新一代互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議發(fā)展動態(tài)

1、新一代互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議發(fā)展動態(tài)通信工程14-1班薛濤 5021210134摘要:目前的全球因特網(wǎng)所采用的協(xié)議族是TCP/IP協(xié)議族。IP是TCP/IP協(xié)議族中網(wǎng)絡(luò)層的協(xié)議,是TCP/IP協(xié)議族的核心協(xié)議。隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展,現(xiàn)行版本IP協(xié)議(IPv4面臨越來越多的問題,因此迫切需要有一種新的互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議。IPv6就是用于替代現(xiàn)行版本IP協(xié)議(IPv4的下一代IP協(xié)議。關(guān)鍵詞:IPV6;發(fā)展動態(tài)互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議(IP是互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議群(Internet Protocol Suite ,IPS中眾多通信協(xié)議中的一個,也是其中最重要的一個。面對IPV4地址的枯竭,新一代網(wǎng)絡(luò)協(xié)議由此興起。但是IPV6的發(fā)展卻是緩慢和

2、充滿挑戰(zhàn)的,因此探索和總結(jié)新一代網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的發(fā)展動態(tài)具有重要意義。1.互聯(lián)網(wǎng)面臨的挑戰(zhàn)20世紀90年代,移動通信和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)突飛猛進,全球互聯(lián)網(wǎng)用戶數(shù)突破了5億,目前已近7億。無論在技術(shù)還是在發(fā)展速度,互聯(lián)網(wǎng)獲得的巨大成功是不爭的事實。然而在新世紀初,互聯(lián)網(wǎng)在前進的道路上面臨著一系列的挑戰(zhàn)。挑戰(zhàn)之一:為了讓人們擁有更多更有價值的服務(wù)與應(yīng)用,互聯(lián)網(wǎng)需要提供比現(xiàn)在大得多的通信能力,可能所需的接入帶寬要比目前大100倍,骨干網(wǎng)的總帶寬要比目前大1000倍。如何創(chuàng)造既滿足上述通信能力產(chǎn)生大規(guī)模經(jīng)濟,又在總成本上只需作適度增加的新技術(shù)是一大挑戰(zhàn),尤其是寬帶接入瓶頸還遠遠沒有打開。挑戰(zhàn)之二:隨著政府上網(wǎng)、企

3、業(yè)上網(wǎng)等,現(xiàn)有互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議IPv4定義的有限地址空間很快就要不夠用,估計在20052010年間將分配完畢,這勢必影響互聯(lián)網(wǎng)的普及和深化發(fā)展,擴大地址空間已經(jīng)成為互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的當務(wù)之急。挑戰(zhàn)之三:目前互聯(lián)網(wǎng)所提供的服務(wù)是“盡力而為”的,得不到質(zhì)量保證,這顯然是不能令人滿意的,尤其是對那些實時性要求較嚴的服務(wù)?！氨M力而為”也使運營商或服務(wù)提供商難以推出能盈利的商業(yè)模式,影響互聯(lián)網(wǎng)的深化發(fā)展。如何從“盡力而為”的服務(wù)過渡到具有服務(wù)質(zhì)量保證的強勢服務(wù)是一大挑戰(zhàn)。挑戰(zhàn)之四:由于互聯(lián)網(wǎng)是一種全球性、開放性、透明性的網(wǎng)絡(luò),是無邊界的,任何團體或個人都可以在網(wǎng)上方便地傳送或獲取各種信息,而目前網(wǎng)絡(luò)自身的安全保護能

4、力有限,許多應(yīng)用系統(tǒng)處于不設(shè)防或很少設(shè)防的狀態(tài),存在著太多的弱點,而將來對網(wǎng)絡(luò)的攻擊不僅僅是蠕蟲、病毒和黑客攻擊,還會有瞄準互聯(lián)網(wǎng)基本機理的攻擊,使關(guān)鍵的交換機、路由器和傳輸設(shè)備癱瘓,網(wǎng)絡(luò)安全問題必然給信息安全帶來極大的風(fēng)險和隱患,我們面臨網(wǎng)絡(luò)與信息安全方面的挑戰(zhàn)也越來越大。挑戰(zhàn)之五:1998年美國首次用數(shù)字鴻溝來比喻信息貧富差距。在過去的40多年中,全球電信網(wǎng)絡(luò)以每年4%到7%的速度穩(wěn)步發(fā)展,網(wǎng)絡(luò)規(guī)模增長了8倍多。不同國家之間電話普及率的差距一直在不斷縮小。然而,當我們正在彌補上世紀80年代的電話鴻溝時,上世紀90年代的信息革命浪潮又形成了新的更大的鴻溝。截至2001年1月,占世界人口15%

5、的高收入者占有了全球固定電話線數(shù)的55%、移動用戶數(shù)的65%、互聯(lián)網(wǎng)用戶數(shù)的74%。其中互聯(lián)網(wǎng)鴻溝尤其大。不僅發(fā)展中國家與發(fā)達國家之間存在明顯的數(shù)字鴻溝,而且每個國家內(nèi)部,發(fā)達地區(qū)和貧困地區(qū)之間、城市和農(nóng)村之間、富人和窮人之間、不同種族之間也存在著較大的信息貧富差距。所以,縮小數(shù)字鴻溝,實現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)普遍服務(wù),向全人類普及互聯(lián)網(wǎng)接入與應(yīng)用是我們面臨的另一個巨大挑戰(zhàn)。挑戰(zhàn)之六:互聯(lián)網(wǎng)自上世紀90年代中期商用化以來很快形成了所謂的眼球經(jīng)濟,即以沖浪、瀏覽為主的單一商業(yè)模式,雖然發(fā)展很快,但是沒有形成多贏的新的價值鏈以及相應(yīng)的商業(yè)模式?；ヂ?lián)網(wǎng)要在完全開放與競爭的市場環(huán)境中得以持續(xù)發(fā)展,不走入死胡同,就必

6、須從眼球經(jīng)濟走向能夠創(chuàng)收和盈利的模式。如何在互聯(lián)網(wǎng)上推出更多更有價值并能不斷衍生的服務(wù)與應(yīng)用,如何形成新的價值鏈和找出能夠盈利的商業(yè)模式都是必須面對的挑戰(zhàn)。2.發(fā)展新一代網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的重要意義為了應(yīng)對這些挑戰(zhàn),給下一代服務(wù)的提供搭建具有更高性能、更高質(zhì)量、更加可靠、安全、經(jīng)濟與開放的舞臺,使互聯(lián)網(wǎng)對用戶的價值變得更大,我們需要下一代的互聯(lián)網(wǎng)。下一代互聯(lián)網(wǎng)需要許多技術(shù)來支撐,但首當其沖的是下一代互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議IPv6,因為網(wǎng)絡(luò)協(xié)議好比計算機的操作系統(tǒng),是網(wǎng)絡(luò)如何運行、如何完成通信的一套規(guī)則?，F(xiàn)有的互聯(lián)網(wǎng)是在IPv4協(xié)議的基礎(chǔ)上運行。IPv6是下一版本的互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議,它的提出最初是因為隨著互聯(lián)網(wǎng)的迅速發(fā)展,

7、IPv4定義的有限地址空間將被耗盡,地址空間的不足必將影響互聯(lián)網(wǎng)的進一步發(fā)展。為了擴大地址空間,擬通過IPv6重新定義地址空間。IPv4采用32位地址長度,只有大約43億個地址,估計在20052010年間將被分配完畢,而IPv6采用128位地址長度,幾乎可以不受限制地提供地址。按保守方法估算IPv6實際可分配的地址,整個地球每平方米面積上可分配1000多個地址。在IPv6的設(shè)計過程中除了一勞永逸地解決地址短缺問題以外,還考慮了在IPv4中解決不好的其它問題。IPv6的主要優(yōu)勢體現(xiàn)在以下幾方面:擴大地址空間、提高網(wǎng)絡(luò)的整體吞吐量、改善服務(wù)質(zhì)量(QoS、安全性有更好的保證、支持即插即用和移動性、更

8、好實現(xiàn)多播功能。顯然,IPv6的優(yōu)勢能夠?qū)ι鲜鎏魬?zhàn)直接或間接地作出貢獻。其中最突出的是IPv6大大地擴大了地址空間,恢復(fù)了原來因地址受限而失去的端到端連接功能,為互聯(lián)網(wǎng)的普及與深化發(fā)展提供了基本條件。當然,IPv6并非十全十美、一勞永逸,不可能解決所有問題。IPv6只能在發(fā)展中不斷完善,也不可能在一夜之間發(fā)生,過渡需要時間和成本,但從長遠看,IPv6有利于互聯(lián)網(wǎng)的持續(xù)和長久發(fā)展。3.新一代網(wǎng)絡(luò)協(xié)議IPV6標準化的進程3.1.IETF一直以來,IPv6標準主體部分的制定主要由IETF負責(zé),經(jīng)過多年的努力,目前IETF已經(jīng)制訂出100多項有關(guān)IPv6協(xié)議的RFC。IETF有兩個工作組負責(zé)IPv6標

9、準的制定:IPng(下一代因特網(wǎng)協(xié)議工作組和NGtrans(下一代網(wǎng)絡(luò)演進工作組。IPng(IPv6工作組:IPng工作組于1992年開始著手IPv6標準制定的工作,到1995年正式確定IPv6基礎(chǔ)協(xié)議。NGtrans 工作組:該工作組的任務(wù)有4項:對用于IPv6演進的方法和工具進行規(guī)范;編制與IPv6演進相關(guān)的文檔;協(xié)調(diào)6BONE試驗床;試驗地址分配和協(xié)調(diào)IETF與其它組織的IPv6活動。3.2.3GPP制訂下一代移動通信系統(tǒng)“IMT-2000”標準的3GPP(third generation partnership project,已經(jīng)在2000年5月份決定在下一代移動技術(shù)的基本協(xié)議中支持

10、IPv6。3.3.ITU-TITU-T是一個政府間的國際標準組織。近幾年由于IP技術(shù)的迅猛發(fā)展,傳統(tǒng)的電信標準受到了很大的影響。目前,ITU-T與IETF已經(jīng)在IP標準領(lǐng)域開展合作。ITU-T專門制定一個IP標準計劃,IPv6有關(guān)的標準也列在其中。3.4.IETF-3GPP IPv6設(shè)計組IETF和3GPP在2003年聯(lián)合組成了一個工作組,以便協(xié)調(diào)IPv6標準在第三代通信系統(tǒng)中的應(yīng)用。該工作組目前的工作是評審現(xiàn)有3G中的IPv6標準,并為相應(yīng)的標準作編號以及部署在這些領(lǐng)域內(nèi)的工作計劃,其中包括IPv6在3G的標準執(zhí)行、尋址方式、與手機相關(guān)的設(shè)備支持(路由器、代理服務(wù)器、DNS、安全性、MTU、

11、網(wǎng)絡(luò)演進、遠程管理以及移動IPv6等。4.國外IPv6發(fā)展現(xiàn)狀I(lǐng)Pv6正在全球受到越來越多的重視。在亞洲,由于缺少地址等原因,對待IPv6的態(tài)度比歐美積極,其中最積極的是日本,因為上世紀日本在互聯(lián)網(wǎng)方面與在移動通信方面一樣,錯失了良機。日本政府和眾多日本企業(yè)決心在新世紀把寶押在3G和IPv6上,以這兩個寶為契機,使日本重新成為全球最先進的IT國家之一。日本政府把IPv6技術(shù)的確立、普及與國際貢獻作為政府的基本政策,將現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)推進過渡到IPv6網(wǎng)絡(luò)作為“超高速網(wǎng)絡(luò)建設(shè)和競爭政策”的具體目標,明確設(shè)定在2005年完成互聯(lián)網(wǎng)向IPv6的過渡。由于政府重視、企業(yè)積極,日本自1992年就起步著手研發(fā)和標

12、準化工作,目前在IPv6的研發(fā)與應(yīng)用方面走在世界的前列。日本于1999年12月開始提供試驗服務(wù),2001年4月開始提供商用服務(wù),到目前為止,NTT Com、Japan Telecom 和KDDI等日本的主要運營商和ISP幾乎都已經(jīng)提供IPv6商業(yè)化接入服務(wù),日本全國利用IPv6的環(huán)境正日益完善。日本在應(yīng)用方面,主要研究和驗證的內(nèi)容包括:IPv6的下一代服務(wù)模型、家電網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用和服務(wù)、網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中的IPv6信息機器、使用信息家電的個人內(nèi)容交換系統(tǒng)、信息家電安全和有效的通信技術(shù)、面向流媒體的服務(wù)終端及其業(yè)務(wù)、無線互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)、IPv6網(wǎng)絡(luò)上的IP電話、用非個人電腦設(shè)備實施的互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用服務(wù)、信息家電圖像

13、的傳送和應(yīng)用、內(nèi)容傳送模型驗證及收費/認證功能。通過這一系列的工作,將來IPv6一定會給日本帶來許多新的服務(wù)與應(yīng)用?，F(xiàn)在可以想到的包括互聯(lián)網(wǎng)廣播、在線結(jié)算、在線教育、電子政府、IP電話、音樂圖像的下載、可視電話、多媒體電子郵件、與智能交通系統(tǒng)結(jié)合等。在這些新服務(wù)中,連接對象除人以外,包括從聲像設(shè)備到空調(diào)、冰箱、微波爐等家電設(shè)備。在服務(wù)方式上,除了現(xiàn)有的服務(wù)器方式以外,還將引入端到端的對等通信方式,例如可視電話、向個人發(fā)送自己拍攝的圖像、游戲?qū)值?。韓國也比較重視IPv6,在戰(zhàn)略、政策、立法、項目資助、國際合作等方面都有相應(yīng)措施。韓國制訂了IPv6的演進進程,共分四個階段。第一階段(2001年以

14、前建立IPv6試驗網(wǎng),開展驗證、運行和宣傳工作;第二階段(2002年 2005年建立IPv6島,與現(xiàn)有IPv4大網(wǎng)互通,在IMT2000上提供IPv6服務(wù);第三階段(2006年2010年建立IPv6大網(wǎng),原IPv4大網(wǎng)退化為IPv4島,與IPv6大網(wǎng)互通,提供有線和無線的IPv6商用服務(wù);第四階段(2011年以后演變成一個單一的IPv6網(wǎng)。歐洲在互聯(lián)網(wǎng)方面落后于美國,但在移動通信方面領(lǐng)先于美國,所以歐洲發(fā)展IPv6的基本戰(zhàn)略是“先移動,后固定”,希望在IPv6方面掌握先機,通過3G標準的部署來實現(xiàn)在未來互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域與美國并駕齊驅(qū)的目標。歐盟認為:IPv6是發(fā)展3G移動通信的必要工具,如果想大規(guī)模

15、發(fā)展3G,就不得不升級到IPv6。制定3G標準的3GPP組織已經(jīng)決定以IPv6為基礎(chǔ)構(gòu)筑下一代移動網(wǎng),使IPv6成為3G必須遵循的標準。歐洲的主要目標是:2003年底開始推出IPv6服務(wù), 2005年底運營商完成向IPv6的轉(zhuǎn)換,在所有新的家電裝置中引入IPv6連接,將基于互聯(lián)網(wǎng)的系統(tǒng)集成到運輸工具及相關(guān)的移動商務(wù)基礎(chǔ)設(shè)施中,實現(xiàn)人與人之間、物與物(從電話到汽車之間的通信。歐洲目前已經(jīng)建立了Euro6IX和6NET等IPv6試驗網(wǎng)絡(luò)進行有關(guān)推廣,部署IPv6的準備,歐洲各大廠商也都加快了IPv6開發(fā)和產(chǎn)品化進程,各種試驗項目正逐步成熟。美國由于是IPv4的發(fā)源地,因此無論在地址資源和商業(yè)應(yīng)用方

16、面都占據(jù)了先天的優(yōu)勢,在IPv4主導(dǎo)的傳統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的領(lǐng)先地位和IP地址資源優(yōu)勢,因此目前既沒有地址短缺的憂慮,又很不愿意改動花費大量資本構(gòu)建的IPv4商業(yè)網(wǎng)絡(luò)體系,所以目前主要是以世界IPv6研究、協(xié)調(diào)中心的面目出現(xiàn)的,研究和開發(fā)IPv6的主要組織如IETF、6BONE等都在美國。但美國在IPv6的商業(yè)化推廣方面的力度沒有歐洲和日本大。最近,由于美國新經(jīng)濟發(fā)展受阻,需要尋找新的商機,同時北美對寬帶IP 服務(wù)有大量的潛在需求,對IPv6的需求逐漸明顯。同時美國也不希望失去在互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的主導(dǎo)地位和市場優(yōu)勢。美國在發(fā)生911事件以后非常擔(dān)心恐怖分子對其網(wǎng)絡(luò)進行致命性的攻擊,所以對待IPv6的態(tài)度現(xiàn)

17、在已經(jīng)有所變化。各主要廠商出于商業(yè)利益考慮開始支持IPv6,已經(jīng)或者準備推出支持IPv6的試驗性產(chǎn)品。5.IPv6在中國由于歷史的原因,中國在IPv4的發(fā)展中處于后進的狀態(tài),在國際上發(fā)言權(quán)不多,導(dǎo)致在IP地址的供需上嚴重失衡。截止2002年8月,擁有13億人口的中國,只有大約2502萬個IP地址,B類地址不足200個,A類地址一個都沒有(數(shù)據(jù)來源:來自ARIN 和APNIC互聯(lián)網(wǎng)地址分配機構(gòu)APNIC(亞洲/大洋州, ARIN(北美/南美。不言而喻,中國應(yīng)該是全球最需要IP地址的國家之一。同時,中國作為一個互聯(lián)網(wǎng)和移動通信大國,理應(yīng)要在下一代互聯(lián)網(wǎng)標準和資源分配中力爭更大的發(fā)言權(quán)。中國對IPv

18、6的研究始于1998年,主要參與者是一些高等院校和研究機構(gòu)。其中,天地互聯(lián)信息技術(shù)有限公司(BII在2000年建立了中國第一個面向商用的IPv6試驗床,2001年實現(xiàn)了與清華大學(xué)和北京郵電大學(xué)的互聯(lián)互通,并加入了6BONE。2002年3月,該公司又與信息產(chǎn)業(yè)部電信傳輸所聯(lián)合發(fā)起成立了6TNet (IPv6 Telecom Trial Net組織,聯(lián)合國內(nèi)外運營商、IPv6廠商及主要研究機構(gòu),共同搭建多運營商和多廠商的IPv6試驗平臺,致力于推動中國的IPv6商用化進程。目前已經(jīng)建設(shè)了3個骨干網(wǎng)絡(luò)節(jié)點,并與6BONE連接,通過2.5G 光纖運行純IPv6協(xié)議,提供IPv6 WWW、IPv6等多種

19、應(yīng)用服務(wù)。2002年5月, BII還與地方運營商合作,建立了中國第一個商用的電信級IPv6試驗網(wǎng)。對中國而言,IPv6的發(fā)展將給我們帶來巨大機遇。作為互聯(lián)網(wǎng)和移動通信大國,基于IPv6的互聯(lián)網(wǎng)將在我國從基礎(chǔ)設(shè)施、服務(wù)與應(yīng)用、媒體與內(nèi)容、設(shè)備制造等層面形成新的巨大產(chǎn)業(yè),拉動經(jīng)濟的發(fā)展。從全局觀點看,IPv6也許是比 3G 更為重要的一次機遇。 為推動國內(nèi) IPv6 研究和產(chǎn)業(yè)的發(fā)展， 原國家計委于 2002 年 6 月啟動了“關(guān)于下 一代互聯(lián)網(wǎng)中日 IPv6 合作項目”， 并正在研究和推動與歐洲在 IPv6 方面的合作。 2003 年發(fā)展改革委會同有關(guān)部門組織進行中國下一代互聯(lián)網(wǎng)戰(zhàn)略研究，并準備

20、 安排“中國下一代互聯(lián)網(wǎng)示范工程 CNGI”大型項目。 經(jīng)過高速發(fā)展后的互聯(lián)網(wǎng)， 其核心地位已不可撼動，但在它邁向下一步的時 候遇到了重大的挑戰(zhàn)。 時代在呼喚下一代互聯(lián)網(wǎng)。下一代互聯(lián)網(wǎng)最終將以新的面 貌出現(xiàn)在地平線上，它將在容量（包括帶寬與地址） 、質(zhì)量和功能上給予我們足 夠的保證，人類邁向信息時代，IPv6 是不可缺少的一步。 電信領(lǐng)域國際標準化工作的最高權(quán)威機構(gòu)國際電聯(lián)（ITU）也一直在關(guān)注 著 IPv6 的發(fā)展，ITU 的專家參加了 IETF 關(guān)于 IPv6 項目的討論，IPv6 的專家也 不時地向 ITU 通報進展情況。ITU 多次組織研討會或論壇，邀請 IPv6 專家和各 國代表共同

21、探討 IPv6 的發(fā)展趨勢和應(yīng)用前景，所有這些都受到了 ITU 最高權(quán)力 機構(gòu)的肯定和支持。前不久，APNIC 還申請加入國際電聯(lián)，此舉必將對雙方今后 的合作奠定堅實的基礎(chǔ)，也將對 IPv6 在亞太地區(qū)，乃至在全球的推廣應(yīng)用產(chǎn)生 影響。ITU 現(xiàn)密切關(guān)注著中國、日本、韓國和其它亞太地區(qū)國家 IPv6 的應(yīng)用進 展。ITU 電信標準化局趙厚麟局長對 IPv6 給予了充分的肯定。他認為，IPv6 是 我們努力的下一個目標，是現(xiàn)代通信史上的一個重要里程碑，IPv6 的前景是光 明的。 6.中國 IPv6 發(fā)展前景及策略分析 (1 在 IPv6 的部署只有少數(shù)國家取得實質(zhì)進展、全球發(fā)展局面尚未全面打 開的時候， 中國全面部署的風(fēng)險會很大；而任由產(chǎn)業(yè)界自我發(fā)展的方式則可能使 中國失去一次很好的發(fā)展機會。因此，在國家的組織和產(chǎn)業(yè)界的共同