華為標準專(zhuān)家分享IPv6國際標準現狀與發(fā)展趨勢

　　11月15日在南京召開(kāi)的GNTC全球網(wǎng)絡(luò )技術(shù)大會(huì )IPv6專(zhuān)場(chǎng)峰會(huì )上，華為網(wǎng)絡(luò )技術(shù)實(shí)驗室高級主任工程師蔣勝應邀發(fā)表了主題為 “IPv6國際標準綜述和未來(lái)發(fā)展方向”的精彩演講。蔣勝長(cháng)期活躍于IETF、ETSI、BBF、ITU-T、CCSA等國內外標準化及產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟組織，主要從事IP技術(shù)創(chuàng )新研究和標準化工作，目前擔任IETF ANIMA工作組主席，參與主導定義24個(gè)RFC(互聯(lián)網(wǎng)國際標準)，4篇IETF工作組草案，并發(fā)表了2篇ETSI行業(yè)規范和3篇ITU-T標準文檔及20多篇論文。

　　圖： 華為網(wǎng)絡(luò )技術(shù)實(shí)驗室高級主任工程師蔣勝

　　本次蔣勝主要從IPv6國際標準(即IETF國際標準組織中的IPv6工作)、IPv6協(xié)議發(fā)展趨勢以及構建在IPv6之上的未來(lái)網(wǎng)絡(luò )愿景三個(gè)方面進(jìn)行了詳細的分享。

　　由于IPv4網(wǎng)絡(luò )地址資源有限，嚴重制約了互聯(lián)網(wǎng)的應用發(fā)展，IETF于1994年開(kāi)始成立相關(guān)的工作組來(lái)解決下一代IP的問(wèn)題。IPv6的提出與應用，不僅解決了網(wǎng)絡(luò )地址資源數量的問(wèn)題，而且為未來(lái)網(wǎng)絡(luò )協(xié)議添加更多的功能增加了可能性。自IPv6被提出二十多年來(lái)，IETF已發(fā)布600余篇IPv6相關(guān)的RFC，包括IPv6報頭格式、鄰居發(fā)現等基礎協(xié)議，以及IPv4到IPv6過(guò)渡技術(shù)、安全、移動(dòng)性等內容。目前全球各國都在有序地推進(jìn)IPv6網(wǎng)絡(luò )的規模部署與建設，以實(shí)現下一代互聯(lián)網(wǎng)在經(jīng)濟社會(huì )等各領(lǐng)域的深度融合。

　　相比于IPv4，蔣勝主要總結了IPv6協(xié)議及標準發(fā)展的六大趨勢——簡(jiǎn)化，易于功能擴展，自動(dòng)化提升，基于流的差異化服務(wù)，支持海量、泛在連接，加強安全、隱私保護。

　　圖：IPv6峰會(huì )現場(chǎng)

　　IPv6協(xié)議從設計之初，就大幅度地簡(jiǎn)化了網(wǎng)絡(luò )數據包的包頭，IPv6的報頭從變長(cháng)改為定長(cháng)，并去掉了7個(gè)(共13個(gè)字段)不常用或不通用的字段，而僅增加了一個(gè)Flow Label字段作為流的識別標識。IPv4中變長(cháng)的選項字段，則被IPv6的擴展包頭所替代，真正使能了靈活的功能擴展，而且區分了目的地和逐跳兩個(gè)大類(lèi)的選項，提高了中間路由器的處理效率。

　　在自動(dòng)化提升方面，IPv6本身自帶了多項地址自動(dòng)配置的方案，包括鏈路地址、本地地址等都可以用戶(hù)側全自動(dòng)生成;而可路由的全球單播地址也通過(guò)IPv6獨有的鄰居發(fā)現(Neighbor Discovery)協(xié)議中的SLAAC功能自動(dòng)完成配置。自動(dòng)化的需求和趨勢也在場(chǎng)景化的路由自動(dòng)配置方案中得到了體現，實(shí)現了特定網(wǎng)絡(luò )場(chǎng)景中的路由協(xié)議配置自動(dòng)完成。IETF ANIMA工作組則致力于制定網(wǎng)絡(luò )自管理方面的標準，目前已經(jīng)制定的、基于IPv6的自組織管理功能主要包括：帶安全認證的設備即插即用;管理平面路由自通，使能設備跟網(wǎng)管自動(dòng)對接;自組織信令，完成各種管理動(dòng)作。

　　IPv6包頭中唯一新增的Flow Label字段，為基于流的差異化服務(wù)提供了更方便的網(wǎng)絡(luò )層識別方式;使得路由器對流的識別不再依賴(lài)傳統的五元組，可以在不解析TCP/UDP的四層傳輸層包頭的條件下，實(shí)現對流的精準識別，并匹配相應的流轉發(fā)策略。而不同應用的流，其實(shí)對網(wǎng)絡(luò )轉發(fā)有著(zhù)不同的質(zhì)量和資源要求。IP協(xié)議最初的“盡力而為(Best Effort)”已經(jīng)滿(mǎn)足不了新應用場(chǎng)景中差異化服務(wù)的需求。確定性服務(wù)最早在IETF DetNet工作組被提出，旨在為數據流提供確定性的低時(shí)延及低抖動(dòng)的IP層轉發(fā)，目前提出的DIP(Deterministic IP)技術(shù)能夠通過(guò)確定性的報文調度和核心無(wú)狀態(tài)的網(wǎng)絡(luò )架構，同時(shí)實(shí)現三層大網(wǎng)端到端時(shí)延確定性和大規?？蓴U展性，使得在IP網(wǎng)絡(luò )可以為高優(yōu)先級別的流提供確定性的轉發(fā)服務(wù)。

　　IPv6的大地址空間，使能了海量的設備接入，突破了IPv4地址40億地址空間的限制，允許幾乎無(wú)上限的接入數量。我們正步入萬(wàn)物互聯(lián)的全數字化社會(huì )，通信主體不僅在數量上呈指數級增長(cháng)，同時(shí)呈現出多樣化趨勢，對業(yè)務(wù)的需求也不一致，原來(lái)定長(cháng)、定界、單一的尋址方式具有很大的局限性，用戶(hù)無(wú)法定義、感知網(wǎng)絡(luò )。變長(cháng)、結構化地址可以有效支持海量、異構通信實(shí)體的互聯(lián)需求;多樣化的尋址方式允許應用直接表達通信需求，消除對額外映射系統的依賴(lài);靈活、可定制的字段能夠支持用戶(hù)定義網(wǎng)絡(luò )功能、感知網(wǎng)絡(luò )狀態(tài)，可以有效滿(mǎn)足未來(lái)業(yè)務(wù)的新需求。

　　圖：未來(lái)愿景

　　未來(lái)，隨著(zhù)網(wǎng)絡(luò )連接數從十億級跨越到萬(wàn)億級，網(wǎng)絡(luò )的能力也需要進(jìn)行跨越式的變革。網(wǎng)絡(luò )將打破“泛在連接”的邊界，成為一個(gè)超連接能力平臺，將具有差異性的服務(wù)能力、確定性的傳輸能力、去中心化的網(wǎng)狀組網(wǎng)信任能力、智能組網(wǎng)和極簡(jiǎn)人工的管控能力等超越基礎連接的能力。網(wǎng)絡(luò )技術(shù)也將以IPv6為起點(diǎn)，將移動(dòng)性、安全可信、服務(wù)質(zhì)量作為內生的機制嵌入到數據通信協(xié)議的數據平面當中，并允許用戶(hù)交互式的向網(wǎng)絡(luò )表達差異化的需求。數據通信網(wǎng)絡(luò )必將跨越當前的瓶頸，用系統性的最優(yōu)方案解決網(wǎng)絡(luò )問(wèn)題、滿(mǎn)足未來(lái)需求，成為信息產(chǎn)業(yè)和其他網(wǎng)絡(luò )相關(guān)產(chǎn)業(yè)創(chuàng )新發(fā)展的堅強基礎和重要引擎。