IPv6 来了吗？_NGN及软交换

IPv6 来了吗？

2003/12/05

　　一天，上帝召集地球上网络领域的领袖开会，讨论各自的今后设想。ITU委屈地说，

我们的下一代网络还在设想中，很多人有很多的想法；IETF高兴地斜眼看着ITU，回过身去冲着手下兴奋地叫道：

　　11月26日，北京中国科技会堂二层，一个并不起眼的报告厅，聚集了可以说是目前中国乃至全球最著名的网络人士：“下一代网络演进与发展战略暨中国IPv6应用服务研讨会”在这里召开。
　　我国政府从90年代末开始支持下一代网络的建设，到今天，会是一次激动的总结还是隆重的检阅呢？

NGN还是NGI？

　　在ITU对下一代网络的特征描述中，基于包交换、QoS、更好的安全性、对移动通信的支持等等是我们大家都能轻易说出来的。这样一个用技术语言说出来的定义，会让很多外行的人不能清晰理解。有另一种说法: NGN(下一代网络)是能提供多种服务的下一代电信固定网络和移动网络的统一基础，它能在全球的范围内提供高质量的通信服务。

　　所有技术概念都应该是面向应用的感性承载体。作为我国通信产业的重大立项，中国下一代互联网示范工程（CNGI）项目是由包括信息产业部、国家科技部、国家发改委和中国工程院在内的8个部委联合发起并经国务院批准启动的。根据CNGI的规划，我国将在2005年底建成一个覆盖全国的IPv6网络，成为世界上最大的IPv6网络之一。通过大规模IPv6网络建设的部署实施及商用探索，在未来的几年内，我国将成为以IPv6为基础的下一代网络领域的领先国家。

　　IPv6确实要来了，现有的IPv4网络面临着来自可扩展性、IP地址空间、安全性、服务质量控制、运营管理性等诸多方面的问题。为了解决现有网络存在的问题，IETF以及各国网络运营商、厂商纷纷把目光投向NGN建设。但是，IPv6确实能解决所有这些问题吗？

　　IP地址空间的问题在IPv6中确实得到了全面的解决。到目前为止，中国已经获得了11个地址段。每个地址段是一个固定32位前缀的地址区间，也就是说每一个地址段就能给中国的用户提供296个可识别地址，这个数超过目前IPv4地址总数的1600亿亿倍。运营商可以松一口气了，现在充足的IP地址使提供更多的连接能力，提供更多的端到端应用成为可能。已经有企业和媒体呼吁，尽快在我们的网络中采用IPv6技术，向NGN演进！仿佛摆脱地址空间束缚的中国，可以大踏步地向下一代互联网迈进了。

　　我们看到有人在摇头，NGN对网络的要求远不止于此。有人说，如果下一代网络都采用了IPv6以后，很多问题就都解决了。按照IETF对IPv6协议族中的定义，它确实带来了一定的安全性，但是并没有解决安全的问题。是不是就有QoS了呢？IETF也正在研究QoS，但是几乎所有的研究都是基于单个网络而不是多个网络跨自治域的，也就是说怎样跨过自治域来实现QoS目前没有好的办法。IPv6确实为QoS的解决带来了一定的方便，但是也没有根本解决QoS的问题。IPv6是不是就更有利于VoIP呢？应该说对语音的传输是有利的，但也没有根本解决VoIP的问题。有人说，总归地址多了，会有利于选路吧？IPv4的地址只有4个字节，而IPv6的地址则有16个字节。对于路由器来说，需要处理的数据量大大增加，如果把一个IPv4路由器简单升级为IPv6，它的处理能力会相应大大下降。其实趋势选路的空间大了，但是选路的复杂性增加了。所以，有这样的声音：IPv6并没有解决因特网固有的问题。

　　IP协议的应用是因特网的应用在全球蔓延之后蓬勃地发展起来的。IP协议有这样的理念：无管理，无中心，无智能；所有智能和复杂的业务都交给网络终端来实现。这样做的好处就是网络上任何一个节点的故障，不会对网络其他的结构造成致命的影响。如果不能使每一个接入网络的终端都有一个合法的IP地址，那么就需要通过NAT或者PAT等技术采用私有地址的方式来将设备连入因特网。使用了NAT之后，很多多媒体业务将不能很好进行，典型的宽带应用，比如说视频会议等将很难实施。IPv6的出现一劳永逸地解决了地址空间的问题。IPv6带来了真正的下一代互联网，更多的设备接入可能，更好的QoS，更好的安全特性，方便的一同特性等，这是IETF对IPv6主导的NGI（下一代互联网）的精彩描述。但是对于ITU-T主导的NGN来说，这一步，远还没有到达理想的境地。

IPv6在中国

　　有更多的中国科研机构投入到IPv6的研究和推广工作中去了。中国科学院计算技术研究所信息网络研究室主任李忠诚博士和他的同事们，就正在实质性地推进IPv6在中国的应用。

　　11月27日，中国科学院计算所向外界宣布在下一代网络关键技术中取得的创新性巨大突破及应用实例。李忠诚博士谈到，中国科学院计算技术研究所作为该项目的牵头单位，在项目首席科学家李国杰院士的带领下，瞄准IPv6实用化的目标，在IPv6网络测试、IPv4/IPv6转换与互通、IPv6网络监控管理、具有授权认证和计费功能的移动IPv6、IPv6信息过滤等一系列关键支撑技术上取得了突破，并在此基础上与重庆网通等运营商合作建设了纯IPv6城域示范网络。

　　其中，推出的IPv6协议测试系统在专用测试仪表上实现，具有完全自主知识产权，是目前功能最全面、覆盖最完整的IPv6协议测试设备。该测试系统已被法国电信、韩国电信等大型运营商和众多网络设备生产厂家采用。其测试能力在美国国防部日前举行的名为Moonv6的有30多个国际著名厂商参加的IPv6测试中得到了有效验证。IPv6产品的协议一致性和互操作性是IPv6实用化的前提条件，该系统的推出为这类测试提供了有效的工具。

　　中国电信集团北京研究院副院长赵慧玲提到，中国电信一直在研究和跟踪IPv6，并于2001年制订完成了《IPv6总体技术方案》；2002年8月份，中国电信从APNIC申请到正式的IPv6地址和域名，成为国内最早从APNIC拿到IPv6正式地址的电信运营商。从2002年4月份起，中国电信在BII（天地互连信息技术有限公司）的帮助下，在湖南建立了一定规模的IPv6实验网络，并进行了一系列的实验和测试工作，完成具有多种接入方式和实际用户的实验环境的搭建。

什么样的IP技术？

　　NGN需要什么样的IP技术？人们经常在脑子里思考。ITU-T组织NGN工作组对NGN描绘的第一句话就是：下一代网络将构架在基于包交换传输技术的平台上。在这个问题上，我们听到工程院邬贺铨副院长很多有见地的观点。

　　NGN是否能够实现一个网把所有的业务综合承载呢？回想起ATM，它是面向连接的分组交换，设计思路可以说完美，但是在性能价格等方面来看，并不成功。因特网技术本身并没有考虑这么多的因素，可是却非常成功。人们总是希望NGN可以集成所有的网络优点，但是集成优点的同时可能就是集成了缺点。电信界总是希望一个网实现所有愿望，ISDN就是这样的产物，人们对ATM也是这样想，但是一次又一次没有达到预期的目的，可以说屡战屡败，屡败屡战。NGN寄托了我们太多的期待。

　　在多业务网络工作上3GPP组织先走了一步。第三代移动通信，实现了在接入网上通过无线接入，如果需要与固话通信可以接到固定电路网上走话音系统；接到分组网上可以提供分组系统业务；接到多媒体网上能够实现多媒体业务。实际上是一种接入，在业务上却走了三个网。至少在目前的3GPP标准中是可以用这样的方式来实现综合业务的。当然，3GPP在R5版本中定义的第三代移动通信的发展是基于全IP的网络。

　　根据ITU-T对NGN的描述，无缝地与现有网络的互连、互操作是NGN一个主要特征。不同的网络是各取所长的，用一个网络来综合所有的特点，并不是说它做不到，但是我们可以怀疑它是不是经济。固定网和移动网在很多方面是不同的，比如说营业许可、竞争环境、政策法规、端到端的资费标准、频率限制等等，那么把普通通信和移动业务放在一个网上，并不是说技术上做不到，而是在管理上要考虑是否能真正带来好处。如果能在多个独立的网上实现业务汇聚，实现一个号码的综合接入，用户感觉这个多业务的网络仍然是一个综合网，只不过是一个虚拟的综合网。其实用户关心的只是怎样使用才方便，而不关心信号需要通过几个路由器，怎样跳转到目的地。

　　NGN中，各种网络技术是可以共存的。IP和以太网是无连接的，ATM是面向连接的。MPLS实际上以面向连接的技术来支持无连接的传送。NGN是基于分组的技术，这点没有错，但是它是面向连接还是无连接呢？从现在的角度看，IP技术本身是无连接的，作为无连接方式，QoS方面是先天不足的，很难达到像面向连接的这种QoS，端到端的QoS。所以有人提议采取和IP友好的协议，比如光网络中的 IP-λ协议。

抢跑NGN

　　当然ITU目前还没有给NGN下一个完全的定义，只是在文档中表示这是实现全球信息化的一项关键技术，NGN被看成是一个网络联邦，也就是用IP能力增强的电信网、广播网和数据网的联合，NGI实际上只是网络联邦的一部分。更多的电信专家同意这样一个观点，而网络业者却坚信，IP终将统一一切。NGN无疑应该使用IP技术，但是已经无法完全贯彻互联网的哲学。也就是说不能把网络再作为傻瓜，把复杂的功能都推到终端上，而是应该把智能赋予网络。NGN绝对不是现在的互联网的一个线性扩张，不只是把地址扩展一下，或者是把IPv4改成IPv6就变成NGN了，还有很多的技术需要改进。

　　使IP具有面向连接特性的信令是值得研究的动向，信令过去都是为面向连接的电路交换服务的，ATM把面向连接的信令用到了分组交换中。以前的IP是无连接的，从来不用信令，但是现在来看，如果要实现一些QoS必须要使用到一些信令支持。端到端的QoS，是基于IP的网络运营的难题，目前还缺乏在基于IP的网络上支持电话和多媒体业务端到端的QoS的能力，也没有完整的定义。

　　现在的MPLS/GMPLS是IP网借鉴电路交换技术中信令技术的成功例子。过去我们说IP Over Everything，现在过渡到以IP网为主，会是Everything Over IP。在IP网上来支持电路交换的业务，在IP网上实现一些电路仿真的业务等等。下一代网络一定是借鉴了电路交换技术的，但不是电路交换的网络。另外，下一代网络大家都认为是面向无连接的网络，但是也一定会把面向连接的技术融合在一起，这就是信令。

　　目前中国的电信标准化委员会把NGN作为研究的重点。包括电信运营商们都在试验软交换。近年来我国启动了一些和下一代互联网相关的研究计划，有自然科学基金委的，有国家863的，有973的，有中科院的，有教育部的，有信息产业部的，有国家发改委的，也有和国外合作的。目前国家发改委的CNGI项目准备构架一个多主干网的环境，来研究怎样实现互联互通和保证QoS。

　　中国拥有全世界最大的电信网络，关于NGN的实现方式的研究目前才刚刚起步。经历了最低谷的电信界对网络的改造是甚为谨慎的，尽管提出的想法非常多，但是真正到了运营界仍然非常的谨慎。NGN的很多方面有待于更深入地研究，短期是很难有定论的。ITU会在2004年2月出台一份关于NGN的建议，建议参考模型。中国现在可以和全球同步开始研究NGN，相比较以前都是发达国家已经发展了10年或更长时间我们才开始研究，这是一个非常难得的机遇。但是我们也应该看到，中国网络的发展已经和全球同步，所有先进的技术都在我们的网络上得以应用，原来因为我们落后所带来的能避免技术风险这样一个好处，现在需要谨慎对待。

　　一场未来网络的盛会正在紧锣密鼓地准备拉开大幕，IPv6已经来了。NGI呢？NGN什么时候会到呢？

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