.38亿IPv4,人均0.45个IP地址。所以,大力发展基于IPv6的下一代互联网,无疑有助于显著提升中国互联网的承载能力和服务水平。

最后,从产业角度看,IPv6对中国产业的创新将起到重要的支撑作用。目前,以新技术为代表的新一轮科技和产业革命正在萌发,为经济社会发展注入了强劲动力,推动互联网、大数据、人工智能和实体经济深度融合,发展数字经济、共享经济,培育新增长点、形成新动能,IPv6作为信息技术的最底层支撑的基础设施,是其中关键一环。

以工业互联网为例,在《工业互联网发展行动计划(2018-2020)》中就提出,到2020年,初步建成适用于工业互联网高可靠、广覆盖、大带宽、可定制的企业外网络基础设施,企业外网络基本具备互联网协议第六版(IPv6)支持能力,这也意味着IPv6的建设,其实也和国家对工业互联网发展战略息息相关。

毫无疑问,IPv6网络已成为中国推动新的科技产业革命和重塑国家长期竞争力的重要领域。因此,IPv6建设的升级和提速,可以说已刻不容缓。

云服务商正积极响应

在这个万物行于云的时代,由于云计算平台正在为绝大部分互联网产品与业态提供者基础支撑,所以云计算的IPv6化,是整个IPv6时代的基础引擎,也是最为关键一步。

正如前文所述,工信部于今年五月份下发了关于贯彻落实《推进互联网协议第六版(IPv6)规模部署行动计划》的通知。

其中明确提到2018年末,中国电信、中国移动、中国联通面向公众提供服务的云服务平台完成50%云产品IPv6改造,阿里云、腾讯云、金山云、华为云、华云、百度云、京东云、青云等云服务平台企业完成50%云产品IPv6改造,到2020年末,上述企业完成全部云产品IPv6改造。

基于此,各大云服务商均作出了快速的响应。例如,阿里云希望在2025年前帮助中国互联网真正实现“IPv6 Only”,实现“云-管-端”的全面打通,让用户的终端设备、运营商网络、云上应用将能同时支持IPv6。

为此,阿里云于今年6月20日宣布联合中国电信、中国移动、中国联通三大运营商全面对外提供IPv6服务。据阿里巴巴集团副总裁蔡依群介绍,自2012年全球IPv6网络正式启动以来,阿里巴巴就开始着手IPv6的网络研发的设备选型,完成了由内到外的IPv6升级路线改造,IPv6高速转发最高可达400G,是业界商用性能的2.5倍。

值得一提的是,阿里方面表示阿里云是国内唯一一家全面提供IPv6服务的云厂商——“全面”是指阿里云从计算、存储和数据库均已经发布了支持,而非某一个品类的产品线的支持,是整个阿里云的网络,包括CDN,包括安全的产品线都可以由相关的产品支持。

再如,在日前举办的2018中国IPv6发展论坛上,腾讯公司副总裁马斌首度披露了腾讯云IPv6“三步走”推进计划,希望通过持续开放自身的IPv6技术能力,全面助力中国构建高速率、智能化下一代互联网,具体来说:

第一步,在中国互联网的客户端和流量以IPv4为主的大环境下,提供平滑、安全的IPv6互联网入口,也提供透明的6to4转换服务访问底层核心网络和现网业务,时间是2018年和2019年。

第二步,到2020年逐步完成端到端的IPv6改造,此时IPv6与IPv4同时运行在腾讯云上。

第三步,随着中国互联网的IPv6访问和流量的比例加大,底层核心网络向IPv6过渡完成,IPv6成为网络主体,同时兼容存量的IPv4的业务,到2022年基本实现从IPv4到IPv6的切换。

未来,腾讯云也将通过50+地域、1300+节点、100T储备带宽对各行各业开放IPv6支持能力,全面助力中国IPv6全面升级,构建万物智联新时代。

除此之外,作为中国公有云市场排名前三的云服务商,金山云也正在不断加快网络基础设施和应用基础设施的升级步伐,而云服务和CDN对IPv6的支持,也已成为金山云的重点战略专项项目,目前相关项目已经在按计划进行推进。

无独有偶,在日前举办的2018中国IPv6发展论坛上,京东副总裁、京东云基础研发负责人符庆明表示,IPv6对于京东云的价值就是能够帮助企业客户快速地迁移到IPv6的网络里面。京东把IPv6的演进作为一个非常重要的业务战略,在今年年底,整个京东商城会全面支持IPv6,而京东云也会把核心产品全部向IPv6转移。

可以看到,在国家相关政策的推动与引导下,以前“鸡和蛋”的问题已不是争论的中心,目前业界也正积极响应并形成了共识——IPv6升级改造是实现商用的第一步。

IPv6未来的挑战与机遇

当然,IPv6有极大的价值,但是真正升级起来却并不容易。因为向IPv6迁移是一个浩大工程,这其中会涉及网络架构调整、网络设备更迭、网络协议支持等等。不是单纯政府、运营商、科技公司某一实体可以单独完成的,需要社会协同与整体调度,具体而言:

首先,从网络运维的角度来看,网络侧同时运维IPv4和IPv6两个协议栈,对网络运维提出了更高要求。当协议发生转换时,联网设备可能需要进行双栈配置,即IPv4地址和IPv6地址,不支持IPv6地址的旧设备可能会造成网络通信问题,并最终成为一种负担。

其次,从企业管理的角度来看,在IPv4上运行大型网络的企业可能需要花费数年才能完成整个过程。鉴于采用过程的性质和复杂性,它将会增加一些费用。除了升级硬件和软件所需的大量费用外,企业在计划和执行时及时迁移也是一个直接成本。

再次,为了使IPv4向IPv6顺利过渡,企业还必须对其整个技术基础设施进行审计、评审、升级、重新配置,以及测试。从路由器、服务器到智能手机、个人电脑、笔记本电脑,以及其他联网设备,一切都需要升级才能实现这一转变。

最后,从安全的角度来看,目前IPv6网络的安全隐患尚未充分暴露,这或将对网络与信息安全带来新挑战。

不过,除了满足技术与物联网、工业互联网等产业发展的需求之外,IPv6也将为我们带来自主创新的难得机遇。

目前,发达国家已经在IPv4的标准和技术上占有垄断地位,而IPv6在业务应用、安全管控、DNS根域名解析等方面仍存在很大的创新发展机会。

在我看来,在全球互联网全面升级的环境下,利用IPv6的技术特点和我国的产业基础,建立IPv6产业发展和网络治理的新模式、新方法、新理念,这或许是我们几十年一遇的的重要机会。

更为关键的是,在IPv6商用的赛道上加快步伐,将使得我国与世界发达国家站在同一起跑线上,抢占先进技术的话语权。这也就意味着,从IPv4到IPv6,是一场不能输也输不起的攻坚战。

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