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IPv6部署显著中国电信助力加快网络强国建设_通信

2020-04-06 18:28

 

  3月23日,工业和信息化部发文部署开展2020年IPv6端到端贯通能力提升专项行动(以下简称专项行动)。行动包括优化提升IPv6网络接入能力、加快提升内容分发网络(CDN)IPv6应用加速能力、大幅提升云服务平台IPv6业务承载能力、全面扩大数据中心(IDC)IPv6覆盖范围、着力提升终端设备IPv6支持能力、稳步提升行业网站及互联网应用IPv6浓度、着力强化IPv6网络安全保障能力等七项重点任务。专项行动提出到2020年底,实现IPv6网络性能与IPv4趋同,平均丢包率、时延、连接建立成功率等指标与IPv4相比劣化不超过10%;IPv6活跃连接数达到11.5亿;移动网络IPv6流量占比超过10%。

  优势明显2017年11月26日,中央办公厅、国务院办公厅联合印发的《推进互联网协议第六版(IPv6)规模部署行动计划》(以下简称两办文件)为我国互联网未来发展提供了重要,也为运营商IP网络的演进指明了方向。而专项行动的开展再次引起业界对IPv6的热议。

  传统互联网主要使用的地址是IPv4地址,它是由32位二进制数字组成的,理论值共40多亿,除去一部分用于私网,一部分用于组播等,真正能为用户分配使用的不足40亿。负责欧洲、中东和部分中亚地区互联网资源分配的欧洲互联网注册协调中心(RIPE NCC)在2019年11月25日宣布,全球IPv4地址已全部分配完毕,这意味着没有更多的IPv4地址可以分配给ISP(网络服务提供商)和大型网络基础设施提供商。虽然通过一些转换设备可以勉强应付需求,但仍然无法应对未来物联网、云计算等业务对大量地址的要求。

  而IPv6由128位二进制数字组成,号称可为全世界的每一粒沙子编上一个地址,可谓取之不尽、用之不竭。2016年底,国际互联网架构委员会(IAB)发布了关于IPv6的声明,即停止要求在新的或者扩展协议里面和IPv4协议的兼容,将来的IETF协议制定和优化工作应该基于IPv6来进行,这也说明新的业务构建在以IPv6为主的网络上是正确的选择。IPv6是全球互联网工程师和专家集体努力的结果,是在吸取IPv4协议制定和运营中的经验教训的基础上,又结合软硬件及业务的发展,打磨优化出来的新一版协议,它的每个特性都凝结了全球互联网界专家的智慧和心血。

  除了数量庞大外,IPv6还具有多方面优势。传统IPv4互联网为用户分配私有地址,在公网上多个用户动态共享一个公有地址,不利于对于用户的安全溯源。而IPv6可以为每个用户分配公有地址,这样在网络层面可以有效标识和区分用户,为提高网络安全管理效率和创新网络安全机制提供了新手段,提高了网络的可信性,有助于进一步创新网络安全保障手段。

  此外,IPv6还可以满足物联网、云计算、工业互联网等新兴业务对于地址的需求,有效支撑基础设施的升级换代。随着我国5G网络的逐步建设,IPv6同样可以满足5G发展对于IP地址的需求,为5G多样化的业务和用户终端提供丰富的地址资源。

  IPv6网络接入是推动IPv6部署的重要基础,进行IPv6网络建设的运营商在推动IPv6部署工作中扮演着重要角色。而中国电信堪称运营商部署IPv6的先行者。在第六届世界互联网大会“领先科技发布活动”上,中国电信“运营级IPv6技术创新与超大规模部署”研发获评“世界互联网领先科技”,这是自2014年世界互联网大会首次举办以来,电信运营商唯一获此殊荣,一改过去无电信运营商获的局面。

  近二十年来,在的指导和大力支持下,中国电信IPv6发展历经了技术试验、商用试点、规模部署三个阶段。中国电信早在2003年便作为CNGI,承接了国家下一代互联网的第一批示范工程,负责国内运营商最大的CNGI主干网的建设和运营,该网络承载了多项IPv6业务示范和试验;2009年,作为国内最早启动IPv6试商用的运营商,在国内率先发起IPv6的网络升级演进,在江苏和湖南两省进行了现网试用,首次打通了固网端到端的服务流程,实现了IPv6商用化的突破;2013年承接了国家CNGI(二期)项目,对全网进行了IPv6的升级,升级、上海、广东、浙江、江苏等10个省(直辖市)的21个城市的城域网和接入网,实现了IPv6更大访问的试商用部署。同时,中国电信4G LTE网络完全按照IPv6标准建设,依托于国家重大专项,在江苏和湖南两省的4G网络了IPv6能力,IPv6用户数过千万,实现了国内最早IPv6在移动网上的应用突破。

  在中央网信办与工业和信息化部的具体指导下,中国电信全面推进IPv6的规模部署,各项工作成效显著。截至目前,中国电信城域网、移动网、网、IDC等均实现了IPv6的商用部署,已建成规模最大、业务形态最全的IPv6网络,形成了涵盖端、管、云和用在内的端到端的下一代互联网体系。自从IPv6规模部署以来,中国电信IPv6应用效果显著,用户数显著提升。例如,中国电信3亿的4G用户中已有2.73亿分配到了IPv6地址。同时,电信自营业务如翼支付、天翼视讯、爱音乐等全部支持IPv6。

  IPv6的部署将给产业界提供更广阔的业务发展和技术创新空间,并进一步惠及众多用户和政企客户。目前,中国电信为各行业政企客户提供包括专线、虚拟网、云、IDC和集成咨询在内的全系列IPv6产品和服务。中国电信目前已成功为近千家政企客户提供IPv6服务。根据“两办文件”要求,中国的互联网用户要具备IPv6的访问能力,同时、国企、新闻和互联网公司的门户网站和应用也要率先支持IPv6。中国电信可充分发挥自身基础网络能力的优势,并结合、国企、新闻和互联网公司的需求,提供相应的服务。如对于有专线需求的客户可提供IPv6的互联网服务,对于互联网公司比较关心的数据中心可提供IDC的IPv6服务,同时对于门户网站和内网的需求也可提供专门的、咨询和集成等服务。同时,中国电信针对每类产品组建了专项一体化营销支撑团队,尤其是针对TOP50的互联网企业设置了专人,目前已顺利为多家单位提供了服务。

  在网络升级的同时,中国电信高度重视IPv6的技术创新。2009年,中国电信开始在商用网络试验中引入IPv6。由于当时缺乏运营级IPv6过渡及安全解决方案,这项工作挑战重重。中国电信迎难而上,实现了在网络架构、新型过渡技术、双栈运营和安全溯源方面的技术创新。

  首先,针对大规模商用网络的迁移,制定了针对大规模网络演进的下一代互联网架构和技术线为核心、支持多过渡场景和“模块化”升级,保障网络的平滑演进及用户体验的一致性,中国电信在现网规模部署,是国内外首次大规模应用此架构的成功验证。中国电信联合大学等单位在IETF提出了Lightweight 4over6(又称LAFT6)过渡技术,成为国际三大主流过渡技术之一。

  本项目首次提出支持多场景的用户透明IT支撑技术,实现了IPv6用户的业务灵活开通、激活和计费,以及对过渡技术设备、现有设备及资源的端到端管理。其中,用户透明的智能接入技术可根据用户属性和终端类型自动为用户选择最优的接入类型;网络资源动态分配技术可通过IPv6网络资源与地理的关联管理,实现网络资源(含设备、线地址等)的动态分配和;终端自动激活技术可根据用户属性及终端型号远程激活终端。

  随着网络大规模进入IPv4/IPv6过渡阶段,网络的安全控制与传统网络相比变得异常复杂。中国电信提出并实现了体系化的下一代互联网安全运营体系,有力支撑了下一代互联网网络的安全运营管控,从IPv6协议、由、过渡技术、DNS、异常流量防控等各方面提出了完整的解决方案,并针对不同层面的网络设备加强了各自的安全技术要求。另外,由于IPv6过渡技术中IPv4和IPv6的地址与协议映射会发生一定的耦合,中国电信提出了基于用户的映射表建立机制,在过渡设备收到映射表建立请求时对连接表以端口段为单位进行聚合,可大大压缩溯源系统的存储空间,并节省了相关的接口带宽。

  截至目前,中国电信已提出了IPv6方面的专利已达65项,同时积极参与国际国内标准工作,在IETF和ETSI牵头和参与了9项IPv6国际标准,完成了13个项目的中国行业标准。

  中国电信自身的网络基础设施升级已基本完成,实现了网络层面IPv6的开通,应用层面也得到了验证,服务方面也建立了相应的流程体系。但在全国IPv6整体提升方面还存在以下挑战。

  首先,尽管中国电信进行了很大努力,但IPv6的流量和活跃用户数仍有待提升。用户端到端的使用涉及运营商网络、OTT应用、IDC、云、CDN基础设施、用户终端、互联互通、国际出入口等诸多环节,尽管运营商和OTT企业各自都做了大量的和测试工作,在规模应用的初期,难免还会遇到各种问题。例如运营商与OTT企业在IDC对接时可能会出现技术、流程和商务等方面理解不一致的问题,双方网络的访问质量还需要进一步提升。

  其次,在用户接入层面面临着大量的固网用户接入终端(家庭由器)不支持IPv6的困难。中国电信规模部署推进过程中,根据国内宽带用户接入的场景,制定了完整成熟的IPv6接入方案,并在定制的家庭由器中实现了对IPv6的支持。但现网中尚存在大量的非中国电信定制的家庭由器,基本上都是用户自己从社会市场上购买的,占据中国电信宽带用户的一半以上,这些家庭由器不支持IPv6,对于IPv6用户数的提升造成了巨大障碍。

  但我们相信,在国家有关单位的指导下,通过产业的通力合作,以上困难和挑战一定会得到解决。

  “长风破浪会有时,直挂云帆济沧海”,中国电信将继续坚定不移地推进IPv6的发展,继续推动IPv6在5G、物联网等新兴领域广泛应用,充分发挥IPv6的特性来提升网络能力,并同时提升海量地址引入后的安全管控能力。在研发方面,中国电信将在的指导和支持下,进一步加大对下一代互联网基础性、前瞻性、创新性研究的支持力度,开展IPv6与工业互联网、物联网、云计算、大数据、人工智能等融合应用研究,争取在网络的关键前沿技术有新的突破。同时,中国电信将和产业界各伙伴一道,继续完善优化网络能力,合作打造IPv6生态体系,推动IPv6的广泛应用,为我国网络强国建设、加速国家信息化进程、助力经济社会发展贡献一份力量。(本文作者均来自