當前,云計算早已從概念成為互聯網應用和服務的后臺支撐,觸摸技術成為主流人機交互方式讓人習以為常,大數據應用方興未艾,機器學習開始引領人工智能的新時代……

     　　毫無疑問,以互聯網和移動互聯網為代表的信息技術行業是當前最熱門,也是和消費生活最為貼近,最能以技術迅速改變人們生活的科技領域之一。在這個實現了充分競爭的行業中,有人精研技術,有人深耕商業渠道,還有人挾資本快炒技術概念……這造成了IT領域兩大現象:技術更新的頻率極高;各種各樣的技術也讓人眼花繚亂,難以判定是真趨勢還是假潮流。

　　本版今起推出系列報道“IT熱點探趨勢”,解讀IT科技中的熱點技術,探究其發展趨勢的深層次影響。

　　中國下一代互聯網發展路線和時間表:

　　□2013年年底前,開展IPv6網絡小規模商用試點;

　　2014年至2015年,全面商用部署,開展IPv6 網絡大規模部署和商用,逐步停止向新用戶和應用分配IPv4地址;

　　力爭在“十三五”期間,基本建成世界先進水平的網絡基礎設施,完成向下一代互聯網的平滑演進過渡,進一步提高互聯網普及率,大幅縮小數字鴻溝,基本掌握關鍵領域核心技術和知識產權,實現我國互聯網的跨越發展。

　　去年底,我國“下一代互聯網示范工程”的核心內容——“教育科研基礎設施IPv6升級和應用示范”在清華大學通過項目驗收,在國內率先建成了100個完成升級改造并實現IPv6普遍覆蓋的校園網,IPv6用戶規模超過200萬。這被認為標志著我國下一代互聯網應用已經走完第一步,奠定了全國大規模發展的基礎。

　　按照我國下一代互聯網的發展時間表,今年年底前,將開展IPv6網絡小規模商用試點,這也意味著下一代互聯網將走出“校園”,踏入“社會”。

　　下一代互聯網:更大、更快、更方便、更安全

　　在清華大學“中國教育和科研計算機網”的網絡安全實驗室,記者感受了一把下一代互聯網:登錄“六維空間”,下載800MB的電影,只花了約120秒,速度達到每秒6.5MB;打開網頁,點擊便可以看高清直播……

　　在研究者的口中,IPv6是下一代互聯網的起點和重要標志。IPv6是下一代互聯網或者說是新一代互聯網的核心關鍵詞,其全稱是“互聯網協議第6版”。當前全球通用的互聯網核心協議是IPv4,即“互聯網協議第四版”。

　　“采用IPv6版本的地址協議發展下一代互聯網在國際上已成共識,IPv6網幾乎成為新一代互聯網的代名詞。”“下一代互聯網示范工程”專家委員會副主任、清華大學教授吳建平說。

　　清華大學這個“IPv6網”是第二代中國教育網的一部分,也是我國2003年啟動的“下一代互聯網示范工程”的國家交換中心。目前,第二代中國教育網已經成為世界上最大的純“IPv6網”,也是我國下一代互聯網示范工程的核心網和試驗場。

　　清華大學電子工程系教授、網絡科學與網絡空間研究院副院長李星介紹說,截至目前,全國已經有300多所高校接入了教育網,超過200萬用戶,2000個科研單位可以享受體驗到下一代互聯網。

　　清華大學領頭的這個網絡,作為我國大規模發展下一代互聯網的試驗平臺,其目標直指IP地址枯竭問題。根據中國互聯網絡中心發布的互聯網最新統計報告顯示,2011年2月,全球IPv4地址已分配完畢。報告顯示截至2012年12月底,我國IPv4地址數量為3.31億,從2011年起基本維持不變。IP地址供求失衡,只能通過多人使用私有IPv4地址,通過翻譯技術共享IPv4公網地址上網等方式解決,影響互聯網的安全性和穩定性。

　　李星認為,隨著移動互聯網、云計算和物聯網技術的發展,越來越多的終端需要新地址,IP不足矛盾將更加突出。

　　“不同于IPv4采用32位編碼,IPv6地址是128位編碼,即有2的128次方個IP地址”,李星打比方說,IP地址數量之多,可以讓地球上每一顆沙子都可以擁有一個IP地址。

　　除規模變大,下一代互聯網也能提供更快、更便捷的服務。吳建平認為,IPv4網絡上的寬帶更多是一種接入概念上的寬帶,并不是真正的寬帶,而下一代互聯網起點高,強調端到端的高性能,未來兩個點之間的寬帶至少將達到100MB以上。豐富的IP地址,使得互聯網有了無限擴展性。在無線互聯時代,用戶可以通過各類移動終端接入互聯網,隨時隨地上網,更加方便。

　　吳建平說,現有的互聯網,針對目標地址而不看源地址的缺陷,也導致出現垃圾郵件、廣告等安全性問題,下一代互聯網從體系設計上將更加安全,“不僅要解決一個數據包到哪里去,還要解決從哪里來的問題”。

　　與“舊網”不能互聯互通,“新網”普及受挫

　　下一代互聯網的種種優勢,并沒有讓它很快普及開來,其中的關鍵是IPv6網與當前占主導的IPv4網不能互聯互通——IPv6網用戶無法直接訪問IPv4網絡上的資源,反過來IPv4用戶也無法直接訪問IPv6網絡上的資源。

　　“這一問題不解決,將制約下一代互聯網建設和應用研究部署。”李星說。

　　第二代教育網目前的應用范圍還局限在高校,要在更大范圍內推廣則阻礙重重。沒有足夠多的用戶支撐,IPv6網絡的應用開發也不能得到有效開展。當前,IPv6網應用還集中在高校教育資源上,如大學數字博物館和高等學校招生網上錄取系統的升級。　　

　　不過吳建平也認為,過渡到下一代互聯網將是一個循序漸進的過程。“下一代互聯網要既保持現有互聯網的優勢,又能解決互聯網發展面臨的挑戰和新問題。”

　　下一代互聯網有兩個最重要的“DNA”,一個是“向下”——能夠兼容所有網絡和各種電子設備;另一個則是“向上”——始終是為用戶應用自下而上開發的技術平臺。這兩個“DNA”都是現一代互聯網所缺乏的。

　　不過,如何實現兩代互聯網的過渡并最終實現互聯互通,包括推進IPv6網的商業化應用進程,其技術方向上仍存在爭議。

　　李星認為,從電信運營商的角度看,解決地址不足問題,或許有三種方案:

　　第一,繼續使用IPv4:給用戶分配私有IPv4地址,通過翻譯技術共享IPv4公有地址,以解決IP地址耗盡問題;第二,建立IPv4和IPv6的雙棧網,但由于IPv4地址耗盡,即便使用雙棧,也需要給用戶分配私有IPv4地址,通過翻譯技術共享IPv4地址;第三是新建純IPv6網,通過IPv4/IPv6翻譯技術,解決IPv4/IPv6的兼容問題,實現與IPv4網絡的互聯互通。

　　“第一種方案不能從根本上解決IP地址不足問題,第二種方案成本太大,世界上只要有任何一個區域用IPv4協議,你就要保留原有網絡,而且最終仍解決不了與IPv6間的切換問題。”李星說。由此看來,第三種建設純IPv6網絡,并與現有網絡互聯互通,是目前較為可行的方案。

　　李星認為,建設IPv6網需要花費大量成本,如果不能解決與IPv4網絡的互通問題,運營商的積極性不會高,因此建設IPv6網絡需要有國家經費的補貼。教育網中IPv6網的運營就得益于國家的補貼。

　　吳建平認為,當前向IPv6過渡困難很多,還有許多技術問題有待解決,但核心是社會認知與政府的支持,不能僅僅依靠市場來推動。

　　時間表迫近,亟待發力

　　不僅是中國,全世界在下一代互聯網普及路上都走得并不順暢。　　

　　“從全球范圍看,IPv6發展至今,其網絡規模不到IPv4的1/10,流量只有IPv4的1%。”李星說。與此同時,推動互聯網由IPv4版本向IPv6版本演進過渡,并在此基礎上發展下一代互聯網已成為全球共識,很多國家出臺推進IPv6網建設的時間表。

　　困擾IPv4網和IPv6網互聯互通的問題,似乎也看到了曙光。李星帶領的研究組提出的無狀態IPv4/IPv6翻譯技術可以解決IPv4地址和海量IPv6地址空間的無狀態映射問題,以及不兼容的IPv4協議和IPv6協議的翻譯問題。通過在第二代教育網上的運行,證明了其原理和工程上的可行性,這有望解決向下一代互聯網過渡的世界性難題。

　　中國下一代互聯網示范工程在教育網上的試驗,也驗證了吳建平研究小組提出的真實源地址認證問題,這一方案為下一代互聯網可信與安全問題提供了解決方案。

　　吳建平說,從目前情況看,我國在下一代互聯網建設和研究的部分領域走在世界前列。而且教育網已經積累了豐富的經驗和成果,現在需要加快IPv6網的過渡,為中國互聯網發展贏得先機。