建设地址充裕的下一代IP网

2019-11-03 09:01:20

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供稿：网友

吴英桦

一、引言

　　如果说“千年虫”问题是计算机技术发展道路上的重大隐患的话，那么ipv4地址不足问题就是我国IP技术发展过程中的“绊脚石”。不同之处在于，当初计算机的日期位不够用，“千年虫”即将出现的时候，世界各国都急着想办法。而现在，IPv4地址即将耗尽的问题只困扰着中国、日本、韩国等地址少的国家，欧洲国家不太着急，而美国则根本不用着急。众所周知，世界各国间IPv4地址的分配很不均匀，美国属于地址非常充足的国家，欧洲处于中间状态，只有中国和日本的地址资源十分紧缺，且即将耗尽。

二、IPv6地址不足带来的问题

　　IPv4地址不足的情况在我国一直存在。为此，我们已经采用了一些节约使用IPv4公网地址的技术(例如为用户分配“临时地址”、“内部地址”等)，以延缓地址的消耗速度。但这些技术对IP业务的发展带来了不良影响，也不能从根本上解决地址不足问题，故我国IPv4地址仍面临即将枯竭的危机。

　　1.使用“临时地址”存在的问题

　　节约地址的技术之是分配临时IPv4公网地址。举例来说，拨号用户就没有固定的公网IP地址，通信时使用的是拨号服务器随机分配的临时公网IP地址，经常发生变化。对用户来说，没有固定的公网IP地址，意味着在IP网络上不能“随时在线”，而是“临时在线，经常转移”，访问别人容易，让别人找到自己难，只能是一种“单向访问”。如果想让别人访问自己(如建立自己的拨号网站、开展商业活动)，就要采用动态DNS等技术，增加地址解析和处理方面的开销。

　　另一方面，“临时地址”为网络上的捣乱者提供了非常便利的条件，如利用拨号上网方式发垃圾广告、病毒邮件等，不需要特别的网络技巧就可以经常变换网络地址，十分便捷隐秘，小易被发现和查处。

　　2.使用“内部地址”存在的问题

　　节约地址的技术之二，是让用户使用内部地址。例如，在有些企业网和用户小区网内部，不向用户分配公网的IP地址，仅分配内部IP地址。如果用户要访问Internet公网，通常是采用NAT(网络地址转换)机制，即由支持NAT的路由器临时分配一个公网IP地址(及端口)供用户临时对外通信使用；对内则仍使用内部地址，完成NAT功能的路由器要记住这两种地址(及端口)之间的对应关系，以便在转发IP包的过程中进行地址转换。

　　“内部地址”在公网上没有路由，同样存在“十月访问”的问题，用户可以访问别人，但难以被别人访问。犹如在电话网上使用一部电话分机，完成NAT功能的路由器如同总机，只是用这部电话分机打出去还可以，别人打进来就难了。相信在电话网上，一部“难打进来”甚至“打不进来”的电话分机不会有人愿意用。但存我国的IP网上，目前很多用户还在用着“内部地址”，这种现象毫无疑问对我国IP业务的发展有很大的潜在危害。这种危害实际上已经逐渐显示出来。由于使用内部地址，一些语音、视讯等应用业务需要解决NAT穿越问题，而NAT穿越问题完全是因使用“内部地址”而给业务带米的额外负担。为解决这个问题，必然要在设备开发、业务运营方面进行投资，从而导致业务成本的提高，对业务的推广只会产生负面影响。

　　此外，用NAT方式完成地址转换功能要增加处理开销，处理开销的增加将导致处理效率的降低利服务质量的下降。如果要开放多媒体业务，增加处理开销还会对QoS造成不利影响。虽然可以用处理能力更强的设备来抵消这种影响，但更好的设备还是意味着更多的网络投资和更高的通信成本，而通信成本的增加最终还是要由用户来承担。

三、用IPv6解决地址空间扩展问题

　　使用“临时地址”、“内部地址”是我国为了节约IPv4地址而不得不采取的措施。如果IPv4地址充足，那就没有必要让用户使用这类地址，上述种种问题将迎刃而解。为了将地址不足问题带入下一代IP网，中日韩等国积极地投入了IPv6的研究工作，并逐步将IPv6技术推向商用。

　　实际上，IPv6的市场发展潜力是非常巨大的，只是目前还没有开发利用起来。IPv6有能力给每个人分配一个地址，寻址到每一个人。如果通信的双方都使用IPv6，那么只要在PC机上使用适当的操作系统(如Windows xp、linux等)及适当的通信软/硬件，就有可能享受端到端的IP视频、音频、数据业务，例如打IPv6的可视电话，开IPv6的视频会议等。至于双向发送文件、邮件、短消息等数据通信功能更没有问题。可开展的双向互访业务类型很多，而且是我国IPv4网络难以广泛支持的。

　　虽然IPv6业务前景广阔，但新型网络业务的发展通常会一个循序渐进的过程。例如，基于IPv4的Internet业务刚刚在我国推广的时候，网上中文资源和提供的服务很少，上网人数也相应较少，业内人士对Internet中文业务能否开展及如何开展的问题曾进行过多种方式的探讨。随着网络上各种中文资源的增加，免费邮箱、聊天室及网络游戏等业务的开展，越来越多的人了解并喜欢上了Internet。时至今日，用E-mail进行联络已经成为人们必不可少的通信手段。上网浏览新闻、下载软件/电影/音乐、玩游戏等成了人们经常性的活动，Internet已经成为人们生活的一部分。在Internet刚进入我国，中文网站寥寥无几，国内网络冷冷清清的时候，很难想像中文业务会发展到今天这个局面。

　　IPv6的发展肯定要有一个过程，但IPv6毕竟为我国用户提供了一个比IPv4更加便利的业务传送平台，用户可以在IPv6平台上实现端到端的对等通信模式。从长远来看，IPv6不仅可以支持原有的IPv4应用业务，还可以支持我国IPv4网因受地址资源限制而难以广泛支持的多种应用。IPv6将逐步进入我们的生活，在为我们提供便利的同时，网络自身也会不断成长壮大起来。

四、关于开展IPv6业务的几点建议

　　对推进IPv6业务的开展，笔者提出以下几点思考和建议：

　　1.调动各方面的积极性，充实IPv6的网络信息资源

　　IPv6网络建设初期，优势是地址资源充足，有能力支持各种类型双向互访的新型业务，例如实现移动IP、端到端的IP电话/视频通信、家电/办公室设备的远程控制等新型业务。缺点是内部可以访问的网络资源较少，应采取一定的措施弥补自身信息资源的不足。

　　为了充实网络信息资源，应采用一定的扶持政策来鼓励各种企业、商家甚至个人提供各种信息、支持各种应用。比如，对建设IPv6小区网的商家给予政策上的优惠政策，鼓励经营网络业务的公司在IPv6网上开放有偿影视点播、视频会议、网络游戏等业务；鼓励商场、社区服务公司等服务型单位建立IPv6网站，在IPv6用户小区内为用户提供各种服务：在IPv6的地址分配和DNS域名注册上，对个人用户给予优惠，为个人用户在自己的PC机上建立基于IPv6的固定网站提供便利，允许个人用户在自己的网站上提供各种服务，开展商业活动。目前，个人用户在IPv4网上往往只能到ISP的网站上建立主页，受ISP存储空间和各种规定的限制，使用不太方便，而在IPv6网上却有条件在自己的PC机上建立一个完全自主的个性网站。

　　企业、商家、个人使用IPv6并在网络上发布信息可能是出于多种目的，推出的网上信息必然内容丰富而且形式多样。例如，除传统的经营VoD、网络游戏等业务的网站外，小区商店和餐饮店推出的商业网站，也许可以为用户提供送货上门服务。小区的物业服务公司推出的服务网站，也许能让小时工、保姆、维修工甚至收购废品的人上门为住户提供服务。或许还有更多利用网络开展的新的服务项目，我们现在可能都想象不到。网络运营商在为大量用户提供IPv6地址，提供网站便利的同时，自己也可以在IPv6网络上大量补充多种多样的信息资源，让IPv6网络成为对很多人有用而且好用的网络，不断扩大IPv6业务的影响面。总之，应该调动尽可能多的人的积极性，尽快丰富IPv6网络内部的信息资源，吸引越来越多的人使用IPv6。

　　2.与科研部门合作，加强互联互通方面的工作

　　IPv6网络建设初期，首先要解决两个方面的问题，一个是IPv6与IPv4网络的互联互通，一个是IPv6网络之间的互联互通问题。

　　IPv6网络本身的信息资源少，故必须首先保证IPv6用户能够访问IPv4网络。目前，已经有了一些可行的实现方案(如DSTM和NAT-PT等等)。为了扩大IPv6业务的影响面，也要允许IPv4终端访问IPv6网络，这方面的问题比较多，需要进一步研究。此外，在IPv4的“海洋”中，IPv6网络有可能是由一个个“岛屿”构成的，各“岛屿”上的用户数量、网络资源可能比较少。只有将这些“岛屿”互联在一起，才能尽快扩大用户群，让一个“岛屿”内的服务提供商可以为多个“岛屿”的用户服务，亦便于更多的人相互联络。

　　实现IPv4网与IPv6网之间以及IPv6各“岛屿”之间的互联互通是拓展IPv6业务的一个关键点。互联互通必须遵循统一的标准，这方面IPv6设备开发公司、网络运营公司可与科研部门加强交流和合作。科研部门在IPv6实验网络的建设和使用过程中积累了很多经验，对网络中可能存在的各种问题及其解决办法有比较深入的了解，熟悉网络技术和通信协议，具有在IPv6网络互联互通方面的宝贵实践经验。同时，科研部门还掌握先进的互联互通测试技术，并具备良好的测试设备和测试环境，专门培养了实力雄厚的技术队伍，有能力为运营网络的互联互通提供强有力的第三方技术支持。通过合作，IPv6运营公司可以在网络建设过程中少走弯路，更快更好地获得经济效益。

　　3.加强IPv6地址的分配和管理工作

　　我国IPv4网络的路由结构不十分合理，原因是我国在IPv4网的建设上处于被动地位。尤其是我国未申请到IPv4的A类地址，只申请到不连续的B类或C类地址，而且是根据使用情况分批分次申请的。用各次申请的地址分别划分网段，再分配到路由器上，不可避免地会产生大量路由碎片，从而为网络的路由设置带来非常不利的影响。因此，在IPv6网的建设过程中，网络规划管理部门应将地址规划和分配作为工作的重点。我国在IPv6领域处于比较主动和领先的地位，有关各方应抓住这一有力时机，做好IPv6地址的申请和全面规划与分配工作，使我国IPv6网络的路由得到合理有序的部署，力争为我国IPv6网络和业务的发展打下一个良好的基础。

五、结束语

　　我国的IPv4地址到底还够分配多久呢。对此，有的说是两三年，有的说是五年，也有的说是10年。不管怎么说，IPv4地址即将枯竭的现实已经摆在我们的面前。我们只能抓紧时间实现IPv6，尽快扩充我国的IP地址空间，保障我国IP业务的进一步发展。

　　实现IPv6将给我国IP业务的进一步发展创造良好的环境。当然，实现过程中也面临着很多困难和挑战。但是，如果知难而退，不考虑向IPv6演进，永远跟在美国等IP技术比较先进的国家后面亦步亦趋，那么在美国可以轻而易举实现的业务，在我国却要费很多周折才能实现。如果大量的精力浪费在节约和转换地址方面，将在1P技术上永远处于被动局面。

　　下一代IP网络应该是一个地址充裕的网络。我国有关管理部门和科研机构早已行动起来，建设了IPv6实验网络制定了IPv6的技术标准，开展了各种研究和开发工作。但仅仅依靠科研部门的努力是远远不够的，还要靠政府、运营公司、设备开发部门以及社会上各种力量的共同努力，才能推进我国IPv4网络向IPv6网络的平稳过渡。

摘自　泰尔网

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