當前，面對我國IPv4地址日益緊張的現實，從IPv4到IPv6的商用化過渡已經成為迫切需求。而且，由于中國站在了全球應用IPv6的前列，因而這一過渡歷程充滿了探索性和創新性，需要整個產業價值鏈各個環節的共同努力。從運營商——中國電信的角度出發，其目前的IPv6實踐取得了哪些成就？其對于產業合作又有著怎樣的思索與努力？本版將給予解讀。

當前，伴隨著移動互聯網的爆炸式增長，中國正在全球率先面臨著IP地址緊張帶來的挑戰。截至2010年3月，全球剩余的IPv4地址資源只有3.5億，僅占總量的8%；到2012年，IPv4的地址資源就會枯竭；而且，由于歷史的原因，中國的IPv4地址資源將最先耗盡，而外國的情況卻并沒有這么緊迫。與國外大多數國家截然不同的現實，決定了中國從IPv4到IPv6演進的時間表必然會具有明顯的“中國特色”，而不能一味參考外國的演進節奏。一方面，從總體上來看，從IPv4到IPv6演進和過渡是大勢所趨，應根據實際情況，制訂相應的演進步驟；另一方面，必須正視過渡過程中所遇到的挑戰和問題，在整個產業的各個環節之間形成合力，共同推動過渡的順利完成。

正視過渡階段的挑戰

從IPv4到IPv6的演進，中國毫無疑問走在了世界的前列，而這就意味著承擔這一使命的電信運營商必須先行應對挑戰，先行擔負起推動這一產業從起步到成熟的重任。

如何實現從IPv4到IPv6的平穩過渡，這是部署下一代互聯網首先必須解決的問題，也是取得成功的關鍵，更是運營商面臨的最大挑戰所在。從根本上來看，相對于搭建一張全新的、純粹的IPv6網絡而言，從IPv4到IPv6的平穩過渡，則是一個更為復雜的系統過程，既要確保已有IPv4用戶的業務體驗，保障提供原有的服務質量；又要解決IPv6部署中面對的一系列問題，為用戶增加一些新服務。

為了確保用戶的業務體驗，運營商在演進的過程中，必然會優先選擇比較成熟的技術和標準。但現實是由于沒有規模化應用這一推動力，使得IPv6在標準化和產業方面都相對薄弱，使得運營商在過渡技術選擇和實施中面臨很多挑戰。

在從IPv4到IPv6的演進中，起著關鍵作用的過渡技術和標準尚不完備，這不僅為下一代互聯網的構建造成了很大困難，而且阻礙了進程。在標準化層面，從國際上來看，IPv6目前只完成了初步的標準化工作，許多新特性在IETF仍處于研究、制訂標準草案階段。在技術層面，由于IPv6協議和IPv4協議并不兼容，二者的業務無法實現互通，因此過渡技術的重要性不言而喻，但現實卻是缺乏成熟的過渡技術。值得注意的是，盡管雙棧技術給出了目前最成熟可靠、升級風險低的方案，但卻無法從根本上解決IPv4地址資源短缺的問題。而能夠真正引入IPv6豐富地址的協議翻譯類和隧道類這兩類過渡技術，目前卻仍處于發展期，可用的成熟技術相對較少，標準化工作也有待于進一步推進，而成熟可商用的設備則更是需要產業界的不懈努力。

為了確保用戶的業務體驗，真正發揮出下一代互聯網的獨特魅力，從IPv4到IPv6的過渡，并非只是網絡和技術的演進，更重要的是業務和應用的遷移，而這正是運營商面臨的又一大挑戰。可以說，IPv6網絡的建設只是一個開始，演進的價值和意義只能通過業務與應用來體現。換句話說，在IPv6網絡建設完成后，如果應用、門戶網站、服務提供商均不支持，就會導致IPv6應用的缺乏，那么IPv6網絡的建設就沒有意義。

值得注意的是，做好業務和應用遷移的準備是非常重要的，ISP和ICP應該有明確的行動時間表。眾所周知,推動IPv6的實施,提供IPv6的業務,不僅是讓網絡具備IPv6的能力就能實現的,需要的是端到端的解決方案，包括產品、芯片、終端、業務平臺、IT支撐系統、應用等諸多環節和多個業務運營流程的制訂與變遷。這也反映出，IPv6的實施是一項的的確確很復雜的系統工程。

發揮產業合作的力量

從IPv4過渡到IPv6，盡管困難重重，但卻同時也為產業的整體發展提供了一次難得的機遇。一方面，挑戰面前，單個企業的力量是非常有限的，整個產業都必須攜起手來共同應對；另一方面，在克服困難的過程中，整個產業的實力也將得到增強，甚至有望打造出世界領先的競爭力。

IPv6的成功商用，并不是單靠一家企業就能夠完成的，而是要依靠整個IPv6產業鏈的不斷完善和齊頭并進，需要整個產業鏈的合力推動。由于IPv6將構建起一個規模巨大、設備種類繁雜、業務平臺眾多的網絡，因而無論是過渡技術和標準的成熟與完善，還是業務和應用的成功遷移，都是“牽一發而動全身”的復雜系統工程，需要運營商、設備制造商、終端制造商、應用提供商等各個環節的協同與配合。

如何充分調動起整個產業的力量呢？除了各個環節要充分認識到從IPv4到IPv6過渡的戰略性意義而積極投身其中并明確IPv6時間表以外，政府的引導與支持也將發揮重要的作用。如果政府能夠積極地給予政策的引導，比如出臺激勵政策、利用財稅杠桿和專項基金等經濟手段、指導產業聯盟的建立等，就一定能夠有效推動下一代互聯網的早日到來。

在推動產業合作和產業成熟的過程中，運營商正在努力發揮越來越重要的作用。基于從IPv4到IPv6的過渡實踐，運營商不僅架起了產業合作的橋梁，同時也為產業價值鏈各個環節的成熟提供了重要機遇。例如，中國電信在推動從IPv4到IPv6的商業化過渡中，始終堅持了產業合作的理念，不僅與清華大學共同組建了下一代互聯網技術和應用聯合的實驗室，而且積極參與了IPv6運營商的理事會，注重國際的合作分享經驗，同時積極與芯片廠家、科研機構等建立起形式多樣的合作渠道。

運營商積極推進的過渡實踐，作為先行的試驗田，不僅能夠驗證新技術與新方案、進一步發現問題和解決問題，并且尤為重要的是能夠樹立起產業合作的模式與榜樣，從而使整個產業的成熟與完善得以加速前行。例如，由中國電信主導實施的“中國商用下一代互聯網過渡實踐”，就是中國首次全產業鏈上下游（包括電信運營商、設備供應商、應用開發商等在內）合作進行的下一代互聯網技術的設備升級改造和現網商用部署，推動了整個產業的發展：其一，極大地促進了我國最大寬帶運營商——中國電信的網絡、業務等向IPv6的整體演進，并使中國電信成為首家通過國際IPv6論壇的IPv6-Enabled認證的ISP，整體成果達到國際領先水平；其二，為設備供應商和應用開發商的研發指明了方向，為用戶享受下一代互聯網的服務打下了基礎。

示范網成果展示

全國首個IPv6商用網：破解過渡難題 樹立合作典范

湖南智能農業溫室控制系統，由IPv6智能監控業務平臺、監控前端和系統展示客戶端三部分構成，部署在湖南省農業廳下屬的湖南省優質果茶良種繁育場。該系統通過下一代互聯網的應用實現采集溫度、濕度、光照、土壤含水量等農作物生長環境參數，同時可實現對灌溉、通風、水簾、遮陽網等的遠程智能控制。

基于中國電信湖南省公司和中國電信北京研究院在湖南“兩型社會”建設中對下一代互聯網的探索與實踐，全國首個IPv6商用網正式在長沙實現了落地，而IPv6商用放號也將按照中國電信集團公司的部署于近期適時啟動。長沙IPv6示范網，以設備自主研發和業務應用創新為載體，以網絡演進和信息服務為核心，以農業信息化行業應用為突破口，首次在國際上系統試驗了從IPv4到IPv6平滑過渡的可行方案并解決了IPv4與IPv6共存的世界性難題，首次在國內創造了綠色農業應用的服務典范，提升了互聯網技術對國民經濟建設的貢獻。而且，從總體上來看，長沙IPv6示范網還是設備制造商和應用開發商自主研發，同時與運營商網絡部署和設備升級改造、與新型行業應用需求緊密結合的成功合作的典范，有效推動了中國下一代互聯網產業的整體發展。

長沙IPv6示范網，先行探索了中國從IPv4到IPv6的過渡之路，積累了寶貴的經驗。通過網絡升級和流程改造，長沙城域網實現了IPv6寬帶接入業務的端到端流程穿越，這是國內商用現網中首次實現端到端的IPv6業務支撐，為基于IPv6技術的下一代互聯網走向規模商用奠定了基礎。IPv4和IPv6互通技術在長沙現網中的試驗，作為國內首個現網中的成功案例，為解決下一代互聯網演進中關鍵的業務和應用并存與過渡問題提供了先決條件，為我國互聯網的平滑演進提供了技術參照。由于長沙IPv6示范網在國內首次系統完整地在現網驗證了主流過渡技術部署的可行性（試驗的過渡技術包括雙棧、IVI、VENO、GOGO6等，是全球首次在現網中對IPv6過渡技術進行系統性的全面試驗），實現了IPv4和IPv6應用的互通，因而為制訂網絡和業務分階段向下一代互聯網平滑演進策略提供了依據。

由于采取了全產業鏈合作的模式，長沙IPv6示范網也為下一代互聯網產業的整體發展樹立了榜樣。長沙IPv6示范網，是國內首次全產業鏈上下游合作完成的下一代互聯網技術的設備升級改造和現網商用部署，實現了端到端的IPv6網絡、業務和流程改造，提供了商用寬帶接入服務。在此過程中，產業鏈各個環節均得到了鍛煉，取得了進步。其中，中國電信在湖南的工作和成績得到了國際組織的認可，成為全球首家通過國際IPv6論壇的IPv6-enabled認證的運營商，為我國確立在全球下一代互聯網版圖中的地位奠定了基礎。例如，基于中國電信在下一代互聯網上體現出的實力，一些跨國企業主動聯系中國電信希望得到IPv6VPN等服務，這成為我國電信企業參與下一代互聯網國際市場競爭的有利條件。

在構建全國首個IPv6商用網的基礎上，業務和應用的遷移也成功實現。一方面，湖南電信重點將現有自營業務向IPv6遷移，實現了湖南IDC承載IPv6應用服務能力及IPv6版互聯星空·湖南站的上線；另一方面，以開發新型的IPv6示范應用為切入點，還首次開發了基于IPv6的物聯網應用——湖南智能農業溫室控制監控系統，不僅明顯提升了農業效率，而且引發更多行業應用的轉型，最終發揮了以應用帶動下一代互聯網發展的作用。該系統實施后，產生了較大的社會效益和經濟效益，并在黑龍江佳木斯建三江農業進行了復制推廣；而在3G無線組網、全球眼視頻監控、手機客戶端等方面的完善，將促使該系統未來具備更大的市場推廣價值。#p#

產學研合作實踐

中國電信攜手清華大學

將技術轉化為應用

在聯合實驗室的揭牌儀式上，中國電信集團公司總經理王曉初表示，利用建立聯合實驗室這種方式形成的強強合作平臺，一方面可以將中國商業互聯網與非商業互聯網的發展需求統籌考量，為各級政府提供更為權威的政策建議，推動中國下一代互聯網產業的協調發展；另一方面雙方的研發合作將顯著增強國內自主創新能力，進一步推動中國下一代互聯網領域的技術創新，利用自主知識產權的成果在國際標準制定中使中國獲得更大的發言權，逐步提升中國互聯網在全球互聯網中的地位。

從IPv4成功過渡到IPv6，實現產業化是重要的“一關”。在此過程中，如果技術只停留在實驗室，而不轉化為應用，是無法實現真正產業化的。正因為如此，中國電信與在互聯網研究方面處于領先地位的清華大學合作組建了“下一代互聯網技術與應用聯合實驗室”并簽署了戰略合作協議。而這項基于“產學研”的合作，對于促進技術向應用的快速轉換、促進互聯網更廣泛地應用于社會經濟的發展將起到積極的作用。

建立“下一代互聯網技術與應用聯合實驗室”的深遠意義,在于通過骨干央企與國內頂尖高校的研發合作，充分發揮雙方在各自領域內的優勢和影響力，在下一代互聯網發展方面，提升我國在這一領域的核心能力；同時，向國家提出富有建設性的政策建議和產業應用引導，推動國家全面信息化建設戰略的實施進程。

在合作中，中國電信可以依靠強大的網絡能力為技術的應用提供規模化、多元化的平臺，促進中國互聯網業務的健康、持續發展；清華大學亦可借助應用資源，將實驗室的研發成果迅速推廣到生產實踐中，促進IPv6產業化，為我國在下一代互聯網的發展中繼續保持領先優勢提供強有力的支撐。值得注意的是，清華大學不但作為知名智庫對國家發展戰略和政策有著日益重要的影響，更在非商業的超大規模下一代互聯網實踐方面走在世界前列，在國家的大力支持下，由其牽頭規劃、建設和運營管理的CERNET2網絡在世界上具有重要地位，多年來的持續研發和運營也使清華大學在下一代互聯網領域積累了豐富的運營經驗與研究成果。

聯合實驗室的建立，不僅將有效推動清華大學的科研成果轉化為應用，更將大大加快下一代互聯網的產業化進程。據悉，聯合實驗室的工作目標集中在關鍵技術研究、業務應用和深化合作三個層面。在中國電信啟動向下一代互聯網過渡工作之際，聯合實驗室將首先重點解決IPv4地址短缺、IPv6流量管理及路由監控、行業應用開發等，從而為今年的下一代互聯網試點項目面臨的問題提供切實可行的解決方案。

過渡技術探討

以平滑過渡為目標 選擇合適的技術

迄今為止，已有的IPv4向IPv6過渡技術可以分為協議翻譯類和隧道類。其中，IETF的Behave工作組主要研究協議翻譯類的技術，而Softwire工作組則主要研究隧道類的技術。協議翻譯技術的優點在于部署簡單和應用場景多樣，但是缺點在于實現的復雜度較高。與此相對應，隧道技術實現較為簡單，但是其缺點在于應用場景較為單一。不同的技術都有各自適用的場景，在網絡的實際應用中，應充分結合多種技術的優勢來綜合考慮，從而實現IPv4向IPv6的平滑過渡。

協議翻譯技術

IPv6過渡中的協議翻譯技術是由IPv4的NAT技術發展而來的，就是將IPv6數據包中的每個字段與IPv4數據包中的每個字段建立起一一映射關系，從而在兩個網絡的邊緣實現數據報文的轉換。現有協議翻譯技術已有很多不同的種類，其中，根據IPv6地址空間與IPv4地址空間映射的不同方法，可分為有狀態協議翻譯和無狀態協議翻譯，而NAT64和IVI是當前典型的兩種協議翻譯技術。

目前，協議翻譯技術仍處在發展期，可用的成熟技術相對較少。在具體的應用中，需要綜合考慮以下四個因素。

復雜性。由于需要單獨處理每個報文的翻譯，因此不可避免需要處理ALG、DNS翻譯及分段等問題，實現較為復雜。此外，有狀態協議翻譯還需要進一步處理狀態的維護、同步等各種問題，因此，實現就更為復雜。

適用范圍。協議翻譯技術由于其本身的復雜性，因此，只能應用于網絡范圍較小的一側，以減小系統的負擔。

有狀態與無狀態協議翻譯選擇。考慮到系統實現的復雜度，應盡可能使用無狀態協議翻譯技術。但是，由于無狀態協議翻譯僅能使用具有特定地址格式的地址，因此，對于運營商可控的地址部分（如用戶的地址和一些自營業務的地址），可以使用無狀態協議翻譯中的特定格式來實現，而對于訪問其他一些不可控的IPv6地址，則只能使用有狀態協議翻譯來輔助實現。

ALG問題。協議翻譯方案中，ALG是目前存在的最主要問題，維護成本高，較難使用硬件來實現，對設備的性能要求也比較高。因此，在協議翻譯器中，可考慮僅實現最為基本應用的ALG轉換，對于其他復雜的轉換，可以采用其他方式來實現。

隧道技術

隧道類技術是指將另外一個協議數據包的報頭直接封裝在原數據包報頭前，從而可以實現在不同協議的網絡上直接進行傳輸。由于可以通過不同協議類型數據包的封裝和解封裝，方便地實現數據包在不同協議類型網絡中的傳輸穿越，隧道方式因此相比協議翻譯而言能夠較為方便地實現原有流量的承載。根據穿越的不同網絡類型，隧道類技術可以分為IPv6-over-IPv4類隧道和IPv4-over-IPv6類隧道。目前，典型的隧道類技術有DS-Lite、A+P、TSP。

目前，隧道技術（尤其是IPv4-over-IPv6），同樣仍處于發展期。隧道技術比較適合于4-6-4和6-4-6的應用場景，實現較為簡單。為了減少IP地址的消耗，隧道技術必須能夠實現IP地址的復用。目前常見的IP地址復用方式通常包括基于LSN的動態地址復用以及基于端口范圍（Portrange[19]）的靜態地址復用。動態地址復用的方式需要引入運營級NAT，在不同網絡邊界處實現私網地址和公網地址的轉換與映射，此時需保留連接的狀態表。而靜態地址復用的方式則通過劃分端口空間使得用戶能夠通過不同的端口空間來區分共享同一個公網IPv4地址，可以實現網絡核心側無狀態地址復用。