IPv6应用现状及产业前景分析　　

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　　1　网络地址荒催生IPv6
　　
　　中国互联网络信息中心(CNNIC)发布的《第23次中国互联网络发展状况统计报告》显示，截至2008年底，我国网民数达2.98亿，宽带网民数达到2.7亿，国家CN域名数达1357.2万，三项指标继续稳居世界排名第一，显示出中国互联网的规模价值正在日益放大。而fP地址数仅为8000多万。专家预测，目前全球通用的IPv4地址仅剩10亿的使用量，将在2010年左右消耗殆尽。
　　因此，采用新版本的IP地址协议，扩大IP地址的绝对使用数量，成为全球互联网发展的必然趋势。为了从根本上解决现存IPv4网络地址枯竭的这种潜在危机，新版本的地址协议IPv6应运而生。IPv6地址容量大大扩展，理论上能产生2个JP地址，号称“能让世界每个沙砾都有IP地址”。
　　
　　2　科学商业联姻应对产业困局
　　
　　IPv6从信息化发展的必然趋势来看，下一代互联网必将是基于IPv6的互联网，从IPv4向IPv6的过渡是互联网发展的必然趋势。IPv6从产生到现在已有10余年的时间，之所以还没有走向真正的大规模实用化阶段是因为其技术的发展还存在一些问题，面临着一些挑战。主要表现在缺乏创新应用技术融合的速度慢，过渡问题尚未得到很好解决：支持IPv6的产品和设备较少，且大多缺乏严格的测试和验证：IPv6试验网的规模还较小，商用网的规模也不大，提供的服务种类有限等。未来应该继续在标准制定、产品研发、商业应用、业务创新等方面开展进一步工作。未来IPv6的发展将呈现出以下四个主要趋势：
　　
　　2.1　标准制定上的协作和联合
　　与IPv6相关的标准化组织包括IETF(互联网任务工程组)、ITU-T(国际电信联盟远程通信标准化组)。3GPP(第三代合作伙伴计划)等，各个组织有不同的着眼点和侧重点。
　　
　　2.2　产品研发更具广度与深度
　　IPv6协议族是一个庞大的体系，包含了多种相关协议，在协议制定方面应该考虑到现行互联网上的所有应用，并为之制定IPv6环境下的标准。
　　
　　2.3　科学研究与商业应用并重
　　在IPv6的技术研究层面，需要重点考虑协议和设备的测试验证、与现行网络的互通和转化。网络运营中的控制与管理、与多种无线通信技术的融合、关键应用的设计和研发等，这对于推动IPv6实用化至关重要。
　　
　　2.4　业务创新将成为主题
　　杀手级应用是推动新的网络技术实用化的第一推动力，业务创新是网络技术发展中的永恒主题。
　　我国目前IPv4和IPv6地址的拥有量都不容乐观。截止到2008年6月中国拥有的IPv4地址数量达到1.58亿个，占全球IPv4地址数量的5.9％。56.9％的IPv4地址资源集中在美国，日本占5.8％。在中国互联网络信息中心(cNNIc)等机构的大力推动下，与2007年12月相比，2008年6月中国IPv4地址拥有量已经从世界第三位跃升至世界第二位，超过日本，仅排在美国之后。截止到2008年6月，中国大陆共分得IPv6地址排名世界第十七。IPv6地址距离实际应用尚远，在IP地址的过渡阶段，IPv4地址仍是稀缺宝贵的资源，仍需承担大部分的地址供给任务，IPv4地址的实际拥有量会直接影响IPv6地址的申请规模，现阶段拥有的IPv4数量越多，将来申请IPv6地址就越容易。
　　针对上述现状，作为我国国家IP地址分配管理机构，中国互联网络信息中心对过渡时期我国IP地址申请的规划、分配、管理机制进行了科学调研论证，指出在过渡阶段要双管齐下，无论是IPv4还是IPv6地址，都要加大申请力度。一方面申请足够的IPv4地址，以避免出现过渡到IPv6之前IPv4地址已经不够的窘境另一方面也要积极申请大量的IPv6地址，为将来IPv4网络向IPv6网络的基本迁移做地址资源准备，规划整个网络布局。
　　
　　3　“40ver6机制”破解应用难题
　　
　　IETF的工程师很早就考虑到IPv4地址告罄的问题，因而提出地址协议第六版(IPv6)，IPv6的协议于1995年被IETF确定，这一协议将使得IP地址容量达到3.4×10。
　　目前对下一代互联网的研究中，IPv6被广泛认为是一个成熟的过渡方案。国际互联网普遍认同的是，互联网核心问题是目前IP地址、前缀、路由的增长态势在很长一段时期内不会改变，而且用IPv6取代IPv4是维持当前增长趋势，或者创造一种全新的可持续增长方式的惟一途径。
　　在IPv6未来的发展方面，存在着一些问题。首先IPv6地址的实际应用尚需大量时日。IPv6产业的发展和应用需要经历确定技术标准，试验，探讨应用模式。大规模部署、试用，普及应用等六个阶段，而目前全球IPv6网络仅处于试验阶段。IPv6的产品和技术实际上并不成熟，虽然很多传统的东西都支持IPv6和IPv4双协议栈，但是实际上IPv6功能方面缺乏长期的运行考验。Bug一直都有，那么对于一些新的技术来说，在没有经过长期运行考验，一定会有很多的问题。这些问题一旦出现，可能对部署和推进IPv6造成一定的阴影，因为有很多不好用。一方面，伴随着IP地址的升级，互联网的基础设施必须进行同步的升级更新，这需要很长的时间和巨大的投资，另一方面，目前的网络应用大多是基于IPv4网络的，IPv6网络提供给用户的应用非常有限。
　　其次，IPv6地址所能提供的地址仅限于理论数量。虽然IPv6在理论上能提供2128个地址，但因为全球分配政策以及路由策略等的限制，可供分配使用的IPv6地址远远少于这个理论数量。但在IPv6的申请初期，很多国家对IPv6能够提供的地址容量抱过于乐观的态度，因而疏忽了规模申请，随着IPv4地址的日趋紧缺，IPv6的重要性日渐凸现的同时其相对有限性也逐渐暴露，各国开始争相对IPv6地址进行大规模的申请抢夺，抓紧储备IPv6地址资源。
　　第三是和IPv4网络互通的和过渡的问题。IPv6地址空间非常大，应该说它的是可以满足人类的要求。但是一个新的问题是大多数用户和应用是基于IPv4，那么怎么才能够让IPv4和IPv6共存，成为需要解决的一个根本性的问题。如果这件事情没有一个非常好的解决的话，那么纯IPv6的发展，实际上会遇到相当大的障碍。纯IPv6网络如果没有得到充分发展，没有达到一定规模的话，那么IPv4向IPv6过渡这件事情，是不可能真正实现的。如果总是双栈，就没有充分的理由过渡到IPv6。纯IPv6的发展，对于IPv6本身非常重要。还有IPv6本身的选择和推广的问题。可以让用户知道IPv6可以做什么事情，要给用户提供充分的解决方案。
　　目前的解决方案就是“40ver6网状体系结构”。在IPv4、IPv6共存的技术方案里面，有两类主要方案，一类翻译，一类隧道。翻译方案的基本思想跟NET类似，只不过放在两个

不同地址组里面，一个IPv4地址空间，一个IPv6地址空间，在这个翻译方案里IPv6是可以映射到IPv4地址空间里的，但是实际上是做不到这一点的。因为IPv6地址空间特别大，要映射到少量IPv4地址空间，是非常困难的。两类的翻译的机制，一类是无状态，一类是有状态。在无状态情况下每一个IPv4地址有一个IPv6的地址跟他对应，每一个IPv6也有～个IPv4的地址跟他对应。IPv4用户可以访问的地址空间增大，可以访问到IPv6主机，是无状态。如果是采用有状态发生冲突情况就会比较多。
　　另外一套机制是采用隧道机制，IPv4和IPv6不是直接访问，IPv4空间里的主机不能访问IPv6空间的主机，只能穿越IPv6空间。它能带来的好处是网络地址空间有两部分用处，一部分是给边缘网络主机服务器分配地址另外一部分是给核心网路由器交换机这样的设备分配地址，在隧道这种方式下可以用IPv6网络实现，这样把边缘IPv4网络通过一个核心IPv6连接起来，IPv4地址空间使用效率就会有很大提高。隧道方案有了，那么面临的问题是怎么样能够让隧道变成一个自动隧道，把IPv4路由进入到IPv6核心网络里面，现在jPv4网络里面路由表膨胀非常厉害，而且有很多的路由扰动情况，为了不把IPv4不好的东西引入到jPv6里面，提出一个采用扩展方式在JPv6核心网边缘路由器上使用功能传递JPv4到IPv6可达信息，这样减少了这个网络的机构。
　　翻译的方案和隧道方案解决的是不同的问题，一个是解决IPv4、IPv6直接相连，怎么翻译?一个是解决如何经过一个不同地址组的一个网络如何达到另外一个相同地址组。IPv4到IPv6，作为用户可能有不同需要，而且现在翻译方案很多，用户怎么样拥有一个简单的部署方案。在国际上首次提出了“40ver6网状体系结构”的过渡技术，设计实现了基于动态非显性隧道的40ver6系统。该系统采用面向大规模分布式的设计，扩展了核心路由协议BGP并提出了新的子地址簇标识，解决了IPv4和IPv6兼容性、可管理、可扩展，可靠性和自动配置等技术难题。
　　总体来说，40ver6机制包括两方面的问题控制平面和数据平面。控制平面需要解决的问题是如何通过隧道端点发现机制来建立40ver6隧道。由于多个DE路由器连接到IPv6传输网上，为了准确地封装IPv4分组并转发到某个出口PE路由器，入口PE路由器需要知道具体哪个口E路由器是出口路由器。本标准扩展MP-BGP协议，在IPv6主干网上携带IPv4目的网络的信息和隧道端点信息并发送到IPv6主干网的另一端，以此来在PE路由器上建立无状态的40ver6隧道。PE与CE之间可以通过域内或域问IPv4路由协议来交互IPv4路由，也可以由cE路由器配置缺省路由到DE路由器，视具体使用场景而定。
　　在建立40ver6隧道的基础上，数据平面主要关注包括封装和解封装的分组转发处理。在入口PE路由器找到恰当的出口路由器后，入口路由器需要采用某一特定的封装机制来封装并转发原始IPv4分组。出口路由器从IPv6传输网络收到封装分组后，出口路由器对分组进行解封装，并转发到相应的IPv4目的网络。由于40ver6机制主要运行在PE路由器上，且只涉及对IPv4分组最外层头部的封装处理，因此也同样适用于IPv4网络中使用NAT机制的场景。
　　基于动态非显式隧道来实现的40ver6通信机制，该机制具有配置简单、不受限于特殊地址前缀、不依赖于组播技术支持、没有单一故障点、可扩展性好的优点。基于这一机制，可以方便地实现大规模的基于IPv6承载网的IPv4网络之间的通信。
　　基于动态非显式隧道的40ver6机制的优点具体表述如下：
　　1　配置简单：40ver6隧道通过BGP协议的40ver6扩展来动态配置，不需要手工配置。
　　2　不受限于特殊地址前缀：报文目的地址和隧道端点地址的映射关系是通过BGP协议来动态发现的，不需要对IPv6地址格式做特殊规定，不需要申请特殊的IPv6地址前缀。
　　3　不依赖于组播技术的支持：该机制可以对组播应用进行扩展，但在IPv4网络和IPv6网络不实现组播的情况下。该机制仍可正常使用。
　　4　没有单一故障点：该机制是纯分布式实现的，不依赖于任何单独的服务器，因此网络中没有单一故障点。
　　5　可扩展性好：由于隧道的建立是通过BGP协议来自动发现的，还可以通过配置RouterRefIector来进一步简化BGP路由器之间的通信开销，因此该机制方便支持大规模的IPv4overIPv6应用，可扩展性很好。

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