诱因：单栈与双栈的“过渡”之痛
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5小时1.8万用户“掉线”：日本IPv6通信故障启示什么?
在ICT快速渗透的当下，通信已经成为继水、 电、气、交通之后的第五大城市公共基础设施，而每一次通信故障的发生，都会给业界带来警醒与启示。
2022年2月1日，日本移动运营商NTT DoCoMo发生了全国范围内的重大通信故障。在早上7:30到12:13长达5个小时之内，全国约有18000名用户遭遇了无法上网和进行VoLTE语音通话，在日本本土引发了诸多关注。
随后在2月7日，NTT社长召开新闻发布会，就本次事故深表歉意并公布故障原因。
日媒相关报道。
值得关注的是，据公告指出，此次通信故障的原因是引入“IPv6单栈方法”后，服务器的负载暂时增加，结果，控制与网络的通信的信号被发送到终端，这使得通信变得困难。当前，我国互联网产业发展正处于产业和技术升级的关键节点，此次日本IPv6通信故障对我国今后发展又有何启示?
随着物联网设备的增加和5G的普及，IPv4地址在全球范围内出现短缺，严重制约了互联网的应用和发展，对此，运营商、设备商、互联网企业等产业链合作伙伴都在积极推动IPv6发展，据悉，IPv6的地址长度为128位，是IPv4地址长度的4倍，因此，IPv6的使用，不仅能解决网络地址资源数量的问题，而且也解决了多种接入设备连入互联网的障碍。
然而，IPv6的普及和推广并非一蹴而就，众所周知，互联网的基石是IP，在互联网全球化的前提下，IP的规格必须是一样的，因此，互联网从IPv4发展到IPv6，不是“升级”而是“替代”。因此更需要全局部署，保持与IPv4的互联互通，与全球互联网协同发展还要从基础设施、应用层、软件系统、终端等方面进行系统升级，其范围之广、难度之大、影响之深是可以想象的。
对此，在IPv4向IPv6过渡阶段，业界通常会采用IPv4/IPv6双栈模式，即为终端分配IPv4和IPv6两套IP地址，如果对端是IPv4服务器，就用IPv4通信；如果对端是IPv6，就用IPv6进行通信。
然而，在双栈模式下，要求移动网络中的所有设备都支持IPv4/IPv6两套协议栈，存在升级周期慢、维护成本高等问题，且无法根本解决IPv4地址短缺问题，因此为了最大限度地提升IPv6利用率，NTT DoCoMo提出在2022年春季在移动网络中引入IPv6单栈模式。
据了解，IPv6单栈模式又称纯IPv6，旨在移动数据通信中仅为终端分配IPv6地址。不过，由于IPv6协议和IPv4协议不兼容，因此，DoCoMo采用了DNS64/NAT64和464XLAT两种IP地址转换方法，前者可解决Native IPv6用户连接IPv4服务器的问题，后者允许终端上的IPv4-Only应用在IPv6单栈网络上进行通信。
回看NTT DoCoMo的公告既可了解，此次通信故障正是因为其在移动网络中引入“IPv6单栈”模式，导致服务器负荷增加，从而造成部分移动用户无法进行数据通信和语音通话。随后，NTT DoCoMo采取了回退到“IPv4/IPv6双栈模式”的紧急措施，才在5个小时后使得通信恢复正常。
无疑，双栈技术是IPv4向IPv6过渡的一种有效的技术，但这种方式需要双路由基础设施，即所有节点都支持双栈，因此增强了改造和部署难度，网络复杂程度也更高，并且，双栈技术的推动，从某种程度上也制约了IPv6的快速迭代发展，如果产业链都采用双栈技术，等于每个人都等待着别人去改造，IPv6的部署也就成了镜花水月。
对此，中国联通研究院副院长、首席科学家唐雄燕指出，由双栈模式迈向单栈模式是大势所趋，但在实际推进中的部署统筹、技术细节、网络运维等环节都需要做好扎实准备工作，特别是在网络虚拟化、云化的背景下，从IPv4到IPv6的过渡更要行稳致远。
启示：如何加速迈向“纯”IPv6时代？
IPv6是互联网升级演进的必然趋势、网络技术创新的重要方向、网络强国建设的基础支撑，中国IPv6科学研究工作和推广工作开始于20年前，自2001年中国就开始做IPv6发展战略研究，再到2003年由工信部、科技部、国家发展和改革委员会等八个部委联合发起的中国下一代互联网示范工程(CNGI项目)正式启动，经历低潮与起伏，毫无疑问，作为IPv6的先头部队，中国也在积极推进IPv6单栈网络部署。
事实上，互联网体系结构是互联网的关键核心技术。据悉，互联网关键核心技术通常有三个主要的研究内容，一是互联网任何技术要在大规模的网络基础上验证，一定要有示范工程或叫试验网络。二是核心设备不断突破摩尔定律。三是路由控制技术成为互联网创新的一个广阔领域，适应互联网应用和通信发展需求的各种各样创新都是不断出现。
对此，推进IPv6规模部署专家委副主任、中国工程院院士吴建平指出，首先，要强化关键核心技术的创新和发展。不掌握核心技术，创新就不容易实现。其次，要加大力度去参与国际互联网技术问题的解决和国际标准的制定。随着时间的推移，互联网技术的话语权就会越来越大，只有参与才可能有更大的话语权，抓住机遇，构建以IPv6下一代互联网为主的自主技术产业生态。
在唐雄燕看来，IPv6的发展也应率先做好迁移化工作，只有将在IPv4上的应用与用户持续迁移到IPv6的模式下，才能进一步加速IPv6的规模化发展，这就需要运营商、终端与应用厂商通力协作，共建面向未来的智能化网络。
去年七月，中央网信办、国家发展改革委、工业和信息化部印发《关于加快推进互联网协议第六版(IPv6)规模部署和应用工作的通知》(以下简称《通知》)。《通知》围绕落实“十四五”目标指标，聚焦IPv6部署应用的关键环节，部署了10个方面30项重点任务。其中第一条就提到了“积极推进IPv6单栈网络部署”。
特别在定性目标方面，《通知》提出，到2025年末，全面建成领先的IPv6技术、产业、设施、应用和安全体系，我国IPv6网络规模、用户规模、流量规模位居世界第一位。之后再用五年时间，完成向IPv6单栈的演进过渡，IPv6与经济社会各行业各部门全面深度融合应用，成为全球互联网技术创新、产业发展、设施建设、应用服务、安全保障、网络治理等领域的重要力量。
无疑，《通知》的发布，明确提出了全面、深入推动IPv6与经济社会深度融合已经成为坚定的国家意志，而IPv6单栈网络部署，也就是纯IPv6网络的部署已经成为阶段性重要目标，并成为IPv6与经济社会深度融合，实现全球技术创新、产业发展等领域重要力量的先决条件。
可以预见，在“十四五”新旧交替的关键时期，IPv6的真正普及和广泛部署，不仅需要通过政策的形式进一步推进，还需在5G、物联网、工业互联网等新领域完成IPv4的应用迁移与新应用IPv6的规模部署，构建以IPv6为核心的新一代基础设施，持续提升端-网-云-用的IPv6能力。
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