“IPv6解決了IPv4互聯網的擴展性瓶頸，給未來互聯網體系結構解決重大技術挑戰提供了一個新的創新平臺。IPv6下一代互聯網也將是未來社會信息基礎設施的重要組成部分和未來互聯網的主要創新平臺?！蓖七MIPv6規模部署專家委員會副主任、CERNET專家委員會主任、中國工程院院士、清華大學教授吳建平在8月28日舉行的“2020中國IPv6發展論壇”上如此表示。

吳建平
推進IPv6規模部署專家委員會副主任、CERNET專家委員會主任、中國工程院院士、清華大學教授

　　吳建平院士在論壇上作了《IPv6下一代互聯網體系結構的機遇和挑戰》的主題報告。他指出，互聯網的關鍵核心技術是互聯網體系結構，計算機體系結構（CPU）、軟件操作系統（OS）和互聯網體系結構已成為數字世界三大基礎性關鍵核心技術。

　　體系結構是互聯網關鍵核心技術

　　吳建平表示，二十世紀后期，人類有兩項最偉大的戰略工程，一個是美國的星球大戰計劃，引發了人們對太空的探索。另一個就是互聯網計劃，互聯網的誕生及發展逐漸營造出一個虛擬空間。這兩個計劃深刻地影響著我們今天和未來的社會。

　　他表示，互聯網的關鍵核心技術是互聯網體系結構，旨在研究互聯網各部分功能組成及其相互關系。其中，網絡層對下使用各種通信手段，對上支持各種應用，承上啟下，保證全網通達，是體系結構的核心?；ヂ摼W體系結構包含三個基本要素：傳送格式、轉發方式及路由控制。傳送格式由IPv4向IPv6演進，無連接分組交換的轉發方式保證互聯網的高效傳輸。在傳送格式和轉發方式相對穩定的情況下，推進路由控制不斷滿足通信和應用發展需求（復雜多變量）以達到全網最優，成為了互聯網研究的重大科學難題。

　　互聯網體系結構已被歷史證明具有強大的力量，主要體現在如下幾個方面：它不是為任何特殊應用而設計的網絡，只傳遞數據包；可以運行在任何通信技術之上；允許在網絡邊緣創新一一不為增加任何新的

　　應用和服務而改變網絡；足夠可擴展；為新協議、新技術和新應用開放。

　　互聯網體系結構面臨重大技術挑戰

　　吳建平指出，互聯網體系結構在發展中不斷演進和創新。未來互聯網體系結構面臨著擴展性、安全性、實時性、移動性和高性能等重大技術挑戰。其中，應用需求最迫切、用戶體驗最明顯的三大挑戰是擴展性、安全性、實時性。每一項技術挑戰都引出復雜的科學問題。

　　擴展性背后的科學問題是超大空間的高效路由尋址。網絡空間擴展為編址和路由帶來新的挑戰。

　　安全性背后的科學問題是開放網絡的跨域可信訪問?；ヂ摼W安全問題難以解決的根本原因，是互聯網缺乏可知、可溯源的基本信任體系?；ヂ摼W安全技術研究有兩種途徑：一種是傳統思路“有病治病”，也就是“補漏洞”，對出現的安全攻擊，以“打補丁”的方式解決單一問題；而另一種新思路是“增強體質”，另辟蹊徑，從體系結構上解決安全可信。

　　實時性背后的科學問題是競爭資源的實時傳輸控制?；ヂ摼W缺乏實時性保證，許多應用會受到限制。工業控制、虛擬現實、車聯網、遠程醫療等重要行業和領域需要網絡實時性保障。

　　體系結構研究競爭愈發激烈

　　據介紹，發達國家非常重視對互聯網體系結構的研究，比如美國總統科技顧問委員會2013年建議報告及歐盟的“ICTinHorizon2020”報告都提到了對互聯網體系結構的投入。

　　美國國家科學基金會NSF長期支持互聯網體系結構研究，其在1986年資助了采用互聯網體系結構的NSFNET?；ヂ摼W成功后，NSF仍每五年資助新項目。

　　包括2000年資助NewArch項目(Future-Generation Internet Architecture)。

　　2005年資助FIND(Future Internet Design)和GENI(Global Environment for Networking Innovations)項目。

　　2010年資助NDN(Named Data Networking)、Mobility First、Nebula及XIA(eXpressive Internet Architecture)這4個未來互聯網體系結構項目。

　　2015年資助FIA(Future Internet Architectures)和SaTC(Secureand Trustworthy Cyberspace)項目。

　　進入2020年，NSF正研究互聯網體系結構下一步資助?；ヂ摼W體系結構研究從未停止，競爭越來越激烈。

　　推動互聯網技術發展的國際組織是IETF(The Internet Engineering Task Force)。該機構最高領導層為IAB(Internet Architecture Board)即互聯網體系結構工作組，其使命是保證互聯網平穩的發展。

　　截至2018年6月，IETF已完成8439項RFC(Request For Comments)，其中，由中國牽頭的有101項。這說明，中國在互聯網標準制定方面剛剛起步。

　　IPv6為互聯網體系結構提供創新平臺

　　吳建平表示，互聯網體系結構是網絡空間的“卡脖子”關鍵核心技術。一方面，互聯網體系結構存在設計缺陷，為互聯網安全性帶來挑戰；另一方面，我國在網絡關鍵核心技術上受制于人，尚未掌握“命門”。IPv6為解決全球性重大安全問題以及我國掌握“命門”提供新的技術平臺。

　　吳建平回溯了IPv6提出和設計的過程：1990年，IETF開始IPv6行動，收到21個建議；1992年，7個建議被討論，成立了IPng工作組；1993年，3個比較好的建議發表在IEEENetwork上，進一步討論，修改、結合后，形成IPv6；1996年，IETF正式批準第一個IPv6標準RFC1883。

　　2016年11月，IETF最高領導層IAB(Internet Architecture Board)發表關于IPv6發展的重要聲明。聲明表示，希望IETF能夠在新RFC標準中，停止要求新設備和新的擴展協議兼容IPv4，未來的新協議全部在IPv6基礎上進行優化。

　　相比IPv4，IPv6主要的變化包括：首先是地址變長，由32位變成128位；其次是包頭簡化，IP包頭由13個域減少為7個域，提高了路由器處理速度。此外，IPv6增加了組播支持，增加了對自動配置的支持，具有更高的安全性，最重要的是，允許擴充。IPv6解決了IPv4互聯網的擴展性瓶頸，給未來互聯網體系結構解決這些重大技術挑戰提供了一個新的創新平臺。

　　我國從1998年開始IPv6研究，至今已有20多年。當國際上對IPv6還沒有充分重視的時候，中國已經走在前面。中國下一代互聯網示范工程CNGI在2008年完成第一期目標，建成全球最大的純IPv6示范網絡；此外，攻克了一批關鍵技術，開發了一批重大應用。

　　我國IPv6發展雖中間有過停滯狀態，但在我國政府的大力推動下，IPv6近來發展非常迅速。尤其是2017年兩辦發布了IPv6規模部署行動計劃，進一步明確了發展下一代互聯網的必要性、主要目標、重點任務和保障措施，要求“從互聯網應用、網絡基礎設施、應用基礎設施、網絡安全、關鍵前沿技術等五大領域深化IPv6發展?！?020年是行動計劃第二階段的收官之年，將會迎來新的突破。

　　我國推動IPv6大規模部署，對拓展網絡空間和解決網絡安全是一個重大的發展機會，給體系結構的創新帶來了難得的歷史機遇?！癐Pv6下一代互聯網將是未來社會信息基礎設施的重要組成部分和未來互聯網的主要創新平臺?！眳墙ㄆ皆菏勘硎?。

　　(本文根據中國工程院院士、清華大學教授吳建平在2020中國IPv6發展論壇上的講話整理)
　　來源：《中國教育網絡》雜志（10月刊）
　　整理：項陽

　　投稿、轉載或合作，請聯系：eduinfo@cernet.com