近日,中共中央办公厅、国务院办公厅印发了《推进互联网协议第六版(IPv6)规模部署行动计划》(以下简称《行动计划》)。《行动计划》强调,要加强与国际标准化组织的合作,积极参与下一代互联网相关标准制定,扩大中国标准国际影响力,共同推进国际标准化进程,到2025年末,我国网络、应用、终端要全面支持IPv6,形成全球领先的下一代互联网技术产业体系。
什么是IPv6?
《行动计划》中提到的IPv6,其实是Internet Protocol Version 6的缩写,其中Internet Protocol译为“互联网协议”。目前,基于IPv6的下一代互联网已在全球许多地方开始应用,但对许多人来说,似乎仍隔着一层面纱,看得不太清楚。
中国工程院院士、清华大学教授吴建平解释说:对于计算机硬件来说中,最核心的是CPU(中央处理器);对软件来说,最核心的是操作系统;而对互联网来说,最核心的是互联网的体系结构。换句话说,“如果想要在互联网掌握更多话语权,就需要更多参与体系结构中的相关标准制定”。
互联网体系结构中,最核心的是网络层。利用网络层,互联网将所有通信技术统一起来。吴建平介绍说,真正的网络层是由三个要素组成,一是传输格式,因为互联网的初衷是用互联网连接所有的通信系统和网络,所以它的标准传输格式是非常重要的。第二是转换方式,互联网之所以在众多的网络和通信技术中胜出,最重要的是采用了无连接分组交换技术,也就是IP技术,有这个技术才能够去使用和包容所有的通信和网络手段,这是它最成功的方面。此外,互联网把数据从一端送到另一端是靠中间的路由控制算法。
1980年,由来自全球各地工程师组成的互联网工程任务小组(IETF)制定出第四版互联网协议IPv4相关标准,定义了传输格式。这个格式中有一个很重要的信息就是地址,即网络空间编址。当时设计中网络空间编址为2的32次方,最多能提供40多亿个网址。没想到互联网急剧发展,人们开始意识到,这个数量级并不能满足互联网飞速发展的需求。
上世纪90年代初期,在互联网发展的同时,人们也开始设计下一代互联网,同时试图修正IPv4中的不足。从1992年到1997年,多国专家提出了32个方案,最终被综合形成了第六版互联网协议IPv6,将地址空间扩大到2的128次方。“这个空间大到无法想象,也就是说,地球上每一平方米,都可以有10的26次方的地址,甚至可以分配地址到空中的尘埃。”吴建平说,“IETF将IPv4到IPv6的变化称为下一代IP,这也就是我们说的下一代互联网。”
基于IPv6的“雪人计划”
就在《行动计划》发布之际,记者从下一代互联网国家工程中心获悉,由该中心牵头发起的“雪人计划”目前已在全球完成25台IPv6(互联网协议第六版)根服务器架设,中国部署了其中的4台,打破了中国过去没有根服务器的困境。
最新统计数据显示,截至2017年8月,25台IPv6根服务器在全球范围内已累计收到2391个递归服务器的查询,主要分布在欧洲、北美和亚太地区,一定程度上反映出全球IPv6网络部署和用户发展情况。从流量看,IPv6根服务器每日收到查询近1.2亿次。
根服务器负责互联网最顶级的域名解析,被称为互联网的“中枢神经”。美国利用先发优势主导的根服务器治理体系已延续近30年。在过去的IPv4体系内,全球共13台根服务器,唯一主根部署在美国,其余12台辅根有9台在美国,2台在欧洲,1台在日本。
工程中心主任刘东对记者说,这个治理体系一方面造成了全球互联网关键资源管理和分配极不均衡;另一方面,缺乏根服务器使各国抵御大规模“分布式拒绝服务”攻击能力不足,为各国互联网安全带来隐患。中国面临的首要问题是根域名服务器被垄断。根服务器“可以说是全球互联网的核心命脉”,一旦根服务器出现问题,整个互联网都会瘫痪。目前,全球唯一的主根服务器和9台辅根服务器都设在美国。美国拥有随时进行毁灭性网络打击的能力,对很多国家来说,网络信息安全乃至于国家安全的潜在风险不可估量。例如,伊拉克、利比亚曾被美国终止顶级域名“.iq”“.ly”的申请和解析工作服务,导致两国相关网站在互联网消失了数天。
随着互联网接入设备数量增长,原有IPv6体系已经不能满足需求,IPv6协议在全球开始普及。
刘东介绍说,工程中心抓住这个历史机遇,于2013年联合日本和美国相关运营机构和专业人士发起“雪人计划”,提出以IPv6为基础、面向新兴应用、自主可控的一整套根服务器解决方案和技术体系。
在与现有IPv4根服务器体系架构充分兼容基础上,“雪人计划”于2016年在美国、日本、印度、俄罗斯、德国、法国等全球16个国家完成25台IPv6根服务器架设,其中1台主根和3台辅根部署在中国,事实上形成了13台原有根加25台IPv6根的新格局。李晓东说:“过去中国在互联网发展过程中也曾受惠于美国和欧洲,他们以开放之姿让我们学习、与我们交流。所以我们的互联网基础建设成长得非常快。到今天,中国无论是在业务量上,还是技术水平上,在亚洲地区具有绝对的优势。”
IPv6的机会不容错过
《行动计划》指出,互联网是关系国民经济和社会发展的重要基础设施,深刻影响着全球经济格局、利益格局和安全格局。我国是世界上较早开展IPv6试验和应用的国家,在技术研发、网络建设、应用创新方面取得了重要阶段性成果,已具备大规模部署的基础和条件。抓住全球网络信息技术加速创新变革、信息基础设施快速演进升级的历史机遇,加强统筹谋划,加快推进IPv6规模部署,构建高速率、广普及、全覆盖、智能化的下一代互联网,是加快网络强国建设、加速国家信息化进程、助力经济社会发展、赢得未来国际竞争新优势的紧迫要求。
基于互联网协议第四版(IPv4)的全球互联网面临网络地址消耗殆尽、服务质量难以保证等制约性问题,IPv6能够提供充足的网络地址和广阔的创新空间。大力发展基于IPv6的下一代互联网,有助于显著提升我国互联网的承载能力和服务水平,更好融入国际互联网;有助于提升我国网络信息技术自主创新能力和产业高端发展水平,高效支撑移动互联网、物联网、工业互联网、云计算、大数据、人工智能等新兴领域快速发展;有助于进一步创新网络安全保障手段,不断完善网络安全保障体系,显著增强网络安全态势感知和快速处置能力,大幅提升重要数据资源和个人信息安全保护水平,进一步增强互联网的安全可信和综合治理能力。
为此,《行动计划》提出,我国要用5到10年时间,形成下一代互联网自主技术体系和产业生态,建成全球最大规模的IPv6商业应用网络,实现下一代互联网在经济社会各领域深度融合应用,成为全球下一代互联网发展的重要主导力量。具体目标包括到2018年末,市场驱动的良性发展环境基本形成,IPv6活跃用户数达到2亿,在互联网用户中的占比不低于20%;到2020年末,市场驱动的良性发展环境日臻完善,IPv6活跃用户数超过5亿,在互联网用户中的占比超过50%;到2025年末,我国IPv6网络规模、用户规模、流量规模位居世界第一位,网络、应用、终端全面支持IPv6,全面完成向下一代互联网的平滑演进升级,形成全球领先的下一代互联网技术产业体系。
《行动计划》特别强调,要不断完善IPv6技术标准体系,加强IPv6技术标准研制,加强基于IPv6的网络路由、网络过渡、网络管理、网络智能化、网络虚拟化及网络安全等核心技术研发;构建工业互联网IPv6标准体系,不断完善工业互联网IPv6应用、管理、安全等相关标准;深化国际合作,密切跟踪全球下一代互联网研究、试验、技术、产业和应用情况。加强与国际标准化组织的合作,积极参与下一代互联网相关标准制定,扩大中国标准国际影响力,共同推进国际标准化进程。
回顾我国的互联网标准研究发展历程,吴建平表示,近年来中国在参与国际标准的制定方面是非常有成效的,但我们仍然是一个初学者。
IETF将互联网核心技术以标准形式固定下来。2003年前,国际互联网标准约有3000多个,其中,中国只有一个,“而就这一个还是国际合作的,关于中文编码在互联网的转换标准,这也并非是核心内容。” 吴建平说,但自中国开始启动下一代互联网研究计划后,国内发起不少相关研究,中国开始逐步参加标准开发和制定,也开始逐步走向世界。“从2003年到现在的约14年间,中国在参与国际标准的制定方面是非常有成效的。现在国际互联网8000个标准中,中国已经有80多个,也就是说从1/3000变成1%了。但同时也必须看到,我们仍然是一个初学者。”
吴建平说:“中国在互联网应用领域的发展速度让世界震惊。比如,中国提出的旨在将互联网与各种传统领域融合的互联网+概念就让世界大为惊叹。总体来说,下一代互联网带给中国的未来是乐观的。”