IPv6——連一粒沙子都可以有自己的IP地址
來(lái)源：中國(guó)青年報(bào) 2014-7-4 陳曄
清華大學(xué)研究生二年級(jí)的小李像往常一樣下課回到了宿舍，打開電腦，點(diǎn)擊“六維空間”，在里面搜索國(guó)外最新的紀(jì)錄片，一部2G大小的高清紀(jì)錄片只需要3分種就下載完成。“這兒的網(wǎng)速最高能沖到11兆/秒。”小李興奮地說(shuō)。
像“六維空間”這樣的論壇是一種在高校里流行的試驗(yàn)性質(zhì)的網(wǎng)站，它們的共同點(diǎn)就是都搭建在一種新型的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議之上，那就是IPv6。IPv6是“Internet Protocol Version 6”的縮寫，它是用來(lái)替代現(xiàn)行版本IP協(xié)議“IPv4”的下一代IP協(xié)議，目前IPv4的地址是32位編碼，IPv6的地址是128位編碼，能產(chǎn)生2的128次方個(gè)IP地址，其資源幾乎是無(wú)窮的。
互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的新機(jī)遇
“我們使用的第二代互聯(lián)網(wǎng)IPv4技術(shù)，核心技術(shù)屬于美國(guó)。它的最大問(wèn)題是網(wǎng)絡(luò)地址資源有限，現(xiàn)在的IP地址已于2011年2月3日分配完畢。其中北美占有3/4，約30億個(gè)，人口最多的亞洲只有不到4億個(gè)，中國(guó)IPv4地址數(shù)量達(dá)到2.5億，遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于4.2億網(wǎng)民的需求，已經(jīng)嚴(yán)重地制約中國(guó)及其他國(guó)家互聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用和發(fā)展。”清華大學(xué)信息學(xué)院肖智清博士告訴筆者，IPv6在網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的分層中屬于網(wǎng)絡(luò)層，與IPv4相比，擁有更多的地址數(shù)，能很好地解決目前IPv4地址數(shù)量不足的問(wèn)題。
“有一個(gè)比喻說(shuō)法是，美國(guó)一個(gè)大學(xué)分配的IP地址比一個(gè)國(guó)家的IP地址都多。使用了IPv6之后，全世界連一粒沙子都可以有自己的IP地址。”飛象網(wǎng)總裁項(xiàng)立剛說(shuō)。
除了可分配的IP地址眾多之外，IPv6一個(gè)重要的應(yīng)用是網(wǎng)絡(luò)實(shí)名制下的互聯(lián)網(wǎng)身份證。“基于IPv4的網(wǎng)絡(luò)之所以難以實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)實(shí)名制，一個(gè)重要原因就是因?yàn)镮P資源的共用，由于IP資源不夠，所以不同的人在不同的時(shí)間段共用一個(gè)IP，IP和上網(wǎng)用戶無(wú)法實(shí)現(xiàn)一一對(duì)應(yīng)。”項(xiàng)立剛說(shuō)，此外，基于IPv6的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用覆蓋了智慧農(nóng)業(yè)、智能環(huán)保、智能建筑、智能交通等廣泛領(lǐng)域，提供“無(wú)所不在的連接和在線服務(wù)”，包括在線監(jiān)測(cè)、定位追溯、報(bào)警聯(lián)動(dòng)、指揮調(diào)度、遠(yuǎn)程維保等服務(wù)。
目前，世界上很多國(guó)家都在加大投入促進(jìn)IPv6技術(shù)的進(jìn)一步成熟和普及。中國(guó)互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)信息中心（CNNIC）發(fā)布的《2014中國(guó)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展報(bào)告》顯示，發(fā)達(dá)國(guó)家擁有IPv6的地址最多，目前擁有IPv6地址最多的是德國(guó)。截至2013年年底，我國(guó)擁有16670塊IPv6 地址段，較2012年增長(zhǎng)14.4%，我國(guó)主要網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商均已擁有大塊IPv6地址，IPv6地址總量已位列全球第二位。
IPv6普及尚需時(shí)日
盡管有如此多的好處，但是目前在全世界范圍內(nèi)IPv6依然利用率很低。目前在歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家，IPv4的應(yīng)用依然是主流，在我國(guó)，IPv6的使用也只局限于各高校、科研院所的教育網(wǎng)內(nèi)部，主要用于科研、教學(xué)活動(dòng)，還沒(méi)有達(dá)到推向市場(chǎng)的階段。根據(jù)全球互聯(lián)網(wǎng)數(shù)字分配機(jī)構(gòu)（IANA）的數(shù)據(jù)顯示，現(xiàn)在IPv6的全球普及率只有3.5%，在中國(guó)只有0.92%，5年內(nèi)的全球普及率有望上升到10%左右。
肖智清認(rèn)為，造成這種現(xiàn)象的原因主要有兩點(diǎn)：一是目前IPv6的應(yīng)用較少，支持IPv6網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的設(shè)備不夠多；二是目前IPv4和IPv6的互聯(lián)互通在技術(shù)上還存在一定的困難，使用IPv6的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議就很難訪問(wèn)基于IPv4的網(wǎng)站，而目前世界上大多數(shù)網(wǎng)站還是基于IPv4來(lái)構(gòu)建的。
“由于歷史的原因，很多國(guó)外IT設(shè)備生產(chǎn)廠商到現(xiàn)在仍然只生產(chǎn)裝有IPv4協(xié)議的設(shè)備。在國(guó)內(nèi)，我們很多人使用的電腦、我們已經(jīng)部署的很多設(shè)備，也只支持IPv4，這就對(duì)IPv6的普及造成了很大的困難。”肖智清說(shuō)。
“以WINDOWS XP系統(tǒng)為例，XP系統(tǒng)默認(rèn)是不安裝識(shí)別IPv6功能的，要在XP系統(tǒng)里使用IPv6的話，就得首先安裝預(yù)存在XP系統(tǒng)里的相關(guān)功能。”肖智清告訴筆者，XP系統(tǒng)在中國(guó)的存量特別大，一般的網(wǎng)民也不會(huì)特意地去安裝IPv6的服務(wù)，這樣就沒(méi)辦法發(fā)揮出IPv6的功能。
由于目前絕大多數(shù)網(wǎng)站和網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用都是基于IPv4協(xié)議構(gòu)建的，因此，用IPv6全面替代IPv4的難度可想而知。開發(fā)出聯(lián)通IPv4與IPv6的技術(shù)就成了IPv6普及的關(guān)鍵。
“IPv4和IPv6是兩種相互不兼容的協(xié)議，兩者在本質(zhì)上就不能互通，目前有一些轉(zhuǎn)化技術(shù)，像清華提出的IVI協(xié)議和DIVI協(xié)議，目前已經(jīng)推廣到了一些國(guó)際性的標(biāo)準(zhǔn)化組織，部分已經(jīng)成了草案，并且得到了通過(guò)。IVI和DIVI能夠把IPV4和IPV6這兩種協(xié)議相互轉(zhuǎn)換，就像一個(gè)詞典能夠?qū)⒂⑽暮椭形南嗷シg轉(zhuǎn)換一樣。”肖智清說(shuō)，這種協(xié)議研發(fā)出來(lái)之后就是一種軟件，一般是裝在路由器上。通過(guò)這種協(xié)議，IPv6上的網(wǎng)絡(luò)用戶就能夠更順暢地訪問(wèn)IPv4上的網(wǎng)站。
此外，IPv6的安全性也一直飽受爭(zhēng)議。中國(guó)工程院院士、中國(guó)互聯(lián)網(wǎng)協(xié)會(huì)理事長(zhǎng)鄔賀銓指出，IPv6的設(shè)想是美好的，但端點(diǎn)的安全和協(xié)議的質(zhì)量存在很大的問(wèn)題。一些使用了IPv6的場(chǎng)合中發(fā)生了安全事故，像智能電網(wǎng)、美國(guó)聯(lián)邦航空管理局的下一代空管系統(tǒng)。IPv6的設(shè)施目前還不如IPv4成熟，而且IPv6在利用具有連接共享的漫游PC進(jìn)行無(wú)線通信時(shí)，還會(huì)帶來(lái)一些新的安全挑戰(zhàn)。
國(guó)家層面尚需作出更多努力
作為一項(xiàng)關(guān)系到國(guó)家未來(lái)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展戰(zhàn)略的重大技術(shù)，IPv6的推廣不僅需要科研機(jī)構(gòu)的努力，更需要國(guó)家在政策層面上的推動(dòng)。
“從國(guó)家戰(zhàn)略層面上來(lái)說(shuō)，由于現(xiàn)在計(jì)算機(jī)軟件方面的很多規(guī)則是發(fā)達(dá)國(guó)家制定的，無(wú)論是操作系統(tǒng)還是路由器，實(shí)際上都在使用發(fā)達(dá)國(guó)家的技術(shù)，一旦出現(xiàn)問(wèn)題，從我們國(guó)家層面來(lái)講就會(huì)有所損失，所以國(guó)家層面應(yīng)該承擔(dān)更多的責(zé)任。”肖智清告訴筆者，要進(jìn)一步提高IPv6的普及率，可以采用一些強(qiáng)制的手段或者資費(fèi)優(yōu)惠等手段，來(lái)鼓勵(lì)更多的用戶安裝使用含有IPv6服務(wù)的功能和設(shè)備，也可以鼓勵(lì)內(nèi)容服務(wù)商多提供IPv6的資源。
事實(shí)上，將IPv6作為國(guó)家層面下一代互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展戰(zhàn)略的大幕已然拉開。工信部通信發(fā)展司副司長(zhǎng)陳家春在2014全球IPv6下一代互聯(lián)網(wǎng)高峰會(huì)議上表示，工信部將聯(lián)合產(chǎn)業(yè)相關(guān)部門持續(xù)推進(jìn)網(wǎng)絡(luò)與網(wǎng)站的改造進(jìn)程，推動(dòng)下一代互聯(lián)網(wǎng)示范城市的建設(shè)工作，以我國(guó)4G LTE發(fā)展為契機(jī)，打通終端、網(wǎng)絡(luò)端到端的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，加快移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)IPv6商用化進(jìn)程。
中國(guó)電信云計(jì)算中心主任、北京研究院總工程師趙慧玲預(yù)計(jì)，現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)從IPv4到IPv6需要涉及的層面多，各層面的存量網(wǎng)元數(shù)量巨大，預(yù)計(jì)全網(wǎng)設(shè)備升級(jí)改造的投資至少超過(guò)200億元。
