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中国向下一代互联网演进时不我待

来源:人民日报海外版 作者:张保淑 2017-07-19 10:10:33
内容摘要: 在近日召开的2017中国互联网大会上,工业和信息化部部长苗圩关于大力“推进下一代互联网商用部署和新型架构研发”的表述引发了互联网界人士密切关注。作为政府相关职能部门负责人,他此番表态无疑透露出中国审时度势,坚定推进下一代互联网的决心和国家意志。

物联网是现代城市运营管理的重要基础设施,而IPv6是物联网的基础协议。

中国下一代互联网示范工程核心网示意图 来源:中国教育网

  在近日召开的2017中国互联网大会上,工业和信息化部部长苗圩关于大力“推进下一代互联网商用部署和新型架构研发”的表述引发了互联网界人士密切关注。作为政府相关职能部门负责人,他此番表态无疑透露出中国审时度势,坚定推进下一代互联网的决心和国家意志。

  IPv6是下一代互联网主要协议

  “下一代互联网”是“Next Generation Internet”的中文翻译,我们从字面上并不能得到更多信息,要了解其内涵,必须回顾一下互联网发展史。

  互联网起源于上世纪六七十年代美国军方阿帕网。为了解决当时几十个计算机网络之间的互联互通问题,1974年,后来被称为“互联网之父”的温特·瑟夫和罗伯特·卡恩联合提出了传输控制协议TCP(Transmission Control Protocol)和网络连接通信协议IP(Internet Protocol网络之间互连的协议,简称互联网协议)。

  20世纪80年代初,TCP/IP被阿帕网接受为通讯协议,成为国际互联网的基础。互联网协议第四版本(IP version 4即IPv4)随即被确定下来,被广泛使用,构成“当代”互联网技术的基础协议。然而,随着互联网发展,到20世纪90年代初,IPv4的缺点日益为人们所认识,亟需克服其缺点,推动互联网变革。为此,全球互联网专家携手努力,设计开发互联网协议第六版本(IP version 6即IPv6,互联网协议第五版本即IPv5是实验性版本,未被广泛使用),并于1997年发布完毕,这就是“下一代互联网”。

  在中国工程院院士、清华大学计算机科学与技术系教授吴建平看来,IPv6被定位未来发展方向的“下一代互联网”是“当之无愧”的。这不仅在于它从根本上解决了网络地址空间不足的这一核心矛盾,还在于20年来,经受住了考验,至今也没有更优的网络结构能超越和替代它。吴建平认为,在未来10年到20年,IPv6一定是互联网的主要协议。

  中国互联网创新迎来机遇

  “互联互通”是互联网主要特性,而IP地址作为信息传输的基础如同门牌号一样,确定了网络中每一个链接的终端。然而,目前最广泛采用的IPv4协议存在一个根本缺陷:其IP地址由32位2进制数字组成,数量在理论上不到43亿个。由于技术原因,实际可供分配的IP地址,在此基础上大幅减少。对地球上70亿人来说,IPv4协议下的IP地址无疑是稀缺资源。事实正是如此,2011年2月,负责全球IP地址分配的国际互联网组织宣布其手中可分配的IPv4地址全部耗尽。虽然不是“使用耗尽”(各大洲网络信息中心和各大运营商仍握有大量IP地址资源)但是上述“分配耗尽”仍然清晰地表明,互联网面临一大发展瓶颈,需要迫切作出方向抉择。

  对中国来说,IP地址不足的矛盾显得尤为突出。这一方面在于中国在国际IP地址资源分配中处于不利地位,人均不足半个IP地址(美国人均地址达到5个);另一方面在于,近年来,随着“互联网+”持续推进,网络向生产生活各领域加快渗透,催生了智能制造、智能家居、智能驾驶等一系列“智能革命”,推动了物联网、云计算、5G技术等的进一步发展,进而促进规模宏大的终端设备已经或将要接入互联网,对IP地址需求空前强烈。虽然网络地址转换技术(NAT)、无类别域间路由技术(CIDR)等在一定程度上能对IP地址不足的缺陷产生一定弥补作用,但只能解决暂时问题,我们需要找到一个根本解决方案,而这个解决方案就是被称作下一代互联网的IPv6。其IP地址由128位二进制组成,IP地址数量理论上可以达到2的128次方个,能够为每一个网络终端提供一个固定的、单独的IP地址,甚至号称可以使“地球上的每一粒沙子都有自己的IP地址”。此外,IPv6在设计之初就充分考虑了移动性需求,更加适应移动互联时代特征。IPv6本身有端到端加密的功能,可以更好保护用户的隐私,有利于网络安全。

  在中国互联网协会理事长、中国工程院院士邬贺铨看来,IPv6对中国来说更深远的意义在于,摆脱了IPv4时代被动局面,可以与发达国家站在“同一起跑线上”。全球IPv6论坛常任董事、中国下一代互联网国家工程中心主任刘东也表示,发达国家已经在IPv4的标准和技术上占有垄断地位,但IPv6为中国带来自主创新的难得机遇,在业务应用、安全管控、根域名解析等方面,中国存在很大创新发展机会。

  梳理经验教训 加速布局

  在下一代互联网IPv6方面,国际竞争十分激烈,主要国家纷纷发力。比如美国,在上世纪90年代IPv6提出之后,就筹划建设下一代互联网,此后提出国家信息基础设施计划和下一代互联网倡议。近年,谷歌、苹果、亚马逊等美国网络巨头纷纷加快了向IPv6改造的步伐。官方大力支持和企业积极参与使美国的IPv6用户占全国网络用户比大幅提升至约33%。

  正是认识到发展下一代互联网的重大战略意义,中国早在1999年底即开始了相关研究,第一个项目是中国高速互连研究试验网络(NSFCNET)。该项目主持人就是吴建平。他介绍说,为实现中国下一代互联网跨越式发展,2002年春节前夕,中科院院士、中国空间自动控制学家杨嘉墀领衔57位院士,联名致信中央,迫切地提出立即研究建设下一互联网的建议。建议很快得到批复,中国下一代互联网示范工程的计划随后启动,该计划得到8个部委联合支持,电信运营商和教育科研网、众多高校和研究单位等全国数百个单位参与其中。经过5年奋斗,建成了当时全球最大的IPv6示范网,开发攻克了一批互联网IPv6关键技术,设备国产化率达到七成。“我们在这一阶段干得很漂亮,IPv6实验网在2008年北京奥运会上得到了国内外很高评价,技术创新也赢得了赞誉。我们当时处于国际领先水平。”吴建平说。

  根据中国下一代互联网的路线图和时间表,2011—2015年是向IPv6的过渡阶段,有关方面也加快了推进部署,继把IPv6列入国家战略性新兴产业之后,2011年12月,国务院部署加快发展下一代互联网。“十三五”规划纲要提出,超前部署下一代互联网,全面向互联网协议IPv6版过渡。2016年7月份发布的《国家信息化发展战略纲要》提出,加快下一步互联网大规模商用。但是,吴建平认为,中国下一代互联网第二个阶段进展不尽如人意。目前IPv6用户占全国互联网用户比例约为7%,排名被拉下来了。而造成这种局面的原因,在吴建平看来不外乎4方面:一是用户长期在IPv4环境下获取网络服务,习惯于用私有地址转换为公有地址上网,还没有形成固定IP地址习惯和强烈诉求,因而未能给网络运营商造成向IPv6演进形成足够压力;二是中国互联网企业整体上缺乏国际竞争力,并没有像国际互联网巨头谷歌、亚马逊那样最近几年大力向IPv6迁移;三是网络运营商和信息提供商之间没有形成合力;四是政府决策部门和产业领域受到一些五花八门技术的干扰。

  吴建平指出,去年11月,全球互联网最具权威的技术标准化组织——国际互联网工程任务组(IETF)发布了一个声明,希望未来的互联网协议标准全部基于IPv6来制定,新设备和新的扩展协议不再兼容IPv4,这表明全球IPv6的发展进入了一个快车道。对于中国来说,时不我待,必须进一步解放思想,加快布局下一代互联网,并实现核心技术突破,以此不仅可以实现自主可控,解决网络安全问题,而且还可以为建设网络强国奠定更为坚实的基础。

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