截至2022年8月,我国IPv6(互联网协议第六版)活跃用户数达7.137亿,占网民总数的67.9%,同比增长29.5%,超过了全球的平均增长水平。而在5年前,IPv6用户普及率还不到0.3%。历经5年的蓬勃发展,IPv6不断“生长”,取得了累累硕果。

IPv4地址耗尽,IPv6“可让每一粒沙子都分配到IP地址

谈到IPv6,首先要了解一下IP地址。IP地址是重要的互联网基础资源,是互联网各系统识别和数据传输的基础。IPv4(互联网协议第四版)支撑了互联网的蓬勃发展,地址长度为32位,可提供大约40亿个地址。

随着互联网的普及与广泛应用,特别是移动互联网、云计算、物联网、工业互联网的蓬勃发展,传统的IPv4地址资源紧缺问题日益严峻。“全球43亿个IPv4地址已经正式分配完毕。”欧洲网络信息协调中心在当地时间2019年11月25日晚间在一份邮件中确认。

好在还有IPv6。IPv6可以提供的地址个数多达2的128次方,这个数量可以“让全世界的每一粒沙子都分配到一个IP地址”,全面解决IP地址枯竭的问题。海量的IPv6地址让万物互联的实现具备了网络基础。小到普通人的生活,每个家庭的智能家居设备都能单独接入网络,实现更多智能化操作;大到一个城市的运行,物联网的应用可以让智慧管理更加便捷灵活。

IPv6的海量地址缓解了IPv4体系下的地址需求压力,而大力推进IPv6技术、产品和应用的意义远不止于此。加快推进IPv6规模部署和应用,构建高速率、广普及、全覆盖、智能化的下一代互联网,对“网络强国”和“数字中国”建设具有重大意义。

此外,加强IPv6部署对国家的网络安全和网络主权也有重要意义。在全球25台IPv6根服务器架设中,我国部署了其中的4台,这打破了过去在IPv4体系内我国没有根服务器的困境。

相关文件接连出台,擎画IPv6规模部署蓝图

IPv6的发展并不是一蹴而就的。“中国是最需要IPv6的国家,也是全球最早开展IPv6及下一代互联网技术研究、标准制定、应用开发和规模商用的国家之一。但是截至2017年7月,IPv6用户占网络用户之比达到56%左右,美国也到了30%多,但中国的IPv6占比还不到0.3%。”中国工程院院士邬贺铨在2017年的行业会议上急切呼吁。

国家相关部门注意到IPv6发展的困境,迅速出台多项政策,加快IPv6的部署速度。

2017年11月,中共中央办公厅、国务院办公厅联合印发《推进互联网协议第六版(IPv6)规模部署行动计划》(简称《计划》),明确提出了未来5~10年我国基于IPv6的下一代互联网发展的总体目标、路线图、时间表和重点任务,成为加快推进我国IPv6规模部署、促进互联网演进升级和创新发展的行动指南。

2019年,我国发布《中国IPv6发展状况》白皮书和“国家IPv6发展监测平台”;成立“IPv6+”技术创新工作组,明确“IPv6+”技术研究和产业实践“三步走”发展战略。

2021年7月,工信部、中央网信办联合印发《IPv6流量提升三年专项行动计划(2021—2023年)》,从网络和应用基础设施服务性能、主要商业互联网应用IPv6浓度、支持IPv6的终端设备占比等方面提出了量化目标。这一计划的出台标志着我国IPv6发展在经过网络就绪、端到端贯通等关键阶段后,正式迈入了“流量提升”时代。

2021年7月,中央网信办、国家发展改革委、工信部发布了《关于加快推进互联网协议第六版(IPv6)规模部署和应用工作的通知》,提出到2023年末以及到2025年末的分阶段IPv6发展目标。

2021年11月,工信部发布《“十四五”信息通信行业发展规划》,明确提出“十四五”时期要提升IPv6端到端贯通能力,提升IPv6网络性能和服务水平,实现IPv6用户规模和业务流量“双增长”,以此推动IPv6与AI、云计算、工业互联网、IoT等融合发展,并在重点行业开展“IPv6+”创新技术试点以及规模应用,增强IPv6网络对产业数字化转型升级的支撑能力。

2022年3月,中央网信办、国家发展改革委、工信部、教育部、科技部等12部门联合下发“IPv6技术创新和融合应用试点名单”,加快推动IPv6关键技术创新、应用创新、服务创新、管理创新持续突破。

2022年4月,中央网信办、国家发展改革委、工信部联合印发《深入推进IPv6规模部署和应用2022年工作安排》,明确提出2022年工作目标:到2022年末,IPv6活跃用户数达到7亿,物联网IPv6连接数达到1.8亿,固定网络IPv6流量占比达到13%,移动网络IPv6流量占比达到45%。

在相关部门多项政策的持续推动下,我国IPv6规模部署成效显著,多项IPv6能力步入世界前列。截至2022年7月,我国IPv6活跃用户数达6.97亿;固定网络IPv6流量占比达10%,移动网络IPv6流量占比达40%,整体发展势头良好;主要网站和互联网应用的IPv6支持度持续提升;我国移动网络IPv6流量从无到有,占比已经突破40%。

各方纷纷布局,IPv6网络“高速公路”已全面建成

IPv6规模部署是关乎产业链各个环节的系统工程,需要运营商、设备商、互联网公司、终端用户等协作进行。除了政府部门大力推动外,以中国移动、中国联通、中国电信为代表的电信运营企业,以华为、中兴为代表的设备商,以清华大学、中国信通院为代表的学术和研究机构,以腾讯、阿里为代表的互联网企业等产业链参与者均在积极推动IPv6规模发展。

中国电信在IPv6领域长期耕耘,成效显著。中国电信全面推动网络基础设施IPv6改造,提供覆盖全国、性能优良的IPv6云网服务能力,移动网、固网设备全面改造完成并开启IPv6,进一步提升IPv6端到端网络质量,目前中国电信IPv6网络性能已与IPv4相当。中国电信还联合清华大学等单位提出了面向大规模网络的多域IPv6单栈组网总体方案,并且联合国际伙伴向IETF提交了标准提案;积极开展5G SA IPv6单栈试点和物联网单栈试点,为IPv4向IPv6全面快速演进探索落地方案。

“自2003年开始IPv6技术研究,历时十多年,中国移动IPv6发展从技术研究走到了规模应用。”中国移动研究院基础网络所主任研究员程伟强表示。据悉,中国移动已建成全球用户规模最大的双栈网络和最大的IPv6单栈网络。截至2022年6月底,移动网IPv6地址分配数达到了7.72亿,固网IPv6地址分配数1.69亿;承载网、核心网、IDC以及移动云的各种产品已经实现了100%支持IPv6。

目前,中国联通新建的千兆光网、5G网络已同步部署IPv6,4G网络、固网也已全部完成升级改造。中国联通在优化应用服务性能方面,已有IDC、云平台、DNS全部完成IPv6改造,新建节点全部支持IPv6;在提升终端支持能力方面,新增家庭网关、家庭智能组网产品、物联网终端、企业网关等均全部支持IPv6;在拓展行业融合应用方面,集团主要门户、在线窗口、APP均全面支持IPv6。

作为IPv6的技术赋能者,华为从绿色超宽、泛在物联、确定性网络、算力网络、自动驾驶网络、网络安全六大方向,打造IPv6+创新高地。

中兴通讯在IPv6领域研发投入已经超过20年,从2000年开始就开展IPv6技术预研及产品化工作;2003年,首次在IPv6高峰论坛上展出IPv4/IPv6双栈路由器;2004年,成为中国首个获得“IPv6 Ready”认证的设备厂家;2005年开始,中兴通讯IPv6系列路由器和交换机开始运行于运营商网络。中兴通讯从2019年开始,与中国信通院、紫金山实验室以及国内三大运营商等就“ IPv6+”课题展开深度合作,并在SRv6、BIERin6组播等技术领域的标准确立和新技术试点方面处于业界领先地位,全面支撑“ IPv6+”体系的技术落地和规模部署。

阿里云、京东云、网宿科技等互联网企业和CDN企业持续推进云、IDC、CDN等基础设施改造,加大相关业务对IPv6的支持度;字节跳动、腾讯、百度、美团、奇虎360、网易等企业持续强化APP改造,提升APP应用IPv6浓度;小米、新华三、吉祥腾达等厂商加大在售和在研产品的IPv6改造。

“从供给能力来看,我国IPv6网络‘高速公路’已全面建成,信息基础设施IPv6服务能力已基本具备。”工信部信息通信发展司司长谢存曾表示。

IPv6应用生态加速繁荣

IPv6发展的基础在网络建设和规模部署,而发展的关键在于应用。“在当下的产业推广阶段亟待产业积极推进基于IPv6的新业务应用。从产业发展来看,工业、农业、交通、电力等数据量大、时效性高、集成困难的产业,将成为IPv6的重要部署领域。”下一代互联网国家工程中心主任刘东表示。

从应用端来看,已有多个标杆企业正在全面向IPv6业务平滑过渡。例如,中国工商银行早在2017年11月就推出第一个IPv6国际化门户。中国工商银行总行金融科技专家李茂谦表示:“IPv6的部署为工商银行带来了运维效率的提升、网络线路利用率的提升、流量调度能力的提升和用户体验的提升。面向未来,工商银行将打造一张‘IPv6+’精细运营、策略随行、安全随行的应用感知金融网络。”

为推动IPv6应用的进一步繁荣发展,中国信通院发起了“首届IPv6技术应用创新大赛”,大赛共征集到来自国内31个省、自治区、直辖市的近1500个项目案例,参赛作品既涉及智慧城市、智慧政务等公共服务领域,也涵盖电力、矿山、交通、工业制造等行业应用领域,以及智能家居、智慧金融、远程医疗、在线教育等民生领域。

“未来一段时间,我们要同时在传统和新兴行业大力布局下一代互联网核心基础设施,构建更加繁荣的IPv6应用生态。一方面,努力实现下一代互联网与垂直行业,以及与人工智能、大数据、网络安全等最具发展潜力产业的深度融合;另一方面,推进IPv6与金融、教育、医疗、能源等行业更广泛深入地开展融合创新,推动传统业态和服务模式创新发展,最大限度释放生产力。”刘东如是说。

IPv6走向“ IPv6+”,发挥好IPv6乘数效应

加快推进IPv6的进一步发展是接下来的重点,谢存提出三点建议:一是夯实基础,提升服务能力,协同推进云、管、端、用等各环节IPv6改造;二是深化应用,赋能行业发展,鼓励信息通信行业与金融、教育、医疗、能源等行业更广泛、更深入地开展IPv6协同创新;三是创新突破,完善产业生态,提升产业整体发展水平,加强IPv6技术、标准、产业等多层面的国际合作,实现合作共赢、共同发展。

“IPv6进入创新发展、提质升级的重要战略机遇期。IPv6及衍生技术的开发,以及与新一代信息技术的融合将全面满足互联网资源持续扩大的客观要求,助力全社会的数字化转型,也已成为全球互联网创新的‘新赛道’。如何发挥好IPv6乘数效应,加强IPv6与各行业的技术融合,成为抢占未来格局地位的重要砝码。”中国通信标准化协会理事长闻库表示。

从IPv6向“ IPv6+”发展便是一大趋势。“从技术内涵来看,‘IPv6+’既是以IPv6分段路由、网络切片、随流检测、新型组播和应用感知网络等协议为代表的网络协议创新,更是以网络分析、自动调优、网络自愈等网络智能化为代表的智能技术创新,通过这些技术创新,可以更好地将IPv6网络和行业用户的应用需求进行结合,助力千行百业的数字化转型。”中兴通讯承载产品及MKT方案部长魏晓强表示。

目前,我国已开展“IPv6+”探索实践并取得相关成果。例如,中国联通便将“IPv6+”技术应用于冬奥会,结合算力网络架构,开展冬奥综合承载专网的设计和建设,实现了共享互联网、互联网专线、“媒体+”等多种通信服务统一承载。未来中国联通将构建基于“IPv6+”的“四梁八柱”,形成算网一体产品与可编程服务能力。

“万人操弓,共射一招,招无不中。”相信在产业各方的协同努力下,IPv6将迎来“新生长”。

中国IPv6发展时间线与重要里程碑

2017年    开启规模化部署IPv6进程

2017年11月,中共中央办公厅、国务院办公厅印发《推进互联网协议第六版(IPv6)规模部署行动计划》,我国在未来将建成全球最大规模的IPv6商业应用网络。该计划标志着我国开启了规模化部署IPv6的进程。

截至2017年12月,我国拥有IPv6地址23430(块/32),年增长10.6%,域名总数为3848万。

2018年    IPv6地址数量年增长75.3%

截至2018年12月,我国IPv6地址数量为41079(块/32),年增长率为75.3%

2019年    中国IPv6地址数量跃居全球第一

截至2019年6月,中国IPv6地址数量为50286(块/32),较2018年底增长14.3%,已跃居全球第一;IPv6活跃用户数达1.3亿。 

2020年    IPv6活跃用户数占比达40.01%

截至2020年7月,我国IPv6活跃用户数为3.62亿,占比达40.01%,国内用户量排名前100位的商业网站及应用均已支持IPv6访问,进步非常显著。

2021年    “流量提升”时代开启

2021年7月,工信部、中央网信办联合印发《IPv6流量提升三年专项行动计划(2021—2023年)》。

截至2021年9月底,我国移动通信网络IPv6流量占比已经达到22.87%,提前完成20%的阶段性目标,标志着我国IPv6发展进入了“流量提升”时代。

截至2021年12月底,我国IPv6活跃用户数达6.08亿,占网民总数的60.11%;中国电信、中国移动、中国联通已完成骨干网、城域网和LTE网络IPv6升级改造,新建5G网络全面支持IPv6,骨干直连点均实现IPv6互联互通;我国移动网络IPv6流量占比从2020年底的17.21%提升至35.15%,固定网络IPv6流量占比从2020年底的4.3%提升至9.38%,均实现了同比翻番增长,超额完成预定目标。

2022年:IPv6应用百花齐放

2022年3月,中央网信办、国家发展改革委、工信部、教育部、科技部等12部门联合印发《IPv6技术创新和融合应用试点名单》,加快推动IPv6关键技术创新、应用创新、服务创新、管理创新持续突破。

截至2022年7月,我国IPv6活跃用户数达6.97亿,固定网络IPv6流量占比达10%,移动网络IPv6流量占比达40%,整体发展势头良好。

2022年7月,首届IPv6技术应用创新大赛启动。本次大赛征集到近1500个项目案例,参赛作品既包括智慧城市、智慧政务等公共服务领域,也涵盖电力、矿山、交通、工业制造等行业应用领域,以及智能家居、智慧金融、远程医疗、在线教育等民生关切领域,IPv6应用展现出百花齐放、繁荣发展的景象。

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