華為標(biāo)準(zhǔn)專家分享IPv6國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)

11月15日在南京召開的GNTC全球網(wǎng)絡(luò)技術(shù)大會(huì)IPv6專場(chǎng)峰會(huì)上，華為網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實(shí)驗(yàn)室高級(jí)主任工程師蔣勝應(yīng)邀發(fā)表了主題為 “IPv6國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)綜述和未來發(fā)展方向”的精彩演講。蔣勝長(zhǎng)期活躍于IETF、ETSI、BBF、ITU-T、CCSA等國(guó)內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)化工作，目前擔(dān)任IETF ANIMA工作組主席，參與主導(dǎo)定義24個(gè)RFC(互聯(lián)網(wǎng)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn))，4篇IETF工作組草案，并發(fā)表了2篇ETSI行業(yè)規(guī)范和3篇ITU-T標(biāo)準(zhǔn)文檔及20多篇論文。

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

本次蔣勝主要從IPv6國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)(即IETF國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)組織中的IPv6工作)、IPv6協(xié)議發(fā)展趨勢(shì)以及構(gòu)建在IPv6之上的未來網(wǎng)絡(luò)愿景三個(gè)方面進(jìn)行了詳細(xì)的分享。

由于IPv4網(wǎng)絡(luò)地址資源有限，嚴(yán)重制約了互聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用發(fā)展，IETF于1994年開始成立相關(guān)的工作組來解決下一代IP的問題。IPv6的提出與應(yīng)用，不僅解決了網(wǎng)絡(luò)地址資源數(shù)量的問題，而且為未來網(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，IETF已發(fā)布600余篇IPv6相關(guān)的RFC，包括IPv6報(bào)頭格式、鄰居發(fā)現(xiàn)等基礎(chǔ)協(xié)議，以及IPv4到IPv6過渡技術(shù)、安全、移動(dòng)性等內(nèi)容。目前全球各國(guó)都在有序地推進(jìn)IPv6網(wǎng)絡(luò)的規(guī)模部署與建設(shè)，以實(shí)現(xiàn)下一代互聯(lián)網(wǎng)在經(jīng)濟(jì)社會(huì)等各領(lǐng)域的深度融合。

相比于IPv4，蔣勝主要總結(jié)了IPv6協(xié)議及標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展的六大趨勢(shì)——簡(jiǎn)化，易于功能擴(kuò)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(qiáng)安全、隱私保護(hù)。

圖：IPv6峰會(huì)現(xiàn)場(chǎng)

IPv6協(xié)議從設(shè)計(jì)之初，就大幅度地簡(jiǎn)化了網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包的包頭，IPv6的報(bào)頭從變長(zhǎng)改為定長(zhǎng)，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(shí)別標(biāo)識(shí)。IPv4中變長(zhǎng)的選項(xiàng)字段，則被IPv6的擴(kuò)展包頭所替代，真正使能了靈活的功能擴(kuò)展，而且區(qū)分了目的地和逐跳兩個(gè)大類的選項(xiàng)，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(xiàng)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側(cè)全自動(dòng)生成;而可路由的全球單播地址也通過IPv6獨(dú)有的鄰居發(fā)現(xiàn)(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(shì)也在場(chǎng)景化的路由自動(dòng)配置方案中得到了體現(xiàn)，實(shí)現(xiàn)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(biāo)準(zhǔn)，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(rèn)證的設(shè)備即插即用;管理平面路由自通，使能設(shè)備跟網(wǎng)管自動(dòng)對(duì)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(shí)別方式;使得路由器對(duì)流的識(shí)別不再依賴傳統(tǒng)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(xiàn)對(duì)流的精準(zhǔn)識(shí)別，并匹配相應(yīng)的流轉(zhuǎn)發(fā)策略。而不同應(yīng)用的流，其實(shí)對(duì)網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)發(fā)有著不同的質(zhì)量和資源要求。IP協(xié)議最初的“盡力而為(Best Effort)”已經(jīng)滿足不了新應(yīng)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(shù)據(jù)流提供確定性的低時(shí)延及低抖動(dòng)的IP層轉(zhuǎn)發(fā)，目前提出的DIP(Deterministic IP)技術(shù)能夠通過確定性的報(bào)文調(diào)度和核心無狀態(tài)的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，同時(shí)實(shí)現(xiàn)三層大網(wǎng)端到端時(shí)延確定性和大規(guī)模可擴(kuò)展性，使得在IP網(wǎng)絡(luò)可以為高優(yōu)先級(jí)別的流提供確定性的轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)。

IPv6的大地址空間，使能了海量的設(shè)備接入，突破了IPv4地址40億地址空間的限制，允許幾乎無上限的接入數(shù)量。我們正步入萬物互聯(lián)的全數(shù)字化社會(huì)，通信主體不僅在數(shù)量上呈指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)，同時(shí)呈現(xiàn)出多樣化趨勢(shì)，對(duì)業(yè)務(wù)的需求也不一致，原來定長(zhǎng)、定界、單一的尋址方式具有很大的局限性，用戶無法定義、感知網(wǎng)絡(luò)。變長(zhǎng)、結(jié)構(gòu)化地址可以有效支持海量、異構(gòu)通信實(shí)體的互聯(lián)需求;多樣化的尋址方式允許應(yīng)用直接表達(dá)通信需求，消除對(duì)額外映射系統(tǒng)的依賴;靈活、可定制的字段能夠支持用戶定義網(wǎng)絡(luò)功能、感知網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)，可以有效滿足未來業(yè)務(wù)的新需求。

圖：未來愿景

未來，隨著網(wǎng)絡(luò)連接數(shù)從十億級(jí)跨越到萬億級(jí)，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(tái)，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(chǔ)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(nèi)生的機(jī)制嵌入到數(shù)據(jù)通信協(xié)議的數(shù)據(jù)平面當(dāng)中，并允許用戶交互式的向網(wǎng)絡(luò)表達(dá)差異化的需求。數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)必將跨越當(dāng)前的瓶頸，用系統(tǒng)性的最優(yōu)方案解決網(wǎng)絡(luò)問題、滿足未來需求，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(jiān)強(qiáng)基礎(chǔ)和重要引擎。