IPv6 來(lái)了嗎？
2003/12/05
一天，上帝召集地球上網(wǎng)絡(luò )領(lǐng)域的領(lǐng)袖開(kāi)會(huì )，討論各自的今后設想。ITU委屈地說(shuō)，
我們的下一代網(wǎng)絡(luò )還在設想中，很多人有很多的想法；IETF高興地斜眼看著(zhù)ITU，回過(guò)身去沖著(zhù)手下興奮地叫道：
11月26日，北京中國科技會(huì )堂二層，一個(gè)并不起眼的報告廳，聚集了可以說(shuō)是目前中國乃至全球最著(zhù)名的網(wǎng)絡(luò )人士：“下一代網(wǎng)絡(luò )演進(jìn)與發(fā)展戰略暨中國IPv6應用服務(wù)研討會(huì )”在這里召開(kāi)。
我國政府從90年代末開(kāi)始支持下一代網(wǎng)絡(luò )的建設，到今天，會(huì )是一次激動(dòng)的總結還是隆重的檢閱呢？
NGN還是NGI？
在ITU對下一代網(wǎng)絡(luò )的特征描述中，基于包交換、QoS、更好的安全性、對移動(dòng)通信的支持等等是我們大家都能輕易說(shuō)出來(lái)的。這樣一個(gè)用技術(shù)語(yǔ)言說(shuō)出來(lái)的定義，會(huì )讓很多外行的人不能清晰理解。有另一種說(shuō)法:
NGN(下一代網(wǎng)絡(luò ))是能提供多種服務(wù)的下一代電信固定網(wǎng)絡(luò )和移動(dòng)網(wǎng)絡(luò )的統一基礎，它能在全球的范圍內提供高質(zhì)量的通信服務(wù)。
所有技術(shù)概念都應該是面向應用的感性承載體。作為我國通信產(chǎn)業(yè)的重大立項，中國下一代互聯(lián)網(wǎng)示范工程（CNGI）項目是由包括信息產(chǎn)業(yè)部、國家科技部、國家發(fā)改委和中國工程院在內的8個(gè)部委聯(lián)合發(fā)起并經(jīng)國務(wù)院批準啟動(dòng)的。根據CNGI的規劃，我國將在2005年底建成一個(gè)覆蓋全國的IPv6網(wǎng)絡(luò )，成為世界上最大的IPv6網(wǎng)絡(luò )之一。通過(guò)大規模IPv6網(wǎng)絡(luò )建設的部署實(shí)施及商用探索，在未來(lái)的幾年內，我國將成為以IPv6為基礎的下一代網(wǎng)絡(luò )領(lǐng)域的領(lǐng)先國家。
IPv6確實(shí)要來(lái)了，現有的IPv4網(wǎng)絡(luò )面臨著(zhù)來(lái)自可擴展性、IP地址空間、安全性、服務(wù)質(zhì)量控制、運營(yíng)管理性等諸多方面的問(wèn)題。為了解決現有網(wǎng)絡(luò )存在的問(wèn)題，IETF以及各國網(wǎng)絡(luò )運營(yíng)商、廠(chǎng)商紛紛把目光投向NGN建設。但是，IPv6確實(shí)能解決所有這些問(wèn)題嗎？
IP地址空間的問(wèn)題在IPv6中確實(shí)得到了全面的解決。到目前為止，中國已經(jīng)獲得了11個(gè)地址段。每個(gè)地址段是一個(gè)固定32位前綴的地址區間，也就是說(shuō)每一個(gè)地址段就能給中國的用戶(hù)提供296個(gè)可識別地址，這個(gè)數超過(guò)目前IPv4地址總數的1600億億倍。運營(yíng)商可以松一口氣了，現在充足的IP地址使提供更多的連接能力，提供更多的端到端應用成為可能。已經(jīng)有企業(yè)和媒體呼吁，盡快在我們的網(wǎng)絡(luò )中采用IPv6技術(shù)，向NGN演進(jìn)！仿佛擺脫地址空間束縛的中國，可以大踏步地向下一代互聯(lián)網(wǎng)邁進(jìn)了。
我們看到有人在搖頭，NGN對網(wǎng)絡(luò )的要求遠不止于此。有人說(shuō)，如果下一代網(wǎng)絡(luò )都采用了IPv6以后，很多問(wèn)題就都解決了。按照IETF對IPv6協(xié)議族中的定義，它確實(shí)帶來(lái)了一定的安全性，但是并沒(méi)有解決安全的問(wèn)題。是不是就有QoS了呢？IETF也正在研究QoS，但是幾乎所有的研究都是基于單個(gè)網(wǎng)絡(luò )而不是多個(gè)網(wǎng)絡(luò )跨自治域的，也就是說(shuō)怎樣跨過(guò)自治域來(lái)實(shí)現QoS目前沒(méi)有好的辦法。IPv6確實(shí)為QoS的解決帶來(lái)了一定的方便，但是也沒(méi)有根本解決QoS的問(wèn)題。IPv6是不是就更有利于VoIP呢？應該說(shuō)對語(yǔ)音的傳輸是有利的，但也沒(méi)有根本解決VoIP的問(wèn)題。有人說(shuō)，總歸地址多了，會(huì )有利于選路吧？IPv4的地址只有4個(gè)字節，而IPv6的地址則有16個(gè)字節。對于路由器來(lái)說(shuō)，需要處理的數據量大大增加，如果把一個(gè)IPv4路由器簡(jiǎn)單升級為IPv6，它的處理能力會(huì )相應大大下降。其實(shí)趨勢選路的空間大了，但是選路的復雜性增加了。所以，有這樣的聲音：IPv6并沒(méi)有解決因特網(wǎng)固有的問(wèn)題。
IP協(xié)議的應用是因特網(wǎng)的應用在全球蔓延之后蓬勃地發(fā)展起來(lái)的。IP協(xié)議有這樣的理念：無(wú)管理，無(wú)中心，無(wú)智能；所有智能和復雜的業(yè)務(wù)都交給網(wǎng)絡(luò )終端來(lái)實(shí)現。這樣做的好處就是網(wǎng)絡(luò )上任何一個(gè)節點(diǎn)的故障，不會(huì )對網(wǎng)絡(luò )其他的結構造成致命的影響。如果不能使每一個(gè)接入網(wǎng)絡(luò )的終端都有一個(gè)合法的IP地址，那么就需要通過(guò)NAT或者PAT等技術(shù)采用私有地址的方式來(lái)將設備連入因特網(wǎng)。使用了NAT之后，很多多媒體業(yè)務(wù)將不能很好進(jìn)行，典型的寬帶應用，比如說(shuō)視頻會(huì )議等將很難實(shí)施。IPv6的出現一勞永逸地解決了地址空間的問(wèn)題。IPv6帶來(lái)了真正的下一代互聯(lián)網(wǎng)，更多的設備接入可能，更好的QoS，更好的安全特性，方便的一同特性等，這是IETF對IPv6主導的NGI（下一代互聯(lián)網(wǎng)）的精彩描述。但是對于ITU-T主導的NGN來(lái)說(shuō)，這一步，遠還沒(méi)有到達理想的境地。
IPv6在中國
有更多的中國科研機構投入到IPv6的研究和推廣工作中去了。中國科學(xué)院計算技術(shù)研究所信息網(wǎng)絡(luò )研究室主任李忠誠博士和他的同事們，就正在實(shí)質(zhì)性地推進(jìn)IPv6在中國的應用。
11月27日，中國科學(xué)院計算所向外界宣布在下一代網(wǎng)絡(luò )關(guān)鍵技術(shù)中取得的創(chuàng )新性巨大突破及應用實(shí)例。李忠誠博士談到，中國科學(xué)院計算技術(shù)研究所作為該項目的牽頭單位，在項目首席科學(xué)家李國杰院士的帶領(lǐng)下，瞄準IPv6實(shí)用化的目標，在IPv6網(wǎng)絡(luò )測試、IPv4/IPv6轉換與互通、IPv6網(wǎng)絡(luò )監控管理、具有授權認證和計費功能的移動(dòng)IPv6、IPv6信息過(guò)濾等一系列關(guān)鍵支撐技術(shù)上取得了突破，并在此基礎上與重慶網(wǎng)通等運營(yíng)商合作建設了純IPv6城域示范網(wǎng)絡(luò )。
其中，推出的IPv6協(xié)議測試系統在專(zhuān)用測試儀表上實(shí)現，具有完全自主知識產(chǎn)權，是目前功能最全面、覆蓋最完整的IPv6協(xié)議測試設備。該測試系統已被法國電信、韓國電信等大型運營(yíng)商和眾多網(wǎng)絡(luò )設備生產(chǎn)廠(chǎng)家采用。其測試能力在美國國防部日前舉行的名為Moonv6的有30多個(gè)國際著(zhù)名廠(chǎng)商參加的IPv6測試中得到了有效驗證。IPv6產(chǎn)品的協(xié)議一致性和互操作性是IPv6實(shí)用化的前提條件，該系統的推出為這類(lèi)測試提供了有效的工具。
中國電信集團北京研究院副院長(cháng)趙慧玲提到，中國電信一直在研究和跟蹤IPv6，并于2001年制訂完成了《IPv6總體技術(shù)方案》；2002年8月份，中國電信從APNIC申請到正式的IPv6地址和域名，成為國內最早從APNIC拿到IPv6正式地址的電信運營(yíng)商。從2002年4月份起，中國電信在BII（天地互連信息技術(shù)有限公司）的幫助下，在湖南建立了一定規模的IPv6實(shí)驗網(wǎng)絡(luò )，并進(jìn)行了一系列的實(shí)驗和測試工作，完成具有多種接入方式和實(shí)際用戶(hù)的實(shí)驗環(huán)境的搭建。
什么樣的IP技術(shù)？
NGN需要什么樣的IP技術(shù)？人們經(jīng)常在腦子里思考。ITU-T組織NGN工作組對NGN描繪的第一句話(huà)就是：下一代網(wǎng)絡(luò )將構架在基于包交換傳輸技術(shù)的平臺上。在這個(gè)問(wèn)題上，我們聽(tīng)到工程院鄔賀銓副院長(cháng)很多有見(jiàn)地的觀(guān)點(diǎn)。
NGN是否能夠實(shí)現一個(gè)網(wǎng)把所有的業(yè)務(wù)綜合承載呢？回想起ATM，它是面向連接的分組交換，設計思路可以說(shuō)完美，但是在性能價(jià)格等方面來(lái)看，并不成功。因特網(wǎng)技術(shù)本身并沒(méi)有考慮這么多的因素，可是卻非常成功。人們總是希望NGN可以集成所有的網(wǎng)絡(luò )優(yōu)點(diǎn)，但是集成優(yōu)點(diǎn)的同時(shí)可能就是集成了缺點(diǎn)。電信界總是希望一個(gè)網(wǎng)實(shí)現所有愿望，ISDN就是這樣的產(chǎn)物，人們對ATM也是這樣想，但是一次又一次沒(méi)有達到預期的目的，可以說(shuō)屢戰屢敗，屢敗屢戰。NGN寄托了我們太多的期待。
在多業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò )工作上3GPP組織先走了一步。第三代移動(dòng)通信，實(shí)現了在接入網(wǎng)上通過(guò)無(wú)線(xiàn)接入，如果需要與固話(huà)通信可以接到固定電路網(wǎng)上走話(huà)音系統；接到分組網(wǎng)上可以提供分組系統業(yè)務(wù)；接到多媒體網(wǎng)上能夠實(shí)現多媒體業(yè)務(wù)。實(shí)際上是一種接入，在業(yè)務(wù)上卻走了三個(gè)網(wǎng)。至少在目前的3GPP標準中是可以用這樣的方式來(lái)實(shí)現綜合業(yè)務(wù)的。當然，3GPP在R5版本中定義的第三代移動(dòng)通信的發(fā)展是基于全IP的網(wǎng)絡(luò )。
根據ITU-T對NGN的描述，無(wú)縫地與現有網(wǎng)絡(luò )的互連、互操作是NGN一個(gè)主要特征。不同的網(wǎng)絡(luò )是各取所長(cháng)的，用一個(gè)網(wǎng)絡(luò )來(lái)綜合所有的特點(diǎn)，并不是說(shuō)它做不到，但是我們可以懷疑它是不是經(jīng)濟。固定網(wǎng)和移動(dòng)網(wǎng)在很多方面是不同的，比如說(shuō)營(yíng)業(yè)許可、競爭環(huán)境、政策法規、端到端的資費標準、頻率限制等等，那么把普通通信和移動(dòng)業(yè)務(wù)放在一個(gè)網(wǎng)上，并不是說(shuō)技術(shù)上做不到，而是在管理上要考慮是否能真正帶來(lái)好處。如果能在多個(gè)獨立的網(wǎng)上實(shí)現業(yè)務(wù)匯聚，實(shí)現一個(gè)號碼的綜合接入，用戶(hù)感覺(jué)這個(gè)多業(yè)務(wù)的網(wǎng)絡(luò )仍然是一個(gè)綜合網(wǎng)，只不過(guò)是一個(gè)虛擬的綜合網(wǎng)。其實(shí)用戶(hù)關(guān)心的只是怎樣使用才方便，而不關(guān)心信號需要通過(guò)幾個(gè)路由器，怎樣跳轉到目的地。
NGN中，各種網(wǎng)絡(luò )技術(shù)是可以共存的。IP和以太網(wǎng)是無(wú)連接的，ATM是面向連接的。MPLS實(shí)際上以面向連接的技術(shù)來(lái)支持無(wú)連接的傳送。NGN是基于分組的技術(shù)，這點(diǎn)沒(méi)有錯，但是它是面向連接還是無(wú)連接呢？從現在的角度看，IP技術(shù)本身是無(wú)連接的，作為無(wú)連接方式，QoS方面是先天不足的，很難達到像面向連接的這種QoS，端到端的QoS。所以有人提議采取和IP友好的協(xié)議，比如光網(wǎng)絡(luò )中的
IP-λ協(xié)議。
搶跑NGN
當然ITU目前還沒(méi)有給NGN下一個(gè)完全的定義，只是在文檔中表示這是實(shí)現全球信息化的一項關(guān)鍵技術(shù)，NGN被看成是一個(gè)網(wǎng)絡(luò )聯(lián)邦，也就是用IP能力增強的電信網(wǎng)、廣播網(wǎng)和數據網(wǎng)的聯(lián)合，NGI實(shí)際上只是網(wǎng)絡(luò )聯(lián)邦的一部分。更多的電信專(zhuān)家同意這樣一個(gè)觀(guān)點(diǎn)，而網(wǎng)絡(luò )業(yè)者卻堅信，IP終將統一一切。NGN無(wú)疑應該使用IP技術(shù)，但是已經(jīng)無(wú)法完全貫徹互聯(lián)網(wǎng)的哲學(xué)。也就是說(shuō)不能把網(wǎng)絡(luò )再作為傻瓜，把復雜的功能都推到終端上，而是應該把智能賦予網(wǎng)絡(luò )。NGN絕對不是現在的互聯(lián)網(wǎng)的一個(gè)線(xiàn)性擴張，不只是把地址擴展一下，或者是把IPv4改成IPv6就變成NGN了，還有很多的技術(shù)需要改進(jìn)。
使IP具有面向連接特性的信令是值得研究的動(dòng)向，信令過(guò)去都是為面向連接的電路交換服務(wù)的，ATM把面向連接的信令用到了分組交換中。以前的IP是無(wú)連接的，從來(lái)不用信令，但是現在來(lái)看，如果要實(shí)現一些QoS必須要使用到一些信令支持。端到端的QoS，是基于IP的網(wǎng)絡(luò )運營(yíng)的難題，目前還缺乏在基于IP的網(wǎng)絡(luò )上支持電話(huà)和多媒體業(yè)務(wù)端到端的QoS的能力，也沒(méi)有完整的定義。
現在的MPLS/GMPLS是IP網(wǎng)借鑒電路交換技術(shù)中信令技術(shù)的成功例子。過(guò)去我們說(shuō)IP Over Everything，現在過(guò)渡到以IP網(wǎng)為主，會(huì )是Everything
Over IP。在IP網(wǎng)上來(lái)支持電路交換的業(yè)務(wù)，在IP網(wǎng)上實(shí)現一些電路仿真的業(yè)務(wù)等等。下一代網(wǎng)絡(luò )一定是借鑒了電路交換技術(shù)的，但不是電路交換的網(wǎng)絡(luò )。另外，下一代網(wǎng)絡(luò )大家都認為是面向無(wú)連接的網(wǎng)絡(luò )，但是也一定會(huì )把面向連接的技術(shù)融合在一起，這就是信令。
目前中國的電信標準化委員會(huì )把NGN作為研究的重點(diǎn)。包括電信運營(yíng)商們都在試驗軟交換。近年來(lái)我國啟動(dòng)了一些和下一代互聯(lián)網(wǎng)相關(guān)的研究計劃，有自然科學(xué)基金委的，有國家863的，有973的，有中科院的，有教育部的，有信息產(chǎn)業(yè)部的，有國家發(fā)改委的，也有和國外合作的。目前國家發(fā)改委的CNGI項目準備構架一個(gè)多主干網(wǎng)的環(huán)境，來(lái)研究怎樣實(shí)現互聯(lián)互通和保證QoS。
中國擁有全世界最大的電信網(wǎng)絡(luò )，關(guān)于NGN的實(shí)現方式的研究目前才剛剛起步。經(jīng)歷了最低谷的電信界對網(wǎng)絡(luò )的改造是甚為謹慎的，盡管提出的想法非常多，但是真正到了運營(yíng)界仍然非常的謹慎。NGN的很多方面有待于更深入地研究，短期是很難有定論的。ITU會(huì )在2004年2月出臺一份關(guān)于NGN的建議，建議參考模型。中國現在可以和全球同步開(kāi)始研究NGN，相比較以前都是發(fā)達國家已經(jīng)發(fā)展了10年或更長(cháng)時(shí)間我們才開(kāi)始研究，這是一個(gè)非常難得的機遇。但是我們也應該看到，中國網(wǎng)絡(luò )的發(fā)展已經(jīng)和全球同步，所有先進(jìn)的技術(shù)都在我們的網(wǎng)絡(luò )上得以應用，原來(lái)因為我們落后所帶來(lái)的能避免技術(shù)風(fēng)險這樣一個(gè)好處，現在需要謹慎對待。
一場(chǎng)未來(lái)網(wǎng)絡(luò )的盛會(huì )正在緊鑼密鼓地準備拉開(kāi)大幕，IPv6已經(jīng)來(lái)了。NGI呢？NGN什么時(shí)候會(huì )到呢？
計算機世界網(wǎng)(www.ccw.com.cn)
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