国内外下一代互联网试验网浅析

    电信研究院通信标准研究所 刘述

    下一代互联网的协议早已制定，可是距离实际的应用还有很长的路要走。这主要是因为，一方面现在的互联网上应用十分丰富，投入到一个新的网络中，重新开始无疑是非常艰难的；另一方面下一代互联网上业务还没有完全成熟，在下一代互联网的环境中进行业务的部署还需要在实践中探素。可是，互联网上地址空间日渐匮乏，最终将阻碍互联网的发展，过渡到下一代互联网是发展的必然，我国在下一代互联网的实践中处于较为领先的地位。下面对国外与我国下一代互联网试验网进行简要的介绍。

    一．国外下一代互联网试验网的状况

    自1996年10月，美国34所大学和相关组织的代表提出下一代互联网（主要指基于ipv6的网络）的研究计划以来，世界各国纷纷制定相应的计划、投入相应的经费进行下一代互联网相关技术和应用的研究工作。

    IPv6试验网在IPv6的研究和发展过程中发挥了重要作用，它不仅为厂商和网络设计师提供一个大范围的实验平台来测试软件、网络配置、设计并且熟悉和理解IPv6协议，而且还有力地推动着下一代互联网（NGI）的发展。

    二．全球性的试验网6BONE

    6bone是世界上成立最早也是迄今规模最大的全球范围的IPv6示范网，1996年8月由IETF组织创建。到2002年，6bone的规模已经扩展到包括中国在内的57个国家和地区，连接了近千个站点，成为IPv6研究者、开发者和实践者的主要平台。

    6bone被设计成全球性层次化的IPv6网络，它包含伪顶级（1级）穿越服务提供商，伪二级（2级）穿越服务提供商和伪站点级组织。伪顶级提供商是全世界互连的组织。顶级提供商使用BGP4的IPv6扩展协议相互通信。二级提供商同样使用BGP4连接到本地的顶级提供商，站点级组织连接到二级提供商。站点级组织可以使用静态路由或者BGP4连接到二级提供商。6bone并不是一个独立于IPv4互联网的物理网络，而是利用隧道技术将各个国家和地区组织维护的IPv6网络通过运行在IPv4上的Internet连接在一起。目前6Bone网络正致力于向实现非隧道的IPv6本地化移植。

    最初，6bone侧重于测试IPv6协议及应用，现在该实验网的实验重点已经转移到IPv4向IPv6的过渡和运营模式等方面的研究。6bone的运营采用基于RFC2471（IPv6 测试地址分配）定义的原则。

    三．欧洲下一代互联网试验网

    2000年1月，由欧盟第5框架创建的6INIT试验网的创建的目标是促进欧洲IPv6网的多媒体和安全的服务。6INIT包括12 个合作机构（BT 、Berkom 、6WIND、EriCSSon、Telebit、Telscom、Telia、Netmedia、Intracom、UoS 等）。

    6INIT的外部IPv6网络通过TelebitTBC2000 连接，内部的单播和组播路由在FreeBSD 3.5 PC路由器上实现。而主机采用基于linux、windows 2000、Solaris 8、FreeBSD3.5 的IPv6 客户端。

    目前，试验床中已开发了Mobile IPv6、SIP for VoIP 、IPv6 QoS/VPN （IPsec ）、IPfw 过滤、KAME PIM-SM for multicast 等应用，且该试验床已经实施了一些核心服务，如IPv6 防火墙 (FreeBSD IP过滤器)、E-mail(sendmail, fetchmail)和Web(Mozilla, MS IE5, Apache)等应用 。

    2002年1月欧洲同时启动了两个为期3年的IPv6研究和实施计划：6NET和Euro6IX试验网。在6NET计划中，将至少有11个国家级的研究和教育网络在速率高达2.5Gbit/s的链路上建立纯IPv6网络。建立6NET网的目的是为了引入、测试新的IPv6服务和应用程序；测试将IPv6网络和现有IPv4体系结构综合在一起的过渡策略；对IPv6网络下的地址的分配、路由和DNS操作进行评估；促进IPv6技术的快速发展。

    四．日韩下一代互联网试验网

    2000年9月日本政府把IPv6技术的确立、普及与国际贡献作为政府的基本政策公布；11月将现有网络推进过渡到IPv6网络作为“IT基本战略“中的重点政策“超高速网络建设和竞争政策”的具体目标。2001年3月在《e-Japan重点计划》中，明确设定在2005年完成互联网向IPv6的过渡，投巨资支持IPv6，全面部署实施IPv6的网络环境。日本政府为了发挥官产学研组织的作用，早在1988年成立的互联网及广域IP网的产学研联合研究开发组织WIDE，且该组织发展成一个国际性IPv6研究组织。2001年在日本政府的支持下，又成立了另一个官产学研组织-IPv6普及及高度化推进协会（IPv6 PRomotion Councilof Japan），旨在推动IPv6的产业化形成。日本政府还专款投入、重点支持了一些项目，包括下一代网络标准IPv6的制定：互联网信息家电（信息家电IPv6化）的研究开发；建立日本千兆比网（JGN）。

    韩国制定的IPv6的演进进程，共分四个阶段：第一阶段（2001年前）建立IPv6试验网，开展验证、运行和宣传工作；第二阶段（2002-2005）建立了IPv6岛，与现有IPv4大网互通，在IMT2000上提供IPv6服务；第三阶段（2006-2010年）建立IPv6大网，原IPv4大网退化为IPv4岛，与IPv6大网互通，提供有线和无线的IPv6商用服务；第四阶段（2011年-）演变成一个单纯完整的IPv6网。

    目前，韩国电信IPv6试验网其路由器设置为IPv6/IPv4双栈，同时使用IPv6DNS，其服务主要是基于BGP4 的网络交换服务，负责联接到4 个外部网络（如6TAP ）。

    五．美国的下一代互联网试验网

    从1996年起，美国开始了下一代互联网研究与建设。美国国家科学基金会设立了“下一代Internet”研究计划NGI，支持大学和科研单位建立高速网络试验床vBNS（Very High Speed Backbone Network Service），进行高速计算机网络及其应用的研究。1998年美国100多所大学联合成立UCAID（University Corporation for Advanced Internet Development），从事Internet2研究计划。UCAID建设了另一个独立的高速网络试验床Abilene，并于1999年1月开始提供服务。

    MCI WorldCom于1995年与美国国家科学基金会（NSF）合作开发了VBNS＋业务，自1997年开始提供IPv6隧道，1998年推出本地IPv6（nativeIPv6），1999年开始提供产品的ARINIPv6网络地址。VBNS＋提供的是一种半商务性的业务。

    2003年10月，包括思科、3Com等在内的数家技术巨头公布推出了北美最大的、基于新型Internet地址系统的网络“MoonV6”。

    基于IPv6的下一代Internet技术的“MoonV6”网络，是北美IPv6非凡工作组（NAv6TF），新罕布什尔大学互操作实验室（UNH-IOL），JointInterOperabilityTestingCommand，美国国防部的一些机构和Internet2合作完成的重要成果。

    六．我国下一代互联网试验网

    我国目前已经建成了若干基于IPv6技术的试验床及实验网络。

    1998年，清华大学依托CERNET，建设了中国第一个IPv6试验床。1999年，CERNET在国内教育网范围内组建了IPv6试验床，八大地区网络中心全部加入，CERNET在试验床的pTLA（pseudoTopLevel Aggregation）地址范围内开始分配地址，同时进行了有关IPv6各种特性的研究与开发。2000年底，在国家自然基金委的支持下，“中国高速互联研究实验网络(NSFCnet)”项目启动，建设了我国第一个地区性下一代互联网试验网络。2001年该项目通过鉴定验收，下一代互联网研究引起了社会各界的高度关注。与此同时，国家“863计划”资助了CAINONET项目，依托中国教育和科研计算机网CERNET，由清华大学等单位建设和运行的大规模IPv6实验网络。

    “十五”期间，国家自然科学基金、国家863计划均设立了大量相关的基础研究项目和要害技术开发项目。尤其是在国家计委的支持下，以“下一代互联网中日IPv6合作项目”为先导，开始了中国下一代互联网的工业性示范工程时代，该合作项目完成后，使用CERNET光纤传输资源，建成连接清华大学、华南理工、上海交大3家单位的广域高速IPv6试验网。同时，主干网与中日IPv6试验网国际线路互联，建成如图1所示的总体网络环境，为开展IPv6网络要害技术研究提供网络基础和实验环境。

    图1 中日下一代互联网中日IPv6合作项目示意

    2002年8月国务院正式启动了“中国下一代互联网示范工程（CNGI）”。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。

    CNGI项目在建设过程中综合了运营商、设备制造商和科研机构等多方面的力量，使得它不单纯是一个科研性质的实验网，更是一个面向商用的示范性网络。CNGI不仅是对IPv6网络技术和组网方案的一种实验和检验，而且需要对使用IPv6的新互联网上的业务模式和运用模式进行进一步的探讨和尝试，这种面向商用的建网思路是CNGI有别于一般小规模实验网络的意义所在。CNGI项目的最终成果绝不仅仅是一个新技术研究性质的试验网，“推动基于下一代互联网的新技术产业化发展，建成一个新技术研发、试验、推广、盈利的良性循环网络”才是它的最终目标。

    CNGI项目2002年3月完成了“中国下一代互联网示范工程CNGI实施方案建议”，同年8月国务院批复同意国家发改委“关于推动我国下一代互联网发展有关工作的请示”，正式启动“中国下一代互联网示范工程CNGI”。这一项目的实施不仅涉及资金巨大，更重要的是它表明我国政府对以IPv6为基础的下一代网络建设的高度重视与大力支持。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。

    CNGI的主要研究内容包括以下三部分：

    1）建设下一代互联网示范网络，包括：核心网（含城域网）建设；驻地网（CPN）建设；国际联网和交换中心；

    2）网络技术的开发试验和重大应用示范，包括：网络要害技术开发试验；网络中间件技术开发试验；重大网络应用示范；

    3）要害设备和软件开发及推广应用，包括：要害软、硬件网络设备产业化；重大应用产业化。

    目前，世界范围内对于下一代互联网还在进行学术层面的探索时，我国政府提出的CNGI项目无疑是十分高瞻远瞩的，CNGI的建成不仅可以继续学术上的研究，还把设备制造商、运营商、各大科研院所结合在一起，构成一个完整的支撑体系，向用户提供基于下一代互联网的各类业务。应该说CNGI项目会是我国IT产业更上一个台阶的新契机。