IPv6的发展历程

IPv6是IPv4的下一代协议，它提供了巨大的地址空间，相当于为地球表面每平方米提供了6.65×1023个地址，从而根本解决了IPv4地址危机的问题。同时，针对IPv4在使用过程中暴露出来的问题，IPv6设计了全新的报文结构、提供了全新的地址配置方式和邻居发现协议、更好的QoS支持、内置的安全性、良好的扩展性和内置的移动性。业界公认，IPv6将全面推动以移动通信和数字家电为代表的一系列新业务和新技术的发展，为社会全面信息化提供可靠的基础协议。从1994年IETF批准RFC1752至今，IPv6已经走过了13年的发展历程。截至2007年2月底，仅IETF就发布了809篇与IPv6相关的RFC文档。2001年Windows XP的推出，标志着IPv6已经开始走进普通人的生活。2003年后，各主流数通厂商的IPv6网络产品陆续投放市场。到2007年的今天，IPv6已经站在了大规模商用的门坎上。

CNGI的历史背景

在IPv4时代，中国作为后来者所获得的地址数量与中国的人口数量和经济规模完全不成比例，IP地址匮乏已经成了中国IP网络发展的实际障碍。以中国移动的网络为例：中移动的用户2006年已接近3亿，现有的IPv4地址资源根本无法满足要求，只能被迫大量启用私有地址。由于要频繁采用NAT技术，很多业务需要进行专门配置。比如：开展流媒体业务需要解决特定协议和应用的NAT穿越问题，开展WAP业务需要解决用户计费标识携带问题，开展PUSH业务和SIP业务要解决用户作为被叫方的问题……特别是终端的移动和漫游接入特性，更是对IP地址的分配方式提出了尖锐的挑战。这些都造成了网络结构复杂，运营成本上升，而且在未来业务量大的情况，业务效率将成为一个大问题，并直接影响到移动用户对业务的实际体验。

面对IPv4的诸多问题和IPv6的美好前景，2003年8月，国务院正式批复，由国家发改委牵头，联合科技部、教育部、信息产业部、国家信息化办公室、中科院、工程院和国家基金委共同组织，启动中国下一代互联网CNGI（China Next Generation Internet）示范工程。CNGI的目标是，建立由核心网（覆盖20个城市、39个核心节点，节点间的最大中继带宽可达10G）、接入网、驻地网以及北京、上海两个网络交换中心组成的下一代互联示范网络，并实现与国际下一代互联网的高速连接。

经过数年紧锣密鼓的建设，到2007年3月，各大运营商分别承建的中国下一代互联网CNGI示范工程核心网项目均顺利通过国家验收。曾设计了TCP/IP协议和互联网架构的现任Google公司副总裁兼首席互联网专家温顿•瑟夫(Vinton G. Cerf)博士在参观了CNGI后评价：“中国为下一代互联网的研究做了很多工作，开发的IPv6技术超过了很多西方国家的研究水平，对世界互联网的发展作出了贡献。”2008北京奥运会即将召开，温顿•瑟夫希望到时中国将会大量使用下一代互联网，更多的人可以享受到更快、更好、更安全的网络服务。如何进一步发挥IPv6的内在优势，将3G、NGN、IPTV、网络交互等一系列业务逐渐转移到以IPv6为核心的下一代互联网上来，将成为CNGI各方下一步的面临的任务。

CNGI产业化所面临的问题

作为以IPv6技术为载体的新一代互联网示范工程，CNGI项目的建设主体不是国有科研院所和政府、学校，而是中国移动、中国网通/中科院、中国联通、中国电信、中国铁通和CERNET等六大基础电信运营商。正如CNGI专家委员会组长中国工程院副院长邬贺铨所指出的，在CNGI的多方建设力量中，电信运营商才是主角。在CNGI宣布启动后的一年时间里，各运营商陆续完成了网络建设方案并通过了论证评估，每个运营商都在承建的网络中以商用为目的做出了各自的特色。例如：

• 中国移动的CNGI试验以移动业务为特色，其移动网络IPv6试验包括在2G的GPRS和3G的PS域中引入IPv6、基于IPv6的IMS域实验以及移动终端的地址规划试验等。中移动除了在CNGI中试验了基于移动IPv6的2G和3G多媒体终端，还试验了基于IPv6的无线传感器节点、网络视频和数字家电设备。
  
  
• 中国联通计划将其ATM数据骨干网上的数据固定业务（VoIP网、互联网、视讯网）首先过渡到IPv6上来，而移动业务也将在3G时代成为IPv6网络的一部分。针对上述发展目标，中国联通的CNGI的应用计划主要包括建设IPv6示范智能小区、通用移动终端的接入业务、CDMA1X上网业务、专网接入业务、网络融合相关试验等。在IPv6与MPLS结合方面做得比较好，体现了中联通作为全业务运营的特点。
  
  
• 中国网通对IPv6城域网比较关注，在IPTV业务的开展方面，IPv6可以提供众多IPv4不具备的固有特性。同时，网通与中科院共同合作建设了七个节点的IPv6网络，利用这一网络共同开展了一系列的科学应用研究，包括超级计算机、网格计算、虚拟天文台、高能物理研究、中国地学研究数据网、国家科学数字图书馆等。
  
  
• 中国电信在IPv6实验网上试验的业务聚焦于宽带接入领域，包括视频会议、宽带接入、VOD、远程监控等。在中国电信的远期目标中，CNGI与CN2一样，都将建设成为电信级的示范网。
  
  
• 中国铁通则关注于开发铁路的相关应用，如基于IPv6的车票联网发售系统。

能否在基于IPv6的下一代互联网上，实现运营商提出的如此丰富多彩的业务应用，业界厂商的IPv6设备能否满足要求，在CNGI建成之前，大家都没有确切的把握。众所周知，IPv6要替代IPv4，不但必须要解决实际部署的问题；而且要作为电信级多业务承载网，IPv6网络还必须满足高可用性、QoS保证、安全性、可管理可维护等几个关键要求。

在实际部署方面，运营商首先要求核心网设备能够完整地实现IPv6所定义的各种功能和属性，能够全面支持RIPng、IS-ISv6、OSPFv3、BGP4+等各种IPv6路由协议。由于IPv6的地址长度是IPv4的4倍，同等规模的网络IPv6的路由表将至少是IPv4路由表的16倍，相应地IPv6核心网设备的路由能力和转发性能也必须做大幅度的提升。为了适应未来IPv4和IPv6网络长期并存时在双栈路由器上可能存在的路由差异，路由协议还需要支持IPv4和IPv6多拓扑（详情可参考《IS-IS Multi Topology技术白皮书》），以避免产生虚假路由。

IPv6的实际部署并不是一个一步到位的过程，因为IPv4是目前Internet上的统治性协议，用户在IPv4上的累积投资非常巨大，现阶段IP网络上的众多应用都是基于IPv4的，这就决定了IPv4向IPv6的过渡将是一个漫长的过程，CNGI的商用也同样是一个逐步推进的过程。网络部署方面，首先在业务量需求大的城市引入IPv6，再逐步将IPv6引入全国全网。在业务加载方面，先在某些对资源要求高的业务，如视频会议等方面引入IPv6，以显著提升用户体验，待IPv6网络逐步成熟以后，再为家电、汽车等分配IP地址，最终过渡到全IPv6的下一代互联网。如何在整个过渡期内，保证运营商在现网设备上的投资保值增值，同时保护IPv4低端用户的现有利益，这是运营商和设备厂商的共同课题。在整个过渡期内，对IPv4-v6过渡技术的支持能力都是衡量数据通信设备的重要指标。

在电信核心网上，运营商要求在网设备必须满足99.999%的高可用性，要具备NSF（Non Stop Forwarding，不间断转发）和GR（Graceful Restart，优雅重启）功能（详情可参考《NSF不间断转发技术白皮书》）；话音、视频等业务要实现故障端到端200ms保护倒换（详情可参考《高可用性NGN承载网解决方案》）；要采用MPLS VPN技术隔离重要业务和VIP用户的流量，保证安全性；同时要求能够为关键业务和流量提供整网QoS保证以保证SLA（Service Level Agreement，服务等级承诺）；而且，电信多业务承载网还必须能监控、可管理、易维护。

这些看似简单的数字和性能指标，实际构成了通向IPv6商用之路的层层关卡，一起走上这条闯关之路的，是包括Cisco、Juniper在内的众多全球著名厂商，经过3年半的实力角逐，截至2006年3月，华为在CNGI中的应用份额整体超过了70%，其中NAT-PT和BAS两类设备获得了全部份额。

华为IPv6的成功之道

华为在CNGI建设过程中取得的优势决不是偶然的。华为多年积极参与IPv6论坛，广泛与各运营商、设备厂商交流、探讨IPv6的发展前景。早在1998年，华为就开始对IPv6技术进行预研，并于2001年推出了IPv6工程样机。2003年8月，华为的VRP5.0操作系统（Versatile Routing Platform，通用路由平台）发布，标志着华为的IPv6设备已经可以投入商用。

2004年7月，华为在NE5000E/NE80E/NE40E等核心路由器上采用了高端ASIC和10G NP技术，并于2004年9月率先推出了高端IPv6 BRAS，是业界最早一批实现IPv6报文10G全线速处理的产品，充分满足运营商对IPv6设备的性能要求。

华为不仅全面支持双栈、隧道、NAT-PT等各类IPv4-v6过渡技术，而且通过分布式硬件处理，实现了Tunnel线速转发，采用的NP处理方式，不仅使NAT-PT在业界首先实现了GE线速处理，而且使NAT-PT可以灵活地按需开发各种ALG（Application Level Gateway，应用层网关），为运营商提供了强大的平滑升级能力。

继VRP5.0实现IPv6商用后，华为又将IPv6模块向下移植到VRP3.x，于2004年6月实现了全线路由器产品对IPv6的支持。目前，华为数通设备的各种整机、单板和接口均支持IPv6，并全部经过了IPv6的测试，从而最大限度地保护那些使用华为低端路由交换设备的用户的利益。

华为是业界少数几家能够提供数通、固网、光网络、移动通信等全网运营商产品与解决方案的厂家，凭着多年来对电信运营网络业务需求和技术特点的深入理解，华为在IPv6规模商用方面作了充分的考虑，能够在Internet接入、3G、NGN、IMS/FMC等领域提供端到端的IPv6解决方案。华为在IPv6领域研发投入巨大，拥有强大的技术支持和服务体系，北京研究所、深圳中央软件部、南京研究所、印度班加罗尔研究所和美国硅谷研究所的数千研发人员可以随时按用户需求定制特性及业务，本土和全球的9个地区部都具备完整的TURNKEY项目操作能力，能够随时为运营商提供全方位、高质量的服务。

正是由于拥有IPv6领域的雄厚实力，华为才能积极参与国家CNGI网络与业务建设，帮助六大运营商跻身全球IPv6领域第一集团。华为期待着在IPv6电信级商用的进程中继续为客户创造价值，进一步丰富人们的沟通与生活。