下一代互联网

古丽萍

当今全球互联网发展进入了一个高速成长期，互联网的飞速发展使得IP地址消耗加速。采用IPv6协议的下一代互联网能提供更大的IP地址空间，约为现采用IPv4协议互联网的1029倍，可有效缓解现有网络地址不足等问题。未来5至10年内，互联网技术将进入更新换代的历史时期，以IPv6为基础的下一代互联网已经成为国际国内的研究热点。目前，基于IPv6的下一代互联网建设正成为全球新的战略制高点，受到世界各国政府、科技界和产业界的高度重视，各国都在加紧进行IPv6的应用研发和战略部署，以抢占下一代互联网竞争的战略制高点。

下一代互联网特征

基于IPv6的下一代互联网主要特征：空间更大，采用IPv6协议，使下一代互联网具有无比巨大的地址空间，整个地球的每平方米面积上可分配1000多个地址，解决了当前最紧迫的地址可扩展性问题。网络规模更大：接入网络的终端种类和数量更多，网络应用更广泛；速度更快：100Mbps以上的端到端高性能通信，是现在网速的1000倍；更安全：身份识别与唯一IP地址捆绑，具有数据加密和完整性，使网络安全的可控性、可管理性大大增强，防黑客和病毒攻击更有章可循；更及时：提供组播服务，进行服务质量QoS控制，开发大规模实时交互应用；更方便：无处不在的移动和无线通信应用；更可管理：有序的管理、有效的运营、及时的维护；更有效：有赢利模式，可取得重大社会效益和经济效益。

IPv6及业务应用

IPv6（Internet Protocol Version 6）是IETF（Internet Engineering Task Force）设计的用于替代现行版本IP协议IPv4(Internet Protocol Version 4)的下一代互联网使用的协议，采用128位地址长度，几乎可以不受限制地提供地址。IPv6可以为每个设备或终端都提供全球唯一的地址；可以保证端到端的通信，且与端到端的业务模式相适应；可实现集中和安全管理；可使目前的绝大多数IPv4用户都能获得IPv6地址，实现了IPv4用户对IPv6网络的无缝访问。IPv6可以支持任意人与人、人与机和机与机之间相互连通，使互联网到人发展到互联网到物，实现从量变到质变的转变。IPv6地址以编址到沙粒的容量规模为M2M通信提供了畅通的双向寻址能力，利用IPv6技术构建下一代网络业务平台，可以开展诸如网络视频监控、VoIP、多点视频会议、智能家庭、远程教育、DVTS高清晰度传输系统等多项新型业务，可应用于电子政务、电子商务、生产控制、公共服务、医疗保健、数字娱乐、应急通信等领域。IPv6技术适用端到端应用、非PC网络、传感器网络、建筑自动化和汽车互联等。利用IPv6技术，可以实现与移动通信、信息家电等多种应用的融合，基于IPv6的移动多媒体通信系统是下一代互联网的重大应用之一。移动IPv6为设备在各种无线移动接入网络间无缝漫游提供了有力支持，如无线游戏、音乐点播、视像内容、会议电视、移动订票、移动银行、移动贸易、移动钱包等，极大地推动移动业务的大规模应用。

下一代互联网发展历程

早在二十世纪八十年代后期研究人员就已经意识到了IPv4地址最终会耗尽，1990年，IETF开始讨论下一代互联网技术，IPv6作为最佳建议被选定。1994年，IETF开始着手研究开发下一代的IP协议即IPv6，1995年IPv6核心协议草案形成。1996年，日本NTT研究实验室启动了全球IPv6研究网络并与6bone相连接。1996年，美国政府启动“下一代互联网NGI”研究计划，其核心是互联网协议和路由器。1998年，IETF研究形成了关于IPv6的第一个协议RFC2460，IPv6核心协议相对成熟。1998年美国下一代互联网研究的大学联盟UCAID成立，启动Internet2计划，正式实施NGI计划；美国政府启动了旨在推动下一代互联网产业化进程的LSN计划；欧洲启动了相应的研究计划。1998年，日本、韩国和新加坡三国发起建立“亚太地区先进网络APAN”，加入下一代互联网的国际性研究。1998年，全世界的NGI试验床开始连接起来，相关的诸如IPv6标准的制定也同步展开。1999年，日本的一些运营商/互联网服务提供商启动IPv6的试验业务和服务，如NTT、IIJ、KDDI、JT和PoweredCom等运营商都开始提供实验性服务。2001年，日本NTT启动了商业IPv6服务。2001年，欧盟正式启动下一代互联网研究计划，建立了横跨31个国家的主干网GEANT，并以此为基础全面进行下一代互联网各项核心技术的研究和开发。2003年，NTT/Verio在美国首次推出商用IPv6业务。2007年7月，德国投资1.65亿美元用于开发下一代互联网搜索引擎。目前，通过各国的努力，IPv6技术和标准已经相对成熟，包括地址结构、路由、IPv4/IPv6过渡、移动IPv6在内的各项IPv6基本协议标准已经完成，IPv6技术也从研究阶段过渡到实施阶段。许多厂家已经开发了各种类型的IPv6设备，测试表明这些设备可以初步满足运营商网络的要求。多个国家组建了多个规模不等的IPv6网络，网络设备基本成熟，并实现了全球互联，向企业用户和个人用户提供接入服务。全球一些发达国家对IPv6的开发和应用取得了实质性的进展，一些国家和地区推出了很有特色的应用，一些运营商推出了商用业务和应用。在全球推动IPv6发展的努力中，产业界的支持是向下一代互联网过渡的关键因素。2008年，Google开始支持IPv6地址，世界主流设备提供商也都提供IPv6产品。2008年10月，全球中文互联网领导者百度公司与世界级通讯巨头CISCO(思科)达成深度战略联盟合作，双方将集合各自最优势资源，共同研究和部署全球最领先的网络信息传输环境，并为下一代互联网及搜索应用进行全方位技术储备。目前主流的操作系统如Windows Vista、Mac OS X和Linux均可提供IPv6的支持。同时一些大型商业应用软件，如Oracle也提供基于IPv6的系统，基于IPv6的新型业务也在发展。

世界各国竞相抢占下一代互联网制高点

目前，面临全球IPv4地址即将耗尽的情况下，IPv6被广泛认为是一个成熟的互联网升级换代的过渡方案。美国、欧盟、日本、韩国、新加坡等国都相继启动了基于IPv6的下一代互联网研究计划，都在做IPv6战略的布局，积极推进包括IPv6在内的下一代互联网，力求在新一轮产业技术和国家经济竞争中占据主动，谋求更大的经济利益和战略意义。美国、欧洲、日本等发达国家和地区在审视技术路线和发展趋势后，制定了下一代互联网发展计划。从全球IPv6整体发展状况看，在亚太和欧洲地区的应用较多，国际互联网发达国家依然担当了领军者的角色。受地址资源需求的驱动和对未来发展趋势的预测，日本、韩国、欧盟在IPv6的研发和产业化方面走在了前面，与欧美国家相比，亚太地区研究下一代互联网的积极性非常高。在IPv4领域处于绝对主导地位的美国，近两年加大了IPv6的研究力度，在下一代互联网的各个科学研究领域和技术标准制定中占据着主导地位。对于下一代互联网的竞争，除了构建复杂的网络框架体系以外，更多表现为对新的IPv6地址的争抢，提前占有大量IPv6资源。美国2008年加快了IPv6的部署与实施，所申请的IPv6地址从世界排名11位突然上升到第1位。截止到2008年9月，全球IPv6地址总计分配66290块，其中美国分得14729 块，德国、日本、法国、澳大利亚、韩国等紧随其后，而我国仅处于第16位。

美国首先将IPv6应用于军事领域，美国国防部宣布在2008年前将军方网络升级到IPv6。美国“下一代互联网NGI”研究计划项目提出机构——Internet2，已发展成为由200多所大学领导、政府及商业企业共同参与的网络技术研发组织，目的是开发及部署先进网络技术及应用，加速网络技术的发展。Internet2致力于在学术界、商业应用及政府间建立沟通交流的桥梁，这些机构正是目前Internet网络的共同缔造者。Internet2社区还有70多家企业和40多个子机构，其中包括美国政府的研究实验室。Internet2由一系列工作组组成，Internet2除了积极发展与公司、企业的合作外，还与30多个类似的研究项目有合作关系，使成员在多个领域展开合作。继NGI计划结束之后，美国政府立即启动了旨在推动下一代互联网产业化进程的LSN计划。美国部分公司起用一些IPv6的商用的试验和网络；Sprint公司已做好准备部署IPv6；思科、Juniper借助IPv4形成的研发规模和市场环境，在产品研发和市场推广上占有更多优势；Google、Apple已经开始提供商业IPv6服务和应用，Pv6在美国应用已经比较广泛。如今，美国在国际下一代互联网的各个科学研究领域和技术标准制定中都占据着主导地位。目前以美国为主的北美地区代表了全球下一代互联网的最高水平。

欧洲已建成IPv6商用网，欧洲科研机构GEANT中枢网络实现与IPv6协议兼容。欧洲在第三代移动通信网中率先引入IPv6，欧洲的IPv6应用在移动领域有所突破。爱立信与英国电信运营商BT及香港无线通讯服务商数码通公司合作，在全球首次利用手机在移动网上成功进行了端到端的IPv6通信试验。爱立信使用IPv6显示重要的医学数据、话音和视频，并在2G、3G系统和无线局域网上无缝漫游。诺基亚推出了第一个支持IPv6的GPRS网络，使网络运营商可以从基于IPv4的业务向基于IPv6的业务平滑过渡。瑞典Telia电信公司计划在欧洲推出国际性IPv6商用网络服务。欧盟2008年加快了进入IPv6网络计划的步伐，计划在2010年之前，敦促四分之一的企业、政府机构和家庭用户转换到IPv6互联网地址协议，完成欧盟的IPv6网络建设。

日本目前在国际IPv6的科学研究乃至产业化方面占据国际领先地位，其中，日立、富士通、NEC的IPv6设备投放市场较早，在日本和欧洲占有比较高的市场份额。日立公司的IPv6千兆级路由器GR2000系列目前在全球销售超过万台，其中作为IPv6路由器使用的超过50%。日本政府制定了e-Japan战略，明确了IPv4向IPv6过渡的时间表和路线图，通过e-Japan计划推动IPv6网络环境的实现，并获得了广泛的应用。日本被认为是最先进的IPv6试验场，已经建成IPv6商用网，日本电信运营商推出了商用IPv6业务。日本NTT公司的IPv6网络已经全面商用，NTT通过在全球推出商业IPv6业务的策略，为未来IPv6应用的发展奠定基础，并达到抢占未来IPv6大发展的先机。

韩国启动了IPv6的部署计划，2007年投资10.7亿美元帮助本土施行下一代互联网协议。所有城市和政府互联网协议都将在2010年之前过渡向IPv6格式，私营板块将在2013年之前完成过渡。韩国政府还将鼓励地方互联网系统开发商，提高对于IPv6设备和硬件的开发力度，韩国IPv6的应用主要是朝着与宽带业务相结合的发展方向。2008年，韩国建设6个IPv6下一代互联网交换中心，并为10个互联网服务提供商提供了互联互通。韩国计划从2013年开始全面启用IPv6，从而成为全球率先普及IPv6的国家。新加坡也启动了IPv6的部署计划，新加坡和马来西亚在下一代宽带战略中全面考虑引入IPv6。印度也非常重视IPv6的进展，成立了一个名为“IPv6执行小组”的机构，以加快IPv6计划在全国的实施。

下一代互联网生活展望

下一代互联网可应用于虚拟现实、智能公交、地震传感网络、地理信息系统、无线下一代互联网等领域。IPv6通过自动识别机能、网络安全设置，能对每个终端进行IP全球化管理。IPv6新应用将使电视、冰箱、电话、照明、摄影机、汽车、手表、数位相框等设备都可以拥有自己的IP地址。彼此不相干的手机卡、银行信用卡等能集成在一张智能卡上；手机和电脑的应用会互相融合；电视冰箱汽车手表等都可上网；大规模精细的城市建筑三维数据可在下一代互联网上传播；车上型智慧系统能提供前方即时路况和潜在危险；基于IPv6的智能交通监控管理系统能缓解交通拥堵；利用无线传感，通过遥控器可对远在千里之外的菜地进行温控；智慧型冰箱可连线读取食品履历，还可下载食谱；利用办公桌或行驶的移动终端可打开家中的洗衣机、空调等。下一代互联网将使世界发生质的变化，让人们充分享受到真正的信息化新时代生活。

（作者单位：合肥市科技情报研究所）