编者按

      近年来，全球IPv6部署全面加速，包括ISOC、ICANN、IAB、IETF等机构都在全面推动IPv6的发展。作为互联网大国，我国的IPv6产业推动和商用落地计划也在紧锣密鼓的进展中。2016年12月7日，在GNTC全球网络技术大会“IPv6下一代互联网”专场峰会上，CERNET网络中心副主任、清华大学教授李星、北京邮电大学教授马严、华中科技大学教授刘德明等专家学者分别作了主题报告。撷取了部分演讲嘉宾的观点，对于IPv6在互联网中将发挥的作用，如何实现创新，如何在物联网中应用分别进行阐述。
 

CERNET网络中心副主任、清华大学教授李星

充分认识IPv6在互联网发展中的作用

       如今，IPv4的地址远远不能满足人们的需求。随着移动互联网的不断发展，人们可能会有好几个移动终端，每一个终端都需要一个地址。从互联网普及率来看，中国是50%，而发达国家为80%，互联网的继续普及使得对IP地址的资源需求更加强烈。加上逐渐成熟的云计算，也加剧了IP地址匮乏资源短缺的压力。

       中国较少使用IPv6的原因

       在全球IPv4地址已经耗尽的情况下，为什么中国较少使用IPv6？这是因为通过NAT技术实现多个用户共享一个IPv4地址。NAT44减少了IP地址的消耗，并带来一定的安全性。但是也存在一些缺点，如单向性，破坏了IP端到端的模式。降低了网络性能，增加了网络时延，在网络大的时候，会成为通信的瓶颈。一旦NAT网关遭受攻击，整个网络就会瘫痪，增加了安全风险。
 

       与NAT44相比，IPv6最大的优点是增大了地址空间。中国学生人数较多，几乎达到了美国的总人口数，有句笑话是"中国一打铃，全美国都上课"，因此，教育网的发展是非常关键的。CNGI-CERNET2项目的总体技术路线是"一个核心"和"八个坚持"，即以IPv6为技术核心的自主创新；坚持建设纯IPv6网络的基本原则；坚持国产设备为主，多个厂商设备混合组网的部署方针；坚持复杂试验和简单运行协调发展的设计理念；坚持先进性与实用性相统一的实施步骤；坚持以满足用户需求为出发点；坚持为新技术研究试验提供支持的发展方向；坚持走国际化道路，积极参与国际标准的制定；坚持以人为本、培养人才的根本任务。 尽管已经过渡了十年，但是这些理念现在看来也是非常正确的。如果理念没有想清楚，盲目跟风是没有用的。如何去落实？建议从以下几方面着手：第一，在其他国家选择做双栈的时候，我们选择纯IPv6；第二，在设备选择上坚持多厂商设备混合组网。CERNET是生产网，因此设计理念越简单越好，而CERNET2是实验网，设计应该越复杂越好，这样才能培养人才队伍，发现问题不断创新。有了纯IPv6主干网可以来进行创新，其他人都采用6over4，那我们就可以采用4over6的机制，同时利用翻译过渡技术把IPv4和IPv6真正打通。2008年5月，开通北京2008奥运会IPv6官方网站，这是奥运史上第一个IPv6官方网站，即便是后来的伦敦奥运会和巴西奥运会都还没有，这也是一种引领。
 

       在2012年和2013年的统计中，当时全世界IPv6互联网普及率排名中国是第一，美国是第二，基本上都是1%。从用户数量来看，中国是500万，基本都是教育网的用户，而美国则是200万。但是，2016年初，中国的IPv6普及率稍显落后，只有0.70%，而美国则超过30%，因此说中国的IPv6是"起了个大早，赶了个晚集"。美国近十年发展特别快的原因是美国是互联网的发源地，它比较习惯于采用公有地址端对端方式建网，这样当IPv4地址用尽后可以马上进入IPv6端对端的理念，而不是采用NAT转换；另外，高科技公司的支持也驱动了IPv6的发展，形成完整的产业链。

       制约我国下一代互联网发展的因素

       制约我国下一代互联网发展的因素主要有以下几个方面：一是采用私有地址转换，这是解决IP地址短缺的权宜之计，不利于保障网络服务质量和网络安全，影响我国互联网长远发展；二是缺少IPv6信息资源；三是网络安全防护现状，防火墙管理控制，制约了IPv6发展。
 

       IPv4和IPv6之间一定要打通，因此我们提出了翻译过渡技术——IVI。IVI的说法灵感来源于罗马数字，IV是四，VI是六，所以IVI可代表IPv4和IPv6过渡和互访。IVI主要思路是从全球IPv4地址空间（IPG4）中，取出一部分地址映射到全球IPv6地址空间（IPG6）中。在IPG4中，每个运营商取出一部分IPv4地址，被用来在IVI过渡中使用，被取出的这部分地址称为IVI4（i）地址，这部分地址不能分配给实际的真实主机使用了。翻译过渡技术有几个概念首先需要了解清楚：第一，IPv4和IPv6理论上不兼容，所以不可能互联互通；第二，真正的IPv4机器跟IPv6互通的时候，它认为自己的对端还是IPv4，同样地，IPv6跟IPv4互通时，它认为自己的对端是IPv6。实际上，通过翻译器呈现的是一种镜像。
 

       IVI的地址映射规则是在IPv6地址中插入IPv4地址。地址的0-31位为ISP的/32位的IPv6前缀，32-39位设置为FF，表示这是一个IVI映射地址。40-71位表示插入的全局IPv4空间（IVIG4）的地址格式，如IPv4/24映射为IPv6/64而IPv4/32映射为IPv6/72。
 

       举一个例子，http：//ivi.bupt.edu.cn/由北京邮电大学马严老师团队建设的，是一个纯IPv6的视频服务器，IPv4用户通过翻译器可以访问，用户还可以自主选择进行双重翻译，那么不管是IPv4还是IPv6用户都可以访问这个域名。另外，苹果公司要求AppStore于2016年6月1日实施全新策略，所有提交至苹果AppStore的iOS应用申请必须要兼容面向硬件识别和网络路由的最新互联网协议——IPv6-only标准。因为苹果公司是封闭系统，如果不支持IPv6是不会让应用上架的，因此它可以控制一次翻译。安卓系统是开放的，所以只能基于两次翻译。
 

       预计到2020年，将会有200-500亿的联网设备，采用NAT技术肯定是不现实的。真正的物联网，应该是传感器和设备之间可以相互通信，一定是端对端的IP通信才能称为真正的物联网。
 

       未来，机会依然存在，要充分认识IPv6在互联网发展中的作用，针对中国特点实现跨越式发展，应对网络空间安全的机遇和挑战，抓住超大规模互联网的发展机遇。同时，也是最关键的，要重视技术研发和国际标准的推进。

（来源：《中国教育网络》，本文根据CERNET网络中心副主任、清华大学教授李星在2016全球网络技术大会上的部分演讲整理，未经本人确认）