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全球IPv6技术发展状况及应用前景

　　摘要：IPv6技术的发展与IPv4资源分配状况息息相关，由于IPv4在全球地址分配的不平衡，导致IPv6活动的温床是在欧洲和亚洲，而不是在美国。目前全球的IPv6试验网有IETF的6bone和IPv6研究与教育网（6REN）等。随着IPv6一步步走向商用，许多软硬件厂商纷纷声称已经或将来支持IPv6。

　　主题词：IPv6 因特网 地址分配

　目前因特网上的IP协议采用的是IPv4，由于地址匮乏等原因，早在90年代中期IETF制定了IPv6以取代IPv4，1998年12月发布草案标准RFC2460之后，IPv6实际上已经相当成熟。但是IPv6在很长一段时间里藏在实验室里得不到应用，全球只有少数几个实验网。事实上，IPv6技术的发展与IPv4资源分配状况息息相关，因此也就决定了IPv6技术在世界各地发展的不平衡状况。

   IPv4地址的分配情况

  　IPv4的地址长度为32位，约有232（约40亿）个IP地址，但是将IP地址按网络规模划分为A、B、C三类之后，用户实际可用的地址数大为减少，随着因特网的发展，这些地址将在未来的三、五年内用尽。虽然为了缓解地址紧张的状况，后来人们采用了网络地址转换（NAT）技术和无分类域间路由（CIDR）技术，但是这些技术打破了IP协议端到端的自然属性，并使得路由表将占满路由器的内存空间，有可能导致网络瘫痪。而IPv6能提供天文数字的IP地址空间——有可能是3.4×1038，这将彻底解决地址匮乏的问题。
  　如图１所示，所有因特网的地区性注册机构（RIR）包括ARIN，APNIC和RIPE的IPv4地址分配非常不平衡：

  　·ARIN（the American Registry for Internet Numbers）负责南、北美洲及非洲的一部分地区的地址分配：获得74％；
  　·RIPE NCC(Reseau IP Europeens）负责欧洲、中东和非洲的一部分地区：获得17％；
  　·APNIC(the Asia-Pacific Network Information Center )负责亚洲、太平洋地区的地址分配：获得9％。

   国外IPv6技术的发展状况

  　IPv4在全球地址分配的不平衡必然导致有的国家和地区因为地址充裕而不必急于引入新的标准，而另一些国家和地区地址资源却相当匮乏，对新标准的态度比较积极。大量的事实表明，IPv6活动的温床是在欧洲和亚洲，而不是在美国，这充分表明地址空间的匮乏是最主要的推动力。

   1.美 国

  　美国是因特网的发源地，美国拥有全世界约70％的IP地址（大约为每人10个IP地址），他们几乎感觉不到地址空间少带来的压力，因此，在IPv6推出之后的几年中，他们对新标准的态度是漫不经心的。

  　最近，美国人对IPv6的这种怠慢态度发生了一些细微的变化。在IPv6的RFC文件发表6年之后，思科于2001年7月10日宣布与微软，IBM，惠普，SUN和摩托罗拉结成伙伴关系，共同推进IPv6硬件和软件的开发，这标志着美国对待新标准的态度有所转变。这种态度转变的原因如下：

   （1）美国新经济发展受阻，高科技公司的市值大大缩水，它们需要寻找新的商业机会和技
术热点。

  　（2）目前的美国市场可能不需要IPv6的产品，但新产品可以推向国际市场，这些公司希望在新技术中仍然占据主导作用并从中获益。

  　（3）北美对IPv6服务有大量的潜在需求，这种需求将是由需要增加IP地址的移动装置的剧增引发的。

  　当然，美国对IPv6的态度是审慎的、有保留的，公司对IPv6的接纳完全是出于商业利益的考虑，如思科非常明智地采用软件的方式传递IPv6分组而采用硬件的方式传递IPv4分组。

　　2.欧 洲

  　在欧洲，政府和各大公司对IPv6的态度都比较积极，原因分析如下：

  　（1）欧洲的IPv4地址空间比较匮乏，而上网人数却逐年上升。

  　（2）欧洲在IPv4的网络经济中落后于美国，而欧洲移动通信事业相当发达，它们希望在移动通信领域中掌握先机，并通过3G的部署来实现它们在未来的网络经济中与美国并驾齐驱的愿望。

  　（3）专家认为欧洲的3G将在2～3年内步入实际应用阶段，为了抓住这一发展的契机，欧洲的各大厂商和运营商都对IPv6寄予了厚望并竭尽全力对它进行推广和研究，如诺基亚、爱立信、英国电信等公司一直都是IPv6研究方向的主要引导者。

  　当然发展3G的目标是与因特网全面融合，因此IPv6最终的成功应该是移动网、固定网和因特网建立在同一个IPv6的核心网络之上，向IPv6的过渡将会牵涉到这三个产业领域的协同发展，美国公司对IPv6的接纳将会促进欧洲IPv6的部署，同时也会加大IPv6技术和产品的竞争。

   　　3.亚太地区

  　亚太的地址空间更加匮乏，所以大多数分析家认为采用IPv6标准的国家将是那些IP地址极度匮乏的国家，如中国、印度等。对于这些国家来说，IPv6是一个新的机遇，他们可以作出以下选择：使用NAT技术用很少的地址连接到美国占主导地位的IPv4世界中；或者投资IPv6获得他们需要的众多地址，与其它的IPv6用户相连接，创建一个更大的IPv6因特网。在时机成熟之时，它们将会选择后者。

  　目前亚洲国家中，对IPv6报以极大热情的是日本，日本政府制定了“e-Japan”的战略；1999年～2000年开始分配IPv6的地址，2001年～2005年开始全日本的IPv6商用化服务。这是因为：

   （1）日本的经济持续低迷，高科技企业在全球新经济的快速膨胀阶段并未分得一杯羹或收益甚微，日本政府希望利用IPv6这一契机使企业重振雄风，从而带动日本经济的发展。所以日本政府对IPv6投入了大量的精力和财力。

  　（2）日本IPv4的地址也很匮乏，而日本的移动通信领域却相当发达，发展IPv6技术可以引领日本的移动通信步入更大的发展空间，并走在新技术开发的前列。

  　（3）亚洲将是IPv6产品和业务巨大的潜在市场，日本希望凭天时地利之机联合亚洲的其它国家大力推广IPv6标准，从而与欧美的公司抗衡，并且使日本在亚洲市场中抢占先机。

  　目前全世界只有日本的设备厂商提供IPv6的硬件支持，如NEC、日立、富士通，而且日本已经有10多家ISP提供IPv6业务，如WIDE的NSPIXP6等。

  　从以上分析可以看出，日本的IPv6研发和应用走在了亚太各国的前列，同时亚太地区一些经济较发达的国家和地区如韩国、新加坡等也对新技术比较关注。

全球的IPv6实验网和商用网

  　IPv6标准颁布之后，全球有了实验床，最近一些大的电信公司也有了半商用网和商用网。

　　1.6bone

  　IETF的多个工作组都在进行IPv6方面的研究，许多大学和走在技术前沿的公司对IPv6也很感兴趣，为了确保IPv6在整个因特网上的操作性，IETF建立了一个IPv6的实验网，称为6bone。

  　6bone的目标是通过对早期不同IPv6技术的实施来获取实践经验，从这个实验网上获得的信息将形成一整套有关各种机制和程序的文献，这些文献的内容涉及：迁移至本地IPv6（native IPv6）的建议、共享操作经验、维护全球的IPv6缺省自由路由树。

　6bone于1996年1月由几个需要测试其原型系统之间互操作性的IPv6实施小组建成，由于当时没有IPv6的基础设施连接这些站点，所以使用的是一种称为“隧道”的替代技术。隧道技术使用现有IPv4网络来定义IPv6分组传递的两端，IPv6分组被封装在IPv4中并在这两端之间传输。

　6bone的用途有：

   ·测试新的主机和路由的使用情况；
   ·测试路由协议如RIPng和BGP4＋；
   ·用于开发新的地址分配和管理程序；
   ·评估IPv6的新功能，如对安全的支持和实时信息流。

　目前全世界有超过39个国家的332个站点连接在6bone上，这也证明了许多团体都对IPv6感兴趣，这些团体包括终端主机的公司如微软、路由器提供商思科、电信研究实验室、ISP和大学等。

  　332个站点连接在6bone上，其中51个作为骨干网站点，骨干网站点之间是通过隧道进行互连并使用一种称为边界网关协议4+（BGP4＋）的协议形成缺省自由路由表，这一IPv6的BGP新版本被用来为可聚合全局IPv6单点广播分组进行选路。所有骨干网上的路由器在它们的路由表中必须包括每一个其它骨干网站点的记录。

　　2.6REN

  　建立于1998年末的IPv6研究与教育网（6REN）是一个非官方协调的研究与教育网，提供产品级的IPv6连接，并作为一个IPv6工具、应用和程序开发的平台。该平台可以免费参与并对所有提供IPv6业务的研究与教育网开放，其它赢利和非赢利IPv6网络也鼓励加入。

　　3.BNS

  　MCI WorldCom于1995年与美国国家科学基金（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（native IPv6），1999年开始提供产品的ARIN IPv6网络地址。VBNS＋提供的是一种半商务性的业务。

　　4.Zama Network

  　Zama Network在2001年春天成为美国首家提供商业IPv6业务的业务提供商。Zama最初的目标是服务于北美与亚太地区之间的通信，最近它在东京建立了一个节点。2001年3月，该公司推出了Smarter-Kit业务，包括接入Zama的本地IPv6骨干网，并且客户可以从Zama接入6bone和世界上其它基于IPv6的网络。目前Zama正在与NEC和其它厂商进行IPv6的测试。

　　5.NTT

  　2000年，NTT多媒体通信实验室宣布其San Jose数据中心提供一种商用IPv6因特网交换（IX）业务，并签署服务级协议。

  　除了NTT外，日本已经有多家ISP开始提供IPv6的业务。

  　全球软硬件厂商对IPv6的支持情况

  　随着IPv6一步步走向商用，许多厂商都纷纷声称已经或未来将支持IPv6，当然也有很多厂商持观望态度。

  　思科、NEC和日立是第一批提供IPv6支持的硬件厂商，它们的产品目标是企业市场和业务提供商，但思科是用软件支持IPv6，而NEC和日立则是在硬件中支持IPv6。绝大多数的IPv6商用系统来自Unix厂商，包括康柏，惠普，IBM和Sun。

  　NEC将推出基于硬件支持的IPv6和IPv4的第二层／第三层交换机和路由器系列，这些产品包括：用于LAN／WAN边界的多功能交换路由器（包括以太网、基于SONET、ATM和帧中继分组及电路仿真的业务接口）、以及纯以太网的骨干网和边缘交换机。

  　各大公司和业务提供商需要意识到IPv6的部置不再是“是否”的问题，而是“何时”的问题，诸如制定发展战略、教育和培训等的先期投资都是必要的措施。操作系统和路由器对IPv6支持的状况见表1和表2。

   　　　　　　　　　　　　　表1 操作系统对IPv6支持的状况

种类
提供商
操作系统/版本
对IPv6的支持状况
Macintosh
Apple
Mac OS X
将推出嵌入IPv6代码的“Mac OS X”
Unix
IBM
AIX 4.3
已经支持IPv6
BSDI
BSD/OS 4.0
已经支持IPv6
KAME
BSD/OS 3.1
测试稳定
BSD/OS 4.1
测试稳定
COMPAQ
Tru64 UNIX 4.0D（原Digital Unix）
已经支持IPv6
FreeBSD
FreeBSD 4.0-RELEASE
已经支持IPv6
KAME
FreeBSD 2.2.8+KAME
测试稳定
FreeBSD 3.4+KAME
测试稳定
FreeBSD 4.0+KAME
测试稳定
NRL
FreeBSD？+NRL
Alpha测试
INRIA
FreeBSD？+INRIA
测试稳定
KAMA
NetBSD 1.4.2+KAME
测试稳定
NetBSD current
测试稳定
INRIA
NetBSD 1.3.3+INRIA
测试稳定
OpenBSD
OpenBSD 2.7
已经支持IPv6
NRL
OpenBSD ？
未知
KAMA
penBSD 2。7+KAME
测试稳定
SUN
Solaris 8
已经支持IPv6
HP
HP-UX 11i IPv6
已经支持IPv6
Liux

Linux内核版本2.2以上
内置对IPv6的支持
Windows
Microsoft
Windows 2000
Windows NT 4
目前没有内嵌对IPv6支持的代码，但为开发人员提供了一个支持IPv6的附加的软件包。
其它OS
IBM
OS/390
已经支持IPv6
COMPAQ
OpenVMS 7.1 & 7.2
已经支持IPv6

   　　　　　　　　　　　　　　表2 路由器对IPv6支持的状况

公司
产品型号/系列
对IPv6的支持状况
思科
推出Cisco IOS IPv6 BetaTHGCIMYALQWR
日立
NR60
全球首台具有协议转换功能的IPv6路由器
GR2000 Gigabit Router系列
2000年4月推出该产品家族，是由硬件进行路由计算的千兆比特路由器
AG 8000
支持IPv4/IPv6双协议栈的接入网关
北电网络
提供支持IPv6路由器的产品，特别是对Bay网络产品的支持。

   IPv6应用前景分析

  　IPv6的广泛部署依赖于未来因特网的良好发展。目前IPv6的规范大部分已经完成，但广泛部署的条件尚未成熟，对运营商和应用开发商来说，原有成熟的IPv4技术标准可以保证其丰厚的利润来源，没有必要急于采用新的技术标准而耗费大量的开发成本。

  　当然IPv6部署的最关键因素是应用。事实上，IPv6网络从根本上不同于IPv4网络，不仅可以是更大的网络，而且连在网络上的将是更便宜、更简单、更小巧的设备，如手机、普通家电和汽车定位装置等等。

  　勿庸置疑，IPv6代表着未来一代的因特网协议，对于许多企业来说，IPv6目前可能还不是合适的商业机会，但是当机会到来的时候他们肯定要升级系统，政策上的引导将把IPv6推向应用的临界点。