发展IPv6，还得这么干
2019年，欧洲网络信息中心宣布IPv4地址池耗尽，大规模IPv6 网络部署迫在眉睫。我国经过多年前瞻布局，已全面建成四通八达的IPv6网络“高速公路”。值得关注的是，在IPv4网络向IPv6网络的过渡中，我国活跃用户增长幅度与流量占比仍然不匹配，流量提升成为未来一段时间内发展IPv6产业的“头等大事”。
为推动我国IPv6从“通路”走向“通车”，近日工业和信息化部联合中央网信办发布《IPv6流量提升三年专项行动计划（2021—2023年）》，围绕“提升流量”引导行业各方协同深化IPv6规模部署工作。但是，我国在提升IPv6流量占比过程中仍面临诸多困境。面对产业互联网时代的巨大风口，IPv6将如何发挥得天独厚的优势，引爆强大的内生驱动力？
走出“地址翻译陷阱” 步入IPv6时代
随着2019年11月欧洲网络信息中心从可用池中进行最后的IPv4分配，全球43亿个IPv4地址已全部分配完毕，意味着没有更多的IPv4地址可以分配给互联网服务提供商（ISP）和其他大型网络基础设施提供商。按照预测，全球的IPv4地址早已枯竭几万次了，但NAT（网络地址转换）这种“地址翻译技术”的出现，可以将私有IP地址转化为公共IP地址。这样一来，IPv4的寿命又被延迟了一段时间。
赛迪智库无线电管理研究所研究员周钰哲在接受《中国电子报》记者采访时表示，目前采取NAT等技术手段使IPv4地址仍然满足使用需求。这就导致用户出于成本和需求的考虑，升级迁移IPv6的意愿大大降低。但利用NAT技术解决IP地址耗尽问题并不是长久之计，IPv6才是下一代互联网创新的起点和平台，因此，构建基于IPv6的网络空间命运共同体，是适应全球信息通信业演变趋势的迫切需要。
从上世纪90年代，各国便开始着手IPv6研发工作。2017年11月，中共中央办公厅、国务院办公厅正式印发《推进互联网协议第六版（IPv6）规模部署行动计划》，明确了推进IPv6规模部署的路线图和时间表；2018年以来，工信部连续3年组织开展IPv6规模部署专项行动。
如今，我国IPv6网络“高速公路”已经全面建成，截至今年5月，我国IPv6活跃用户为5.28亿户，占全部互联网用户的53.38%；骨干网、移动核心网、城域网、互联网骨干直联点等网络基础设施全面支持IPv6并承载IPv6业务；超过50%的云服务可用域支持IPv6，内容分发网络（CDN）IPv6业务加速能力已覆盖全国主要省市；市场主流移动终端均已支持IPv6，三大电信运营企业也已完成全部具备条件的存量家庭网关IPv6升级改造；LTE核心网、固网的IPv6流量超过10Tbps。
“从1999年我国教育科研网开始引入IPv6，我国的IPv6启动不算晚。随着近年来我国IPv6网络大规模铺设，IPv6的能力已经得到很好的验证，网络设备供应商、终端供应商共同开发了许多支持IPv6的网络产品，产业准备和产业支持能力方面已经具备地址迁移升级的基础能力。”中国信通院技术与标准研究所互联网中心主任、推进IPv6规模部署专家委秘书处副秘书长田辉告诉《中国电子报》记者。
从通路到通车 应用生态仍是堵点
虽然我国IPv6用户和网络规模位居世界前列，但值得关注的是，我国活跃用户增长幅度与流量占比仍不匹配。截至今年5月，移动网IPv6流出流量仅为8.5%，城域网流出流量占比不足3%。IPv6作为解决更多设备应用IP地址的方案，流量低，意味着IPv6尚未没有真正用起来。
应用是目前IPv6发展最为薄弱的环节，这已成为业内专家和行业用户的普遍共识。“目前我国IPv6的活跃用户绝大多数是在城域网里面，运营商分配了一些用户，但真正应用IPv6网络和设备的占比还不高，可以说IPv4还承载着越大部分的覆盖。”在IPv6行业深耕近20年的神州信创集团产品中心产品专业总监吕凯对《中国电子报》记者说。
针对当前和未来一段时期面临的“流量提升”核心问题，近日，工业和信息化部联合中央网信办发布了《IPv6流量提升三年专项行动计划（2021—2023年）》（以下简称《专项行动计划》），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分阶段提出了量化目标。
根据《专项行动计划》，到2021年年底，预计移动网络IPv6流量占比超过20%，固定网络IPv6流量规模较2020年年底提升20%以上，用户量TOP100的商业互联网应用浓度超40%，获得IPv6地址的固定终端占比超过70%；2023年底，移动网络IPv6流量占比超过50%，固定网络IPv6流量规模达到2020年年底的3倍以上，用户量TOP100的商业互联网应用IPv6浓度超过70%，获得IPv6地址的固定终端占比超过80%。
中国联通研究院网络中心总监王光全在接受《中国电子报》记者采访时表示，工信部发文推动我国IPv6规模部署从“通路”走向“通车”，从“能用”走向“好用”，运营商正在让IPv6这条高速公路实现“路基扎实、路面宽平、路标清晰、路网智能”。
“从目前来看，终端、网站应用对IPv6的支持度不足，是我国IPv6规模部署过程中从通路到通车面临的两大挑战。”王光全进一步指出，“终端方面，目前已具备IPv6能力的终端中，部分默认未开启IPv6或支持IPv4/IPv6双栈能力，这在一定程度上限制了能获得IPv6地址的终端数量；网站应用方面，目前网站及应用大多数是IPv6首页可达，更深层次的链接还未支持IPv6访问。直播、游戏等流量集中的应用，核心内容支持IPv6访问的较少。”
“从现阶段终端侧支持IPv6的程度来看，移动终端和固网终端的步调还不太一致。”田辉坦言，2019年，工信部要求所有入网移动终端支持IPv6，为移动用户升级迁移IPv6做了充分准备，然而固网终端方面，三大运营商分配给线网里的光猫终端还有很大一部分不支持IPv6，这部分用户无法直接升级更替，只有通过淘汰去更替。此外，家庭、办公环境的固网用户使用的WiFi路由器还没有纳入终端设备入网升级IPv6的要求中。数据告诉我们，我国全网80%的流量是通过固网连接的，从固网端推广IPv6升级改造难度较大却尤其重要。
单丝不成线，独木不成林。IPv6流量提升工作是一个系统工程，此次《专项行动计划》将流量目标进行拆解，聚焦影响流量占比的每个指标要素进行补短，性能的提升、应用广度和深度的拓展指日可待。
激发内生动力 IPv6+开启智能IP时代
根据《专项行动计划》，IPv6生态构建要遵循“以应用带动流量突破”的总体思路。2021年我国IPv6规模化部署推进迈入了新的阶段，路已铺好，若要吸引更多的车流物流，需要激发IPv6内生驱动力，让用户明显体会到IPv4时代不曾体会过的好。
云计算、物联网、AI技术的兴起，产业互联网风口的到来，能为地球上每一颗沙子都分配一个IP的IPv6，自带能与行业结合的创新价值，顺理成章地成为下一代互联网创新的起点和平台。
“IPv6作为新一代的地址分配技术，背后的赋能逻辑是‘IPv6与信息技术和产业’共同的叠加作用。”吕凯向记者指出，“IPv6无论从内部驱动力，还是应用赋能驱动作用，都没办法像5G和上云那样显眼，其更像是信息技术的‘源头活水’”。
业内专家普遍指出，IPv6+这一智能IP网络驱动流量爆发的内生驱动力，主要体现在两方面——赋能万物互联应用，以及提升网络技术创新价值。一方面，物联网、智慧城市、智能家居、工业互联网等万物互联应用多设备连接，有着非常大的地址需求，将依赖IPv6提供超大容量地址，未来物联网系统将逐步实现IPv6改造。
另一方面，基于IPv6能够展开SRv6（原路由IPv6）、网络切片、随流检测、BIERv6和APN6等内容为代表的协议创新，以及以5G承载和云网融合为重点应用场景的业务创新。过去，IPv4只能提供尽力而为的互联网业务，基于IPv6开展业务，用户可以感受到网络具有更好的灵活部署、快速开通能力以及网络确定性服务能力。也就是说，IPv6+将帮助网络单元和网络控制器实现网络人工智能和网络自动驾驶能力，能够实现网络的自动分发和自动配置，以及网络故障自动发现、识别、恢复、调优。
在产业互联网时代，NAT技术无法继续为IPv4“保鲜”，其终将被淘汰，IPv6势必会站在更重要的位置去发挥作用，但在目前的过渡阶段，需要国家政策引导和内生动力双向引导。
吕凯在谈到神州信创集团2019年做的某项目时深有感触：“当时，还有很大一部分用户停留在IPv4/IPv6双栈地址应用阶段，尤其当时IPv6应用设施、应用条件和环境还不太具备单纯使用IPv6的条件。现阶段，企业在智能IP时代看到IPv6应用潜质的同时，国家政策还要再‘推一把’，否则在未来的一段时间内，用户可能仍将停留在IPv4/IPv6双栈应用的漫长过渡中，而这个过程必须越短越好，因为当整个网络长期处于双栈状态时，出于网络安全性、运维复杂程度来看，都无益于下一阶段IPv6的创新发展。”