建設地址充裕的下一代IP網

2019-11-03 09:01:20

字體：大中小

來源：轉載

供稿：網友

吳英樺

一、引言

　　如果說“千年蟲”問題是計算機技術發展道路上的重大隱患的話，那么ipv4地址不足問題就是我國IP技術發展過程中的“絆腳石”。不同之處在于，當初計算機的日期位不夠用，“千年蟲”即將出現的時候，世界各國都急著想辦法。而現在，IPv4地址即將耗盡的問題只困擾著中國、日本、韓國等地址少的國家，歐洲國家不太著急，而美國則根本不用著急。眾所周知，世界各國間IPv4地址的分配很不均勻，美國屬于地址非常充足的國家，歐洲處于中間狀態，只有中國和日本的地址資源十分緊缺，且即將耗盡。

二、IPv6地址不足帶來的問題

　　IPv4地址不足的情況在我國一直存在。為此，我們已經采用了一些節約使用IPv4公網地址的技術(例如為用戶分配“臨時地址”、“內部地址”等)，以延緩地址的消耗速度。但這些技術對IP業務的發展帶來了不良影響，也不能從根本上解決地址不足問題，故我國IPv4地址仍面臨即將枯竭的危機。

　　1.使用“臨時地址”存在的問題

　　節約地址的技術之是分配臨時IPv4公網地址。舉例來說，撥號用戶就沒有固定的公網IP地址，通信時使用的是撥號服務器隨機分配的臨時公網IP地址，經常發生變化。對用戶來說，沒有固定的公網IP地址，意味著在IP網絡上不能“隨時在線”，而是“臨時在線，經常轉移”，訪問別人容易，讓別人找到自己難，只能是一種“單向訪問”。如果想讓別人訪問自己(如建立自己的撥號網站、開展商業活動)，就要采用動態DNS等技術，增加地址解析和處理方面的開銷。

　　另一方面，“臨時地址”為網絡上的搗亂者提供了非常便利的條件，如利用撥號上網方式發垃圾廣告、病毒郵件等，不需要特別的網絡技巧就可以經常變換網絡地址，十分便捷隱秘，小易被發現和查處。

　　2.使用“內部地址”存在的問題

　　節約地址的技術之二，是讓用戶使用內部地址。例如，在有些企業網和用戶小區網內部，不向用戶分配公網的IP地址，僅分配內部IP地址。如果用戶要訪問Internet公網，通常是采用NAT(網絡地址轉換)機制，即由支持NAT的路由器臨時分配一個公網IP地址(及端口)供用戶臨時對外通信使用；對內則仍使用內部地址，完成NAT功能的路由器要記住這兩種地址(及端口)之間的對應關系，以便在轉發IP包的過程中進行地址轉換。

　　“內部地址”在公網上沒有路由，同樣存在“十月訪問”的問題，用戶可以訪問別人，但難以被別人訪問。猶如在電話網上使用一部電話分機，完成NAT功能的路由器如同總機，只是用這部電話分機打出去還可以，別人打進來就難了。相信在電話網上，一部“難打進來”甚至“打不進來”的電話分機不會有人愿意用。但存我國的IP網上，目前很多用戶還在用著“內部地址”，這種現象毫無疑問對我國IP業務的發展有很大的潛在危害。這種危害實際上已經逐漸顯示出來。由于使用內部地址，一些語音、視訊等應用業務需要解決NAT穿越問題，而NAT穿越問題完全是因使用“內部地址”而給業務帶米的額外負擔。為解決這個問題，必然要在設備開發、業務運營方面進行投資，從而導致業務成本的提高，對業務的推廣只會產生負面影響。

　　此外，用NAT方式完成地址轉換功能要增加處理開銷，處理開銷的增加將導致處理效率的降低利服務質量的下降。如果要開放多媒體業務，增加處理開銷還會對QoS造成不利影響。雖然可以用處理能力更強的設備來抵消這種影響，但更好的設備還是意味著更多的網絡投資和更高的通信成本，而通信成本的增加最終還是要由用戶來承擔。

三、用IPv6解決地址空間擴展問題

　　使用“臨時地址”、“內部地址”是我國為了節約IPv4地址而不得不采取的措施。如果IPv4地址充足，那就沒有必要讓用戶使用這類地址，上述種種問題將迎刃而解。為了將地址不足問題帶入下一代IP網，中日韓等國積極地投入了IPv6的研究工作，并逐步將IPv6技術推向商用。

　　實際上，IPv6的市場發展潛力是非常巨大的，只是目前還沒有開發利用起來。IPv6有能力給每個人分配一個地址，尋址到每一個人。如果通信的雙方都使用IPv6，那么只要在PC機上使用適當的操作系統(如Windows xp、linux等)及適當的通信軟/硬件，就有可能享受端到端的IP視頻、音頻、數據業務，例如打IPv6的可視電話，開IPv6的視頻會議等。至于雙向發送文件、郵件、短消息等數據通信功能更沒有問題。可開展的雙向互訪業務類型很多，而且是我國IPv4網絡難以廣泛支持的。

　　雖然IPv6業務前景廣闊，但新型網絡業務的發展通常會一個循序漸進的過程。例如，基于IPv4的Internet業務剛剛在我國推廣的時候，網上中文資源和提供的服務很少，上網人數也相應較少，業內人士對Internet中文業務能否開展及如何開展的問題曾進行過多種方式的探討。隨著網絡上各種中文資源的增加，免費郵箱、聊天室及網絡游戲等業務的開展，越來越多的人了解并喜歡上了Internet。時至今日，用E-mail進行聯絡已經成為人們必不可少的通信手段。上網瀏覽新聞、下載軟件/電影/音樂、玩游戲等成了人們經常性的活動，Internet已經成為人們生活的一部分。在Internet剛進入我國，中文網站寥寥無幾，國內網絡冷冷清清的時候，很難想像中文業務會發展到今天這個局面。

　　IPv6的發展肯定要有一個過程，但IPv6畢竟為我國用戶提供了一個比IPv4更加便利的業務傳送平臺，用戶可以在IPv6平臺上實現端到端的對等通信模式。從長遠來看，IPv6不僅可以支持原有的IPv4應用業務，還可以支持我國IPv4網因受地址資源限制而難以廣泛支持的多種應用。IPv6將逐步進入我們的生活，在為我們提供便利的同時，網絡自身也會不斷成長壯大起來。

四、關于開展IPv6業務的幾點建議

　　對推進IPv6業務的開展，筆者提出以下幾點思考和建議：

　　1.調動各方面的積極性，充實IPv6的網絡信息資源

　　IPv6網絡建設初期，優勢是地址資源充足，有能力支持各種類型雙向互訪的新型業務，例如實現移動IP、端到端的IP電話/視頻通信、家電/辦公室設備的遠程控制等新型業務。缺點是內部可以訪問的網絡資源較少，應采取一定的措施彌補自身信息資源的不足。

　　為了充實網絡信息資源，應采用一定的扶持政策來鼓勵各種企業、商家甚至個人提供各種信息、支持各種應用。比如，對建設IPv6小區網的商家給予政策上的優惠政策，鼓勵經營網絡業務的公司在IPv6網上開放有償影視點播、視頻會議、網絡游戲等業務；鼓勵商場、社區服務公司等服務型單位建立IPv6網站，在IPv6用戶小區內為用戶提供各種服務：在IPv6的地址分配和DNS域名注冊上，對個人用戶給予優惠，為個人用戶在自己的PC機上建立基于IPv6的固定網站提供便利，允許個人用戶在自己的網站上提供各種服務，開展商業活動。目前，個人用戶在IPv4網上往往只能到ISP的網站上建立主頁，受ISP存儲空間和各種規定的限制，使用不太方便，而在IPv6網上卻有條件在自己的PC機上建立一個完全自主的個性網站。

　　企業、商家、個人使用IPv6并在網絡上發布信息可能是出于多種目的，推出的網上信息必然內容豐富而且形式多樣。例如，除傳統的經營VoD、網絡游戲等業務的網站外，小區商店和餐飲店推出的商業網站，也許可以為用戶提供送貨上門服務。小區的物業服務公司推出的服務網站，也許能讓小時工、保姆、維修工甚至收購廢品的人上門為住戶提供服務。或許還有更多利用網絡開展的新的服務項目，我們現在可能都想象不到。網絡運營商在為大量用戶提供IPv6地址，提供網站便利的同時，自己也可以在IPv6網絡上大量補充多種多樣的信息資源，讓IPv6網絡成為對很多人有用而且好用的網絡，不斷擴大IPv6業務的影響面。總之，應該調動盡可能多的人的積極性，盡快豐富IPv6網絡內部的信息資源，吸引越來越多的人使用IPv6。

　　2.與科研部門合作，加強互聯互通方面的工作

　　IPv6網絡建設初期，首先要解決兩個方面的問題，一個是IPv6與IPv4網絡的互聯互通，一個是IPv6網絡之間的互聯互通問題。

　　IPv6網絡本身的信息資源少，故必須首先保證IPv6用戶能夠訪問IPv4網絡。目前，已經有了一些可行的實現方案(如DSTM和NAT-PT等等)。為了擴大IPv6業務的影響面，也要允許IPv4終端訪問IPv6網絡，這方面的問題比較多，需要進一步研究。此外，在IPv4的“海洋”中，IPv6網絡有可能是由一個個“島嶼”構成的，各“島嶼”上的用戶數量、網絡資源可能比較少。只有將這些“島嶼”互聯在一起，才能盡快擴大用戶群，讓一個“島嶼”內的服務提供商可以為多個“島嶼”的用戶服務，亦便于更多的人相互聯絡。

　　實現IPv4網與IPv6網之間以及IPv6各“島嶼”之間的互聯互通是拓展IPv6業務的一個關鍵點。互聯互通必須遵循統一的標準，這方面IPv6設備開發公司、網絡運營公司可與科研部門加強交流和合作。科研部門在IPv6實驗網絡的建設和使用過程中積累了很多經驗，對網絡中可能存在的各種問題及其解決辦法有比較深入的了解，熟悉網絡技術和通信協議，具有在IPv6網絡互聯互通方面的寶貴實踐經驗。同時，科研部門還掌握先進的互聯互通測試技術，并具備良好的測試設備和測試環境，專門培養了實力雄厚的技術隊伍，有能力為運營網絡的互聯互通提供強有力的第三方技術支持。通過合作，IPv6運營公司可以在網絡建設過程中少走彎路，更快更好地獲得經濟效益。

　　3.加強IPv6地址的分配和管理工作

　　我國IPv4網絡的路由結構不十分合理，原因是我國在IPv4網的建設上處于被動地位。尤其是我國未申請到IPv4的A類地址，只申請到不連續的B類或C類地址，而且是根據使用情況分批分次申請的。用各次申請的地址分別劃分網段，再分配到路由器上，不可避免地會產生大量路由碎片，從而為網絡的路由設置帶來非常不利的影響。因此，在IPv6網的建設過程中，網絡規劃管理部門應將地址規劃和分配作為工作的重點。我國在IPv6領域處于比較主動和領先的地位，有關各方應抓住這一有力時機，做好IPv6地址的申請和全面規劃與分配工作，使我國IPv6網絡的路由得到合理有序的部署，力爭為我國IPv6網絡和業務的發展打下一個良好的基礎。

五、結束語

　　我國的IPv4地址到底還夠分配多久呢。對此，有的說是兩三年，有的說是五年，也有的說是10年。不管怎么說，IPv4地址即將枯竭的現實已經擺在我們的面前。我們只能抓緊時間實現IPv6，盡快擴充我國的IP地址空間，保障我國IP業務的進一步發展。

　　實現IPv6將給我國IP業務的進一步發展創造良好的環境。當然，實現過程中也面臨著很多困難和挑戰。但是，如果知難而退，不考慮向IPv6演進，永遠跟在美國等IP技術比較先進的國家后面亦步亦趨，那么在美國可以輕而易舉實現的業務，在我國卻要費很多周折才能實現。如果大量的精力浪費在節約和轉換地址方面，將在1P技術上永遠處于被動局面。

　　下一代IP網絡應該是一個地址充裕的網絡。我國有關管理部門和科研機構早已行動起來，建設了IPv6實驗網絡制定了IPv6的技術標準，開展了各種研究和開發工作。但僅僅依靠科研部門的努力是遠遠不夠的，還要靠政府、運營公司、設備開發部門以及社會上各種力量的共同努力，才能推進我國IPv4網絡向IPv6網絡的平穩過渡。

摘自　泰爾網

上一篇：IPv6如何與移動通信相結合？

下一篇：遠程優化設備實現網絡整合