年底前将开展小规模商用试点 下一代互联网真的来了?

　　编者按：

　　当前，云计算早已从概念成为互联网应用和服务的后台支撑，触摸技术成为主流人机交互方式让人习以为常，大数据应用方兴未艾，机器学习开始引领人工智能的新时代……

　　毫无疑问，以互联网和移动互联网为代表的信息技术行业是当前最热门，也是和消费生活最为贴近，最能以技术迅速改变人们生活的科技领域之一。在这个实现了充分竞争的行业中，有人精研技术，有人深耕商业渠道，还有人挟资本快炒技术概念……这造成了IT领域两大现象：技术更新的频率极高；各种各样的技术也让人眼花缭乱，难以判定是真趋势还是假潮流。

　　本版今起推出系列报道“IT热点探趋势”，解读IT科技中的热点技术，探究其发展趋势的深层次影响。

　　中国下一代互联网发展路线和时间表：

　　□2013年年底前，开展IPv6网络小规模商用试点；

　　□2014年至2015年，全面商用部署，开展IPv6 网络大规模部署和商用，逐步停止向新用户和应用分配IPv4地址；

　　□力争在“十三五”期间，基本建成世界先进水平的网络基础设施，完成向下一代互联网的平滑演进过渡，进一步提高互联网普及率，大幅缩小数字鸿沟，基本掌握关键领域核心技术和知识产权，实现我国互联网的跨越发展。

　　去年底，我国“下一代互联网示范工程”的核心内容——“教育科研基础设施IPv6升级和应用示范”在清华大学通过项目验收，在国内率先建成了100个完成升级改造并实现IPv6普遍覆盖的校园网，IPv6用户规模超过200万。这被认为标志着我国下一代互联网应用已经走完第一步，奠定了全国大规模发展的基础。

　　按照我国下一代互联网的发展时间表，今年年底前，将开展IPv6网络小规模商用试点，这也意味着下一代互联网将走出“校园”，踏入“社会”。

　　下一代互联网：更大、更快、更方便、更安全

　　在清华大学“中国教育和科研计算机网”的网络安全实验室，记者感受了一把下一代互联网：登录“六维空间”，下载800MB的电影，只花了约120秒，速度达到每秒6.5MB；打开网页，点击便可以看高清直播……

　　在研究者的口中，IPv6是下一代互联网的起点和重要标志。IPv6是下一代互联网或者说是新一代互联网的核心关键词，其全称是“互联网协议第6版”。当前全球通用的互联网核心协议是IPv4，即“互联网协议第四版”。

　　“采用IPv6版本的地址协议发展下一代互联网在国际上已成共识，IPv6网几乎成为新一代互联网的代名词。”“下一代互联网示范工程”专家委员会副主任、清华大学教授吴建平说。

　　清华大学这个“IPv6网”是第二代中国教育网的一部分，也是我国2003年启动的“下一代互联网示范工程”的国家交换中心。目前，第二代中国教育网已经成为世界上最大的纯“IPv6网”，也是我国下一代互联网示范工程的核心网和试验场。

　　清华大学电子工程系教授、网络科学与网络空间研究院副院长李星介绍说，截至目前，全国已经有300多所高校接入了教育网，超过200万用户，2000个科研单位可以享受体验到下一代互联网。

　　清华大学领头的这个网络，作为我国大规模发展下一代互联网的试验平台，其目标直指IP地址枯竭问题。根据中国互联网络中心发布的互联网最新统计报告显示，2011年2月，全球IPv4地址已分配完毕。报告显示截至2012年12月底，我国IPv4地址数量为3.31亿，从2011年起基本维持不变。IP地址供求失衡，只能通过多人使用私有IPv4地址，通过翻译技术共享IPv4公网地址上网等方式解决，影响互联网的安全性和稳定性。

　　李星认为，随着移动互联网、云计算和物联网技术的发展，越来越多的终端需要新地址，IP不足矛盾将更加突出。

　　“不同于IPv4采用32位编码，IPv6地址是128位编码，即有2的128次方个IP地址”，李星打比方说，IP地址数量之多，可以让地球上每一颗沙子都可以拥有一个IP地址。

　　除规模变大，下一代互联网也能提供更快、更便捷的服务。吴建平认为，IPv4网络上的宽带更多是一种接入概念上的宽带，并不是真正的宽带，而下一代互联网起点高，强调端到端的高性能，未来两个点之间的宽带至少将达到100MB以上。丰富的IP地址，使得互联网有了无限扩展性。在无线互联时代，用户可以通过各类移动终端接入互联网，随时随地上网，更加方便。

　　吴建平说，现有的互联网，针对目标地址而不看源地址的缺陷，也导致出现垃圾邮件、广告等安全性问题，下一代互联网从体系设计上将更加安全，“不仅要解决一个数据包到哪里去，还要解决从哪里来的问题”。

　　与“旧网”不能互联互通，“新网”普及受挫

　　下一代互联网的种种优势，并没有让它很快普及开来，其中的关键是IPv6网与当前占主导的IPv4网不能互联互通——IPv6网用户无法直接访问IPv4网络上的资源，反过来IPv4用户也无法直接访问IPv6网络上的资源。

　　“这一问题不解决，将制约下一代互联网建设和应用研究部署。”李星说。

　　第二代教育网目前的应用范围还局限在高校，要在更大范围内推广则阻碍重重。没有足够多的用户支撑，IPv6网络的应用开发也不能得到有效开展。当前，IPv6网应用还集中在高校教育资源上，如大学数字博物馆和高等学校招生网上录取系统的升级。　　

　　不过吴建平也认为，过渡到下一代互联网将是一个循序渐进的过程。“下一代互联网要既保持现有互联网的优势，又能解决互联网发展面临的挑战和新问题。”

　　下一代互联网有两个最重要的“DNA”，一个是“向下”——能够兼容所有网络和各种电子设备；另一个则是“向上”——始终是为用户应用自下而上开发的技术平台。这两个“DNA”都是现一代互联网所缺乏的。

　　不过，如何实现两代互联网的过渡并最终实现互联互通，包括推进IPv6网的商业化应用进程，其技术方向上仍存在争议。

　　李星认为，从电信运营商的角度看，解决地址不足问题，或许有三种方案：

　　第一，继续使用IPv4：给用户分配私有IPv4地址，通过翻译技术共享IPv4公有地址，以解决IP地址耗尽问题；第二，建立IPv4和IPv6的双栈网，但由于IPv4地址耗尽，即便使用双栈，也需要给用户分配私有IPv4地址，通过翻译技术共享IPv4地址；第三是新建纯IPv6网，通过IPv4/IPv6翻译技术，解决IPv4/IPv6的兼容问题，实现与IPv4网络的互联互通。

　　“第一种方案不能从根本上解决IP地址不足问题，第二种方案成本太大，世界上只要有任何一个区域用IPv4协议，你就要保留原有网络，而且最终仍解决不了与IPv6间的切换问题。”李星说。由此看来，第三种建设纯IPv6网络，并与现有网络互联互通，是目前较为可行的方案。

　　李星认为，建设IPv6网需要花费大量成本，如果不能解决与IPv4网络的互通问题，运营商的积极性不会高，因此建设IPv6网络需要有国家经费的补贴。教育网中IPv6网的运营就得益于国家的补贴。

　　吴建平认为，当前向IPv6过渡困难很多，还有许多技术问题有待解决，但核心是社会认知与政府的支持，不能仅仅依靠市场来推动。

　　时间表迫近，亟待发力

　　不仅是中国，全世界在下一代互联网普及路上都走得并不顺畅。　　

　　“从全球范围看，IPv6发展至今，其网络规模不到IPv4的1/10，流量只有IPv4的1%。”李星说。与此同时，推动互联网由IPv4版本向IPv6版本演进过渡，并在此基础上发展下一代互联网已成为全球共识，很多国家出台推进IPv6网建设的时间表。

　　困扰IPv4网和IPv6网互联互通的问题，似乎也看到了曙光。李星带领的研究组提出的无状态IPv4/IPv6翻译技术可以解决IPv4地址和海量IPv6地址空间的无状态映射问题，以及不兼容的IPv4协议和IPv6协议的翻译问题。通过在第二代教育网上的运行，证明了其原理和工程上的可行性，这有望解决向下一代互联网过渡的世界性难题。

　　中国下一代互联网示范工程在教育网上的试验，也验证了吴建平研究小组提出的真实源地址认证问题，这一方案为下一代互联网可信与安全问题提供了解决方案。

　　吴建平说，从目前情况看，我国在下一代互联网建设和研究的部分领域走在世界前列。而且教育网已经积累了丰富的经验和成果，现在需要加快IPv6网的过渡，为中国互联网发展赢得先机。