基于IPv6+的下一代互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將有助于提升我國(guó)5G網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展

數(shù)字經(jīng)濟(jì)的蓬勃發(fā)展，帶來(lái)網(wǎng)絡(luò)流量的快速增長(zhǎng)，云和5G成為推動(dòng)數(shù)字經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要引擎。5G的可靠網(wǎng)絡(luò)、云計(jì)算的海量算力，深入到各行各業(yè)之中，創(chuàng)造出新的業(yè)務(wù)體驗(yàn)、新的行業(yè)應(yīng)用以及新的產(chǎn)業(yè)布局，同時(shí)也對(duì)網(wǎng)絡(luò)提出了更高需求?；ヂ?lián)網(wǎng)領(lǐng)域?qū)＜遥ㄒ訧ETF、ETSI、ITU為代表）不斷加大研究范圍和研究目標(biāo)，試圖探索能夠滿足這些需求的新型網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。

行業(yè)趨勢(shì)與新型承載需求

目前，云服務(wù)、移動(dòng)承載、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、車聯(lián)網(wǎng)、遠(yuǎn)程醫(yī)療以及全息通信等業(yè)務(wù)和應(yīng)用場(chǎng)景都在討論網(wǎng)絡(luò)承載需求的議題，毫無(wú)疑問(wèn)最為迫切、且最為明確的是云網(wǎng)融合和5G承載兩種場(chǎng)景。

（1）云網(wǎng)融合

隨著云計(jì)算技術(shù)和產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，越來(lái)越多的業(yè)務(wù)和數(shù)據(jù)被遷移到云端，網(wǎng)絡(luò)上已經(jīng)存在著大量可以提供計(jì)算功能、存儲(chǔ)能力的IT基礎(chǔ)設(shè)施資源。如果各個(gè)云彼此之間是碎片化的孤島，不能作為一個(gè)整體的IT資源池為用戶提供服務(wù)，便不能成為ICT基礎(chǔ)設(shè)施的組成部分。

云計(jì)算基礎(chǔ)設(shè)施的承載網(wǎng)絡(luò)主要包括云內(nèi)網(wǎng)絡(luò)、云間網(wǎng)絡(luò)和用戶上云。目前，三部分網(wǎng)絡(luò)尚不能構(gòu)成整體，也無(wú)法實(shí)現(xiàn)對(duì)資源的端到端管控。云要發(fā)揮作用，最關(guān)鍵的是用戶可以使用“云”，云到用戶網(wǎng)絡(luò)的條件和能力是關(guān)鍵的關(guān)鍵。當(dāng)前“不可知、不可管、不可控、不能保證安全、提供盡力而為信息傳輸能力”的網(wǎng)絡(luò)，尚不能按照用戶要求提供IT能力。

因此，云網(wǎng)融合則旨在推進(jìn)云與網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成一個(gè)整體，實(shí)現(xiàn)按需的IT資源分配能力，同時(shí)，網(wǎng)絡(luò)的能力能夠保障IT資源得到充分利用。云網(wǎng)融合對(duì)網(wǎng)絡(luò)提出的能力需求包括敏捷開通、靈活隨選、安全可靠、智能可視等能力，滿足企業(yè)用戶對(duì)上云業(yè)務(wù)的敏捷、可靠等體驗(yàn)需求，實(shí)現(xiàn)云端和本地系統(tǒng)能力結(jié)合。

（2）5G承載

5G是人類將數(shù)字化從個(gè)人娛樂(lè)為主，推向全聯(lián)接社會(huì)的起點(diǎn)，5G應(yīng)用將帶來(lái)更加豐富的溝通方式和更加真實(shí)的體驗(yàn)。與以往移動(dòng)通信系統(tǒng)相比，5G多樣化的應(yīng)用場(chǎng)景需要滿足更加極致的性能挑戰(zhàn)，更對(duì)傳輸網(wǎng)絡(luò)提出了全新的挑戰(zhàn)，主要體現(xiàn)在低時(shí)延、移動(dòng)性和海量連接等方面。

對(duì)于低時(shí)延業(yè)務(wù)通過(guò)將業(yè)務(wù)部署在靠近用戶的接入側(cè)可以在一定程度上通過(guò)降低傳輸路徑來(lái)減少鏈路時(shí)延，然而僅僅依靠業(yè)務(wù)的就近部署是不夠的，除此之外還需要能夠在承載網(wǎng)絡(luò)提供低時(shí)延技術(shù)支持；與3G/4G相比，5G網(wǎng)關(guān)下沉部署可以有效優(yōu)化時(shí)延問(wèn)題的解決，但同時(shí)也引入了終端在移動(dòng)過(guò)程中可能會(huì)在網(wǎng)關(guān)之間頻繁切換的問(wèn)題，對(duì)移動(dòng)性方面帶來(lái)巨大挑戰(zhàn)；5G大連接會(huì)對(duì)控制面信令過(guò)程以及用戶面?zhèn)鬏旈_銷帶來(lái)極大挑戰(zhàn)。5G網(wǎng)絡(luò)連接密度可能達(dá)到百萬(wàn)/平方公里，此時(shí)數(shù)量巨大的上下文信息以及信令過(guò)程會(huì)給承載網(wǎng)絡(luò)帶來(lái)極大負(fù)擔(dān)。

基于IPv6+的下一代互聯(lián)網(wǎng)

隨著視頻娛樂(lè)、線上外賣等新模式以及行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的快速發(fā)展，萬(wàn)物互聯(lián)、多租戶云網(wǎng)絡(luò)對(duì)IP地址的需求數(shù)量超過(guò)1000億，遠(yuǎn)高于IPv4能滿足的地址總量。同時(shí)互聯(lián)網(wǎng)安全事件頻發(fā)，通過(guò)IPv4+NAT方式解決地址分配問(wèn)題導(dǎo)致安全威脅難以溯源，嚴(yán)重制約互聯(lián)網(wǎng)安全治理。2017年中共中央辦公廳和國(guó)務(wù)院辦公廳印發(fā)《推進(jìn)互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議第六版（IPv6）規(guī)模部署行動(dòng)計(jì)劃》, 加快推進(jìn)IPv6網(wǎng)絡(luò)建設(shè)。當(dāng)前我國(guó)電信網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施的IPv6升級(jí)改造基本完成，IPv6活躍連接數(shù)達(dá)到11億，骨干直聯(lián)點(diǎn)IPv6總流量達(dá)到203.4G，已具備全國(guó)服務(wù)基礎(chǔ)。

5G和云時(shí)代的復(fù)雜業(yè)務(wù)場(chǎng)景，對(duì)網(wǎng)絡(luò)簡(jiǎn)化、網(wǎng)絡(luò)體驗(yàn)和網(wǎng)絡(luò)智能化提出了更高要求，需要在IPv6 ready基礎(chǔ)上，進(jìn)一步將IPv6與創(chuàng)新技術(shù)結(jié)合，發(fā)展增強(qiáng)型的“IPv6+”網(wǎng)絡(luò)。通過(guò)“IPv6+Slicing+AI+新一代IP網(wǎng)絡(luò)協(xié)議”，實(shí)現(xiàn)云網(wǎng)融合、業(yè)務(wù)快速開通、服務(wù)質(zhì)量和體驗(yàn)可保障，驅(qū)動(dòng)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)化轉(zhuǎn)型，激發(fā)業(yè)務(wù)和商業(yè)模式創(chuàng)新，加快企業(yè)數(shù)字化步伐。如IPv6+Slicing提供差異化的網(wǎng)絡(luò)服務(wù), IPv6+AI提供關(guān)鍵業(yè)務(wù)的體驗(yàn)保障, IPv6+SRv6提供業(yè)務(wù)快速發(fā)放等，激發(fā)業(yè)務(wù)創(chuàng)新。路徑可規(guī)劃、業(yè)務(wù)速開通、運(yùn)維自動(dòng)化、質(zhì)量可視化、SLA可保障、應(yīng)用可感知的IPv6+網(wǎng)絡(luò)將成為下一代互聯(lián)網(wǎng)演進(jìn)的重要路線。

國(guó)內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀

在互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的歷程上，IETF（互聯(lián)網(wǎng)工程任務(wù)組）定義了Native IP、MPLS兩代協(xié)議。近年來(lái)，為了滿足5G承載和云網(wǎng)融合的靈活組網(wǎng)、按需服務(wù)、差異化保障等需求，IETF開展了以SRv6（Segment Routing over IPv6）、IFIT（In-situ Flow Information Telemetry）等一系列IPv6+協(xié)議創(chuàng)新技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的研究。

ETSI（歐洲電信標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)）2014年成立了 “IPv6最佳實(shí)踐”（ IPv6 Best Practices，簡(jiǎn)稱IP6）工作組，旨在研究IPv6實(shí)踐與創(chuàng)新，推動(dòng)IPv6部署和演進(jìn)。近期，ETSI的IPv6+白皮書已經(jīng)啟動(dòng)，旨在全面闡述5G和云時(shí)代對(duì)網(wǎng)絡(luò)的新需求以及IPv6+的內(nèi)涵，該工作吸引了包括西班牙電信、中國(guó)電信、華為、思科、盧森堡大學(xué)等業(yè)界主流玩家的支持和參與。

CCSA（中國(guó)通信標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)）在過(guò)去兩年也啟動(dòng)了包括SRv6，IFIT等多個(gè)IPv6+協(xié)議創(chuàng)新的研究，國(guó)內(nèi)運(yùn)營(yíng)商、廠商、學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)的積極參與，中國(guó)已經(jīng)走在了IPv6+標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議推動(dòng)的世界前列。

工作展望

2019年底，在推進(jìn)IPv6規(guī)模部署專家委員會(huì)指導(dǎo)下成立了“IPv6+技術(shù)創(chuàng)新工作組”，包括中國(guó)信通院、中國(guó)電信、中國(guó)移動(dòng)、中國(guó)聯(lián)通、清華大學(xué)、中國(guó)石油、中國(guó)石化、國(guó)家電網(wǎng)、中國(guó)銀聯(lián)、華為、天融信等機(jī)構(gòu)積極參與。工作組發(fā)布了《SRv6技術(shù)與產(chǎn)業(yè)白皮書》和《SRv6互通測(cè)試報(bào)告》，同時(shí)運(yùn)營(yíng)商已完成多個(gè)現(xiàn)網(wǎng)部署試點(diǎn)。

2020年，工作組將依托我國(guó)IPv6規(guī)模部署成果，整合IPv6相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈力量，基于IPv6+的下一代互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)代際規(guī)劃開展系列創(chuàng)新，從網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議、管理自動(dòng)化、智能化及安全等方向積極開展創(chuàng)新研究、試驗(yàn)驗(yàn)證、應(yīng)用示范，不斷完善IPv6+技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系，將有力提升我國(guó)在下一代互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力。
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