基于IPv6+的下一代互聯網技術創新
一、引言
數字經濟的蓬勃發展，帶來網絡流量的快速增長，云和5G成為推動數字經濟發展的重要引擎。5G的可靠網絡、云計算的海量算力，深入到各行各業之中，創造出新的業務體驗、新的行業應用以及新的產業布局，同時也對網絡提出了更高需求。互聯網領域專家(以IETF、ETSI、ITU為代表)不斷加大研究范圍和研究目標，試圖探索能夠滿足這些需求的新型網絡技術。
二、行業趨勢與新型承載需求
目前，云服務、移動承載、工業互聯網、車聯網、遠程醫療以及全息通信等業務和應用場景都在討論網絡承載需求的議題，毫無疑問最為迫切、且最為明確的是云網融合和5G承載兩種場景。
(1)云網融合
隨著云計算技術和產業的發展，越來越多的業務和數據被遷移到云端，網絡上已經存在著大量可以提供計算功能、存儲能力的IT基礎設施資源。如果各個云彼此之間是碎片化的孤島，不能作為一個整體的IT資源池為用戶提供服務，便不能成為ICT基礎設施的組成部分。
云計算基礎設施的承載網絡主要包括云內網絡、云間網絡和用戶上云。目前，三部分網絡尚不能構成整體，也無法實現對資源的端到端管控。云要發揮作用，最關鍵的是用戶可以使用“云”，云到用戶網絡的條件和能力是關鍵的關鍵。當前“不可知、不可管、不可控、不能保證安全、提供盡力而為信息傳輸能力”的網絡，尚不能按照用戶要求提供IT能力。
因此，云網融合則旨在推進云與網絡構成一個整體，實現按需的IT資源分配能力，同時，網絡的能力能夠保障IT資源得到充分利用。云網融合對網絡提出的能力需求包括敏捷開通、靈活隨選、安全可靠、智能可視等能力，滿足企業用戶對上云業務的敏捷、可靠等體驗需求，實現云端和本地系統能力結合。
(2)5G承載
5G是人類將數字化從個人娛樂為主，推向全聯接社會的起點，5G應用將帶來更加豐富的溝通方式和更加真實的體驗。與以往移動通信系統相比，5G多樣化的應用場景需要滿足更加極致的性能挑戰，更對傳輸網絡提出了全新的挑戰，主要體現在低時延、移動性和海量連接等方面。
對于低時延業務通過將業務部署在靠近用戶的接入側可以在一定程度上通過降低傳輸路徑來減少鏈路時延，然而僅僅依靠業務的就近部署是不夠的，除此之外還需要能夠在承載網絡提供低時延技術支持;與3G/4G相比，5G網關下沉部署可以有效優化時延問題的解決，但同時也引入了終端在移動過程中可能會在網關之間頻繁切換的問題，對移動性方面帶來巨大挑戰;5G大連接會對控制面信令過程以及用戶面傳輸開銷帶來極大挑戰。5G網絡連接密度可能達到百萬/平方公里，此時數量巨大的上下文信息以及信令過程會給承載網絡帶來極大負擔。
三、基于IPv6+的下一代互聯網
隨著視頻娛樂、線上外賣等新模式以及行業數字化轉型的快速發展，萬物互聯、多租戶云網絡對IP地址的需求數量超過1000億，遠高于IPv4能滿足的地址總量。同時互聯網安全事件頻發，通過IPv4+NAT方式解決地址分配問題導致安全威脅難以溯源，嚴重制約互聯網安全治理。2017年中共中央辦公廳和國務院辦公廳印發《推進互聯網協議第六版(IPv6)規模部署行動計劃》, 加快推進IPv6網絡建設。當前我國電信網絡基礎設施的IPv6升級改造基本完成，IPv6活躍連接數達到11億，骨干直聯點IPv6總流量達到203.4G，已具備全國服務基礎。
5G和云時代的復雜業務場景，對網絡簡化、網絡體驗和網絡智能化提出了更高要求，需要在IPv6 ready基礎上，進一步將IPv6與創新技術結合，發展增強型的“IPv6+”網絡。通過“IPv6+Slicing+AI+新一代IP網絡協議”，實現云網融合、業務快速開通、服務質量和體驗可保障，驅動網絡服務化轉型，激發業務和商業模式創新，加快企業數字化步伐。如IPv6+Slicing提供差異化的網絡服務, IPv6+AI提供關鍵業務的體驗保障, IPv6+SRv6提供業務快速發放等，激發業務創新。路徑可規劃、業務速開通、運維自動化、質量可視化、SLA可保障、應用可感知的IPv6+網絡將成為下一代互聯網演進的重要路線。
四、國內外標準產業現狀
在互聯網發展的歷程上，IETF(互聯網工程任務組)定義了Native IP、MPLS兩代協議。近年來，為了滿足5G承載和云網融合的靈活組網、按需服務、差異化保障等需求，IETF開展了以SRv6(Segment Routing over IPv6)、IFIT(In-situ Flow Information Telemetry)等一系列IPv6+協議創新技術標準的研究。
ETSI(歐洲電信標準化協會)2014年成立了 “IPv6最佳實踐”( IPv6 Best Practices，簡稱IP6)工作組，旨在研究IPv6實踐與創新，推動IPv6部署和演進。近期，ETSI的IPv6+白皮書已經啟動，旨在全面闡述5G和云時代對網絡的新需求以及IPv6+的內涵，該工作吸引了包括西班牙電信、中國電信、華為、思科、盧森堡大學等業界主流玩家的支持和參與。
CCSA(中國通信標準化協會)在過去兩年也啟動了包括SRv6，IFIT等多個IPv6+協議創新的研究，國內運營商、廠商、學術機構的積極參與，中國已經走在了IPv6+標準協議推動的世界前列。
五、工作展望
2019年底，在推進IPv6規模部署專家委員會指導下成立了“IPv6+技術創新工作組”，包括中國信通院、中國電信、中國移動、中國聯通、清華大學、中國石油、中國石化、國家電網、中國銀聯、華為、天融信等機構積極參與。工作組發布了《SRv6技術與產業白皮書》和《SRv6互通測試報告》，同時運營商已完成多個現網部署試點。
2020年，工作組將依托我國IPv6規模部署成果，整合IPv6相關產業鏈力量，基于IPv6+的下一代互聯網技術代際規劃開展系列創新，從網絡路由協議、管理自動化、智能化及安全等方向積極開展創新研究、試驗驗證、應用示范，不斷完善IPv6+技術標準體系，將有力提升我國在下一代互聯網領域的國際競爭力。
