我国IPv6发展现状与问题分析Word下载.docx
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根据中国互联网络信息中心(CNNIC)第45次《中国互联网络发展状况统计报告》显示,我国网民规模为9.04亿[3],IPv6用户占比已接近30%。
2
以IPv6为基础的下一代互联网将为“新基建”夯实基础
2020年4月20日,国家发展改革委员会首次明确了新型基础设施的范围。
新型基础设施是以新发展理念为引领,以技术创新为驱动,以信息网络为基础,面向高质量发展需要,提供数字转型、智能升级、融合创新等服务的基础设施体系[4]。
新型基础设施主要包括3方面内容。
一是信息基础设施,包括以5G、物联网、工业互联网、卫星互联网为代表的通信网络基础设施,以人工智能、云计算、区块链等为代表的新技术基础设施,以数据中心、智能计算中心为代表的算力基础设施等。
二是融合基础设施,主要指深度应用互联网、大数据、人工智能等技术,支撑传统基础设施转型升级,进而形成的融合基础设施,如智能交通基础设施、智慧能源基础设施等。
三是创新基础设施,主要指支撑科学研究、技术开发、产品研制的具有公益属性的基础设施,如重大科技基础设施、科教基础设施、产业技术创新基础设施等。
相比传统基建,科技创新、数字化、信息网络这3个要素是所有关于新基建认知中的最大公约数,也是中国下一步经济发展的主要路径。
从人与人之间的连接走向万物互联,所需的元器件整体数量更多,产生的数据更大,对时延等要求也更高。
工业互联网、物联网的特性决定了其需要使用大量的IP地址。
IPv6使得每一个单元都可以拥有独立的IP地址,使工业互联网和物联网得以落地。
因此,IPv6成为支撑信息基础设施的基础。
3
网络基本实现IPv6“可用”
3.1
基础电信企业基本完成网络改造
3.1.1
LTE网络和固定网络IPv6升级改造全面完成
截至2020年1月,全国已有11.93亿LTE用户、1.99亿固定网络用户获得了IPv6地址。
3.1.2
骨干直联点实现IPv6互联互通
2019年,武汉、西安、沈阳、南京、重庆、杭州、贵阳·
贵安、福州8个互联网骨干直联点全部完成了IPv6升级改造,支持互联网网间IPv6流量交换,加上2018年完成的北京、上海、广州、郑州、成都5个骨干网直联点,我国13个骨干网直联点全部完成了IPv6改造。
3.1.3
基础电信企业IDC全面完成IPv6升级改造
中国电信、中国移动、中国联通等基础电信企业已完成全部907个超大型、大型、中小型数据中心(IDC)的IPv6改造。
3.1.4
内容分发网络资源对IPv6的支持能力持续提升
2020年1月,网宿科技、阿里云、腾讯云、蓝汛、金山云、世纪互联、UCloud、白山云、七牛云、中国移动等主要CDN企业支持IPv6的节点数超过3195个。
按照省级行政区划计算,IPv6全国覆盖能力达到99%以上,IPv6本地覆盖能力达到IPv4本地覆盖能力的85%以上,基本具备IPv6分发加速能力。
3.2
网站及应用积极稳妥推进IPv6升级
截止到2020年1月,全国91家省部级以上政府网站和96家央企网站中已有165家网站的首页可通过IPv6访问,支持率为88.2%。
中国电信、中国移动、中国联通发挥运营商的自身优势,2019年除了完成门户网站、网上营业厅IPv6改造外,还分别完成了掌上营业厅、邮箱等自营业务排名前10的移动互联网应用(APP)的IPv6深度改造。
根据最新监测数据,基础电信企业30款自营移动互联网应用平均IPv6流量占比超过71%。
在用户量排名前100的互联网应用中,实现IPv6全国上线的有41个,上线地区超过半数的有12个、小于半数的有29个、未上线的18个。
4
从网络“可用”到网络“好用”
网络质量是网络“好用”的基础。
IPv6网络质量包括端到端网络质量和CDN质量两个方面。
2020年年初进行的IPv6网络质量测试结果显示,相比2019年,2020年IPv6网络质量已经有了显著的改善。
4.1
端到端网络质量
4.1.1
测试方法
测试采取“埋点”的方法,测试端到端的网络指标,主要包括连接成功率和时延,连接成功率可以体现网络是否真正完成了改造,而时延则反映了整个网络的性能。
4.1.2
测试结果
在全国范围随机抽取10个省市,对某头部互联网应用进行测试,结果显示:
大部分省市IPv6连接成功率要高于IPv4,且IPv6时延低于IPv4,具体参见表1。
表1
三家运营商不同地区IPv4与IPv6时延对比表
从表1可以看出,10个省市中,除了山东电信、湖南联通外,IPv6的时延均低于IPv4的时延。
可以说,这10个重点省市的IPv6网络质量已经和IPv4网络质量趋同,达到网络“好用”的标准。
4.2
CDN质量
4.2.1
CDN测试采用第三方基调网络测试系统对各运营商的网络状况进行检测,并通过全国不同地理位置分布的监测节点来模拟真实的用户访问。
由于监测节点为私募机器,该机器会因网络出口或网络带宽等问题影响测试性能。
各区域添加的测试点数将结合客户需求及该区域节点的实际情况,由基调系统随机抽取。
最终数据是综合中国大陆5个LASTMILE测试区域随机测出的结果,由几个核心综合指标构成。
该指标体系能从不同技术纬度定量反映网站的服务质量,可以更有针对性地帮助提高网站性能。
(1)性能指标:
平均响应时间,该值越小,则响应时间越短。
(2)可靠性指标:
访问成功率,该值越高,则可靠性越强。
(3)DNS时间:
通过域名解析服务(DNS),将指定的域名解析成IP地址的消耗时间。
(4)建立连接时间:
IE浏览器和Web服务器建立TCP/IP连接的消耗时间。
(5)首包时间:
从IE浏览器发送HTTP请求结束,到收到Web服务器返回的第一个数据包的消耗时间。
(6)内容下载时间:
监测一个页面时,从页面角度来看,IE浏览器接收Web服务器返回的非第一个数据包的消耗时间。
4.2.2
测试结果参见表2、表3。
表2
测试性能数据表
表3
总体参数对比情况
4.2.3
测试数据
测试地区分布参见表4;
表5为测试结果。
表4
测试地区分布
表5
5
存在的问题和挑战
IPv6已得到行业的广泛重视,但从“可用”到“好用”,再从“好用”到“爱用”,仍然存在很多问题和挑战。
5.1
活跃用户增长幅度与流量占比不匹配
目前,我国已有2亿左右的IPv6活跃用户,但IPv6流量占比仍偏低,LTE网络IPv6流量仅为IPv4的5%左右,城域网流量占比不足3%。
正常来说,在改造和放量期,活跃用户占比与流量占比偏差不应超过50%;
全量后,该偏差不应超过30%。
5.2
家庭无线路由器的支持率低限制了大流量的功能
家庭无线路由器IPv6支持率偏低,已经成为整个IPv6规模发展的最大瓶颈。
网络接入的“最后一公里”无法支持IPv6,无法带动视频、游戏这些大流量的提升。
为了解决此问题,工业和信息化部在2020年的工作计划中明确要求,家庭无线路由器厂商不仅要对存量终端进行升级,还要对新上市的终端默认支持IPv6功能。
5.3
安全挑战
相对于IPv4网络,IPv6在组网架构、服务提供方式上有较大的变化,这些变化也对IPv6的安全提出了更大的挑战。
例如,在云产品中,原来用于IPv4的许多安全解决方案可能不再适用于IPv6,此外也涉及到网络、业务和用户数据、用户隐私管理和控制等方面的安全问题。
5.4
产业生态尚需培育
多年来,由于IPv4地址短缺,我国互联网的发展一直深陷“网络地址转换(NAT)”技术泥潭中。
很多企业出于自身成本利益的考虑,对切换至IPv6持观望态度,相关厂商在IPv6领域中独自摸索。
产业生态尚未成熟,业界对IPv6未来发展的理解不尽相同。
IPv6的最终目的是促进各行业的数字化转型,全面支持“新基建”,所以其不仅需要全面构建面向垂直行业个性需求的多元化平台,还需要进行广泛的跨界合作。
6
发展建议
6.1
加强家庭无线路由器的IPv6支持
家庭无线路由器的IPv6支持两个方面:
一是路由器要和上游运营商提供的智能家庭网关匹配,为用户提供IPv6接入能力;
另一方面,可以通过自动推送固件的方式升级,避免繁琐的设置。
目前,对于家庭无线路由器如何支持IPv6并没有统一的技术规范,企业都是各自为战。
建议相关部门尽快出台技术规范,以标准化为手段引导和促进产业链的高效合作。
标准化是一个系统工程,需要权威机构进行统一规划,为标准的制定提供指导思路;
对已经应用的关键技术,及时进行标准化,确保互操作性和连续性。
6.2
完善IPv6相关安全机制
网络与信息安全是推进IPv6健康发展的前提,有效的安全机制可以避免IPv6引入对运营商基本网络和互联网应用服务的不良影响,从技术和管理上切实保障安全,扫除互联网应用的顾虑。
“新基建”的提出,对安全和可靠性提出了更高的要求,需要迅速完善相关的安全产品,保障其安全性。
6.3
构建开放共赢的产业生态
IPv6不仅是网络技术的创新,同时也是商业模式的创新。
5G、物联网、工业互联网除了技术与场景、网络与应用的融合,还有生态的合作。
构建产业生态需要更开放的合作研究和更广泛的行业实践,只有在产业链的共同努力推进下,才会促进IPv6的更快发展。
为了推动IPv6的规模部署与发展,应该不断完善融合政策体系,为运营商和行业的合作渠道或载体提供便利,构建共赢的产业生态。
7
结束语
5G、云计算的到来,进一步驱动高带宽和低时延业务的发展,物联网、工业互联网带动了海量IP地址需求,这些新业务使得规模部署IPv6成为必然,也将为IPv6产业创造重要机遇。
IPv6的根本目的是服务于整个网络,加速各个行业从IPv4向IPv6转型,所以需要加强顶层设计,营造有利的政策环境以促进产业链上中下游各方的高效协作。
同时,需要通过制定和完善技术与产业标准,推广成功案例经验,引导和加快IPv6在行业的落地应用和服务创新。
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