OpenVINOTM,给你看得见的未来!>>
电子产品世界 » 论坛首页 » 综合技术 » IPv6在我国的发展展望

共2条 1/1 1 跳转至

IPv6在我国的发展展望

菜鸟
2002-08-04 00:59:00    评分
IPv6在我国的发展展望 信息产业部电信研究院传输所总工 蒋 林 涛 摘 要 分析了IP网的现状、IP电信网和IPv6的特点,其中包括IPv6的地址资源、移动IP、IP网的QoS及其安全问题,展望了我国IPv6的发展前景,对我国IPv6的发展提出了若干建议。 一、我国IP网的现状 IP网是以计算机互联网的形式发展起来的,世界著名的Internet就是计算机互联网。提出IP网的初衷,是想用一个统一的协议(TCP/IP)将异机种计算机连接起来,以便交换和共享信息。由于Web与IP网的特性极为适配,Internet才得以爆炸性发展。 我国IP网的发展极为迅速,目前正在进行商业运营的互联网运营商已有5家,即中国电信(CHINANET)、中国联通(UNINET)、中国吉通(CHINAGBN)、中国网通(CNCNET)和中国移动(CMNET)。最近,铁通公司也已被授权经营商业性互联网,成为第6家经营商业性互联网的运营商。此外,还有三家非经营性互联网:中国教学网(CERNET)、中国科技网(CSTNET)和中国经贸网(CIETNET)。 根据CNNIC 2001年1月17日公布的统计数据,我国互联网的国际出口总带宽为2799Mbit/s,其中CHINANET为1953Mbit/s,CNCNET为377Mbit/s,CHINAGBN为148Mbit/s,UNINET为55Mbit/s,CERNET为117Mbit/s,CSTNET为55Mbit/s,CMNET为90Mbit/s,CIETNET为4Mbit/s。全国互联网的用户数为2250万户,其中专线用户为364万户,拨号用户为1543万户,专线、拨号混合用户为343万户,其它用户为92万户,Web的站点数约为265405个。国内用户的信息来源已经从以国外信息为主,转变为以国内站点信息为主。我国的互联网已进入了良性循环的轨道。 二、IP电信网的特点 电信网在经历了100多年的发展历程后,目前正在发生有史以来最重大的变革,电信网正从电路交换向分组交换演进。10多年前发展起来的以ATM技术为基础的B-ISDN跨出了重要的一步,尽管它最终未能实现预期的目标,但其卓越的性能和良好的业务综合能力,为电信网的演进奠定了一定的基础。 Internet 的成功促进了IP网的大发展。目前,越来越多的人相信,未来的电信网将是基于IP技术的网络。这个结论不仅计算机界的专家认同,电信网的专家也同样认同。当然,电信级IP网不是简单地将现有的Internet使用的IP技术照搬过来,在网络节点设备做一些冗余备份,以增加网元设备的稳定性就万事大吉了,而必须对IP网进行彻底的变革。这是因为,电信网和Internet 网的理念不同:电信网是提供商业服务的,它所提供的电信服务是一种商品,因而它要保证服务质量,要有足够的安全性、可靠性和确保售后服务的能力。它还必须有很强的可管理性和可维护性。Internet 则不同。Internet 是计算机互联网,其主要任务是实现计算机互联,用户在此基础上可以获得一些服务(注意:这种服务不是网络运营商提供的),网络是"尽力而为"地提供传输服务,无服务质量保证,亦无售后服务保证,安全问题由用户自行解决。由于理念上存在巨大的差距,因而电信级IP网决不可能简单地照搬过来。正因为如此,IP电信网将会有许多独特之点。特点之一,是IP电信网必须具有服务质量保证,它应保证向用户提供与原来的电信网完全相同的服务质量。对于电信运营商来说,用户对某种特定电信业务(如电话业务)的服务质量是不能因其承载网的变化而发生变化的。这种要求与原来的Internet网有着极大的差别。IP电信网对IP网,特别是对IP网络协议提出了新的要求。特点之二,是IP电信网必须具有提供端到端服务的安全性。众所周知,电信网是安全的,无论是基于电路交换的网络(PSTN,ISDN,DDN),亦或是基于分组交换的网络(ATM,FR,X.25),都是安全的网络,它们均能保证用户之间端到端的信息通信的安全,而且这种安全是由网络提供的。IP网则不同。IP网是不安全的,网络不承担安全的责任,甚至不去检查用户接入的合法性,也不去检查源地址和接入实际地址的一致性,网络运营者将安全问题交给了用户自己。这种做法与电信网是大相径庭的。在安全方面,IP电信网对IP协议也要提出要求。特点之三,是电信网在地址规划方面下了很大功夫。首先,它的地址分配是非常有序的,这就使得其核心网设备能保持高效的路由表,并可进行高速转发。另外,电信网的地址规划是有充分余地的,不会因为业务的发展而造成地址短缺,从而影响业务的发展。在这方面,Internet完全不同。由于IP协议的设计者绝对没有料到Internet会发展到如此规模,更料不到Internet的发展会导致一场电信革命,因而他们在设计IP地址时仅用了32位,地址分配采用"挤牙?quot;的方式,即用一点挤一点的分配方案,这种做法与电信网地址的统一规划、有序分配有巨大差别。增大IP地址空间,重新确定地址分配原则,也是IP电信网的要求。特点之四,是电信网是将电信服务作为商品出售的,因而它应该提供十分良好的售后服务体系。对于电信服务来说,它应能跟踪电信服务的全过程,在电信服务的全过程中无论哪一个环节出了问题,它都能及时发现,及时予以改进。从电信网的观点来看,电信级IP网应有十分优良的可管理性和可维护性。Internet网上的服务全部是免费的,无所谓售后服务问题。Internet的网络管理是最为薄弱的环节,至于可维护性更不在考虑之列。所以,IP一旦进入电信领域,这个问题将成为大问题。 三、宽带接入网 近年来,宽带接入网在国内的发展势头很猛。宽带接入有多种方式,诸如基于目前已经大量铺设的金属双绞线的DSL(如ADSL,HDSL,VDSL Home-PNA等)、基于有线电视光纤同轴电缆的HFC及有宽带无线接入的LMDS等。不过,目前国内正在大量发展且发展势头很猛的则是LAN接入。LAN接入是用以太网技术,用光纤+5号线向用户延伸。这种接入方式在新建的住宅小区特别流行。住宅开发商以宽带信息接入的名义可提高住房的档次,并进一步提高房产的价格。电信运营商(特别是新型电信运营商)利用新建住宅小区的这种优良的宽带接入网,快速推售其宽带业务,从而形成了国内各地正在热火朝天地建设宽带接入网的局面。 宽带接入网遇到的最大难题是IP地址问题。由于业务特征的不同,窄带业务与宽带业务具有很大的差别。窄带业务一般以不对称和非实时方式工作,典型的业务是信息检索和电子信箱,用户无需永远在线,使用时在线,不使用时则离线。宽带业务一般以对称和实时方式工作,典型的业务是电话、会议电视、信息点播等,业务的对称性决定了宽带用户必须永远在线,如果不是永远在线,其它用户就将找不到,对称业务将无法开展。永远在线意味着用户必须至少拥有一个IP地址。众所周知,由于历史的原因,IP地址分配极为不均,拥有13亿人口的我国,地址总数不足200个(B类地址),且这些地址资源还要分配给若干个运营公司。由于历史的原因,国内的地址分配也很不均匀,个别电信运营商只有不到2个B类地址,地址资源如此之少,很难开展业务。目前的办法是采用网络地址转换(NAT)技术,或利用端口复用技术,或使用私有IP地址,来扩大公开IP地址的使用率。这是一个不得已而为之的技术,存在诸多弊病,问题很大。地址问题的解决,迫在眉睫。当然,可以通过合法的程序向APNIC申请更多的IP地址,但目前的IP地址毕竟有限,不可能满足长期发展的需要,必须寻找根本的解决办法,IP网目前处于重要的转折关头,正从计算机互联网领域进入电信领域,设备将融合全部电信业务。研究表明,IP技术是拥有这样的能力的。IP技术必将发生革命性的变化。 四、IPv6的特点 IPv4标准是70年代末期制定完成的。IPv4标准的制定者因时代的局限性,当时并没有想到,原本只是用于异机种计算机互联的标准,竟然导致通信信息业的革命性变化。IPv4设计32位IP地址就是这种设计思想的反映。90年代初期,Web 的应用导致Internet的爆炸性发展。IP技术专家羧竦馗芯醯剑琁Pv4将不能满足IP网长期发展的需要,必须立即开始下一代IP网络协议的研究。研究的进程如下: ●1992年,IETF成立了IPNG工作组; ●1992~1994年,IPNG工作组收到了若干提案; ●1994年夏,IPNG工作组提出了下一代IP网络协议(IPv6)的推荐版本; ●1995年夏,IPNG工作组完成了IPv6的协议文本; ●1995~1999年完成了IETF要求的协议审定和测试; ●1999年成立了IPv6论坛,开始正式分配IPv6地址,IPv6的协议文本成为标准草案。 针对IPv4存在的问题,IPv6标准中采取了一系列措施,为IP网的可持续发展奠定了良好的基础。 1.IPv6的地址资源 IPv6拥有十分丰富的地址资源。由于汲取了IPv4地址资源不足的教训,IPv6的设计者一下子将地址长度扩大了4倍,即从IPv4的32bit地址,扩展到了IPv6的128bit地址。如果这些地址平均分配,地球上的每一平方米即可获得几百万个IP地址。从人们的实际需求来看,很难将这样大的地址空间消费掉。IPv6具有足够宽广的地址空间,在Internet的爆炸性发展,IPv4地址资源紧缺的今天,无疑是极为重要的。 不过,从网络设计的角度来看,地址空间并非越大越好,因为地址空间大是要付出代价的,即在信息的传输和地址的处理等方面都将付出代价。正确的做法是,先对需求作出客观的估计,同时确定地址的分配原则,然后再来确定真正的地址空间大小。与IPv4地址的设计存在同样问题的是,IPv6地址的设计也没有严格遵照需求来规划,而是通过"拍脑袋"定下来的。想当年,如果IPv4不是定为32bit,而是与MAC地址一样定为48bit,IPv4将不会像现在这样成为"鸡肋"。而IPv6的设计者同样是以'想当然'来确定地址长度的,一下子将地址长度扩大了4倍,而在地址分配方面却只给出了一个极为粗略的原则。IPv6的地址肯定够用,但地址设计的合理性则是有疑问的。实际上,在6-bone上已经发现了不少问题。 目前,IPv6标准已经颁布,128bit地址也已确定。IPv6启用后,再也不会为地址而发愁了。但是,IPv6地址的规划仍然是大问题,需要下大力量去做。合理的地址规划将大大提高地址的寻址效率,大大减小路由表中的路由条目,从而极大地提高IP网络的性能。 2.移动IP 移动IP是一个十分热门的话题,它涉及IP网上对个人的移动性、终端的移动性和系统的移动性的支持。与目前无线移动通信不同的是,移动IP主要涉及IP协议对IP网中移动性的支持问题。由于目前广泛使用的IP网是IPv4网,因而移动IP必然是先从IPv4入手。 对于IP网的移动性来说,它涉及的业务有二类: ●非实时业务; ●实时业务。 这两类业务对协议的要求是不同的。对于非实时业务,传输时延不是关键参数,非实时业务在传输过程中采用迂回路由是可以接受的。传输非实时业务的要求是,在通信过程中,不论个人、终端或系统移动到何处,业务的通信连接(TCP连接)必须保持不断,对于非实时业务移动性的支持,IPv4协议已经可以做到。对实时业务而言,传输时延是一个极其重要的参数,它不能容忍采用三角迂回路由进行通信。在这方面,IPv4很难处理,IPv6的解决办法则有可取之处。因此,在移动IP方面,应将IPv6作为首选目标。 3.IP网的QoS问题 IP网的QoS问题是一个极大的问题,也是至今IP网中解决得最不理想的问题。IP网的QoS 问题已严重阻碍了它的发展,必须尽快解决。从协议来说,IPv4考虑到了QoS问题,它的TOS字段就是用于区分服务类型,并以此来提供不同的服务。遗憾的是,IP网的设计者将IP网定义为是一个"尽力而为"地提供传输服务的网,因而IP网不能提供对不同类型的业务提供分类服务的手段。在实际网络中,网络设备甚至不对TOS作任何处理。当然,由于TOS 字段是在IP报头之中,对TOS的处理亦是一个不小的开销。 关于IPv6对QoS的考虑,主要是设定了通信流类型(8bit)和数据流标号(20bit)。当然,这28 bit只是用来指示特定的数据流,真正QoS的实现还需要网络设备采用特定技术来实现。从本质上看,IPv6的28bit与IPv4的6bit的TOS的用途是类似的。对IP网来说,特别是在传输成本大大下降的今天,是否有必要引入数据流的标记,是一个十分值得商榷的问题,IPv6在QoS方面的改善尚有疑问。 4.IP网中的安全问题 安全问题是IP网中永远存在的问题。当然,它与IP网的网络协议有关,更重要的是与IP网的管理机制有关。从本质上讲,基于分组交换技术的网络的安全强度是相仿的。但大家一致认为,X.25网的安全性大大优于IP网,其真正的原因在于网络的管理机制而不是协议机制。举例来说,在X.25网中,网络设备要对源地址进行严格检查,凡是与源地址不符的分组将会被抛弃,源地址与接入端口是严格绑定的。这样一来,X.25网的安全性确实会好得多。IP网没有这些管理机制(源地址检查、源地址与接入端口绑定等),可能是造成IP网安全问题的原因。当然X.25网与IP网不能简单类比,IP网中的情况要复杂得多。 IPv6对安全性有周密的考虑。Ipsec最初是专门为IPv6设计的,有Ipsec的配合,IPv6的安全性的确大为改善,它已经有能力提供用户与用户之间端到端的安全性。从网络提供者来说,做到这一点已经足够了。但是,由于种种原因,IPv6迟迟不能推广使用。尽管Ipsec是伴随IPv6诞生的,但从目前来看,已无特色可言。当然,从使用方面看,由于在IPv6中有专用的安全报头,还是比IPv4方便。 五、IPv6的发展展望 IPv6从提出至今已有10余年的历史。但是,迄今为止,IPv6还是没有得到长足的发展。从国际上看,美国是IP网络大国,IP网技术主要出自美国,IP网络的设备供应商也主要在美国。在发展过程中,IP地址(IPv4)的分配是极为不均匀的,美国拥有绝大部分IP地址,每一个运营商拥有一个A类地址,甚至一个大学也拥有一个A类地址。由于IPv4地址对美国来说并不紧张,故美国的设备制造商并不热衷于开发IPv6产品。另外,从客观上说,Internet网络已经非常庞大,资金投入已经非常可观,并已进入大规模商用,对这样一个网络进行改造谈何容易。何况,实际上目前并没有找到从IPv4到IPv6的平稳过渡策略,导致IPv6很难有长足的发展和进步。 Internet在我国的发展也已近10年,网络规模已相当可观,要将一个商用网由IPv4改造为IPv6也是困难的。但是,IPv4地址的严重短缺问题在严重地威胁着我们,特别是严重影响IP网的持续发展。通过采取一系列技术性措施, IPv4地址目前有所缓解。但是,我国的人口基数甚大,经济增长的势头良好,固定通信网的规模和移动通信网的规模已居世界第二位,数据网,特别是IP网的发展势头喜人,预料在一二年内,IP网的规模也将达到世界第二位,甚至跃居世界第一位。由于固定通信网和移动通信网规划得好,号码资源问题不会影响到发展。但IP网的情况不同,IPv4地址本来就短缺,无论如何也无法满足我国高速发展的需求。从技术上讲,尽管采用私有地址,通过NAT转换可以解决部分地址问题,但大量的实践已表明,这并非是好办法。采取临时性措施将后患无穷,最好的办法是及时采用IPv6技术。 当然,在我国发展IPv6并非易事。一般来说,运营商只顾眼前利益,总是采用目前技术成熟的产品组网,以获取利益,而设备制造商则盯着运营商,运营商要什么,他们就生产什么,于是二者之间就形成一个"死结",从而导致IPv6的发展受限。对我国来说,通信主管部门是负有引导国内通信业发展的责任的。一般来说,他们不直接与短期经济挂钩,因而便于从长远利益考虑问题,以发展的眼光指导产业的发展和进步。 IP网的高速发展已成为不可阻挡的趋势。从发展的眼光看,IPv6势在必行。在通信主管部门的积极引导和专业技术支撑单位的大力配合下,选择一两个大运营商进行IPv6网络的规模试验,取得经验后,再积极推广,力争在IP网的建设上创造出新局面;也可采用一两个有实力的投资商,特许其采用IPv6技术来组建IP电信网,从而推动IPv6的发展,为国内IP网络打下可持续高速发展的基础。 摘自《电信网技术》



关键词: 我国     发展     展望     信息     电信     电信网     地址     移动         

菜鸟
2002-08-06 00:37:00    评分
2楼
我有个朋友跑到日本搞这个,也不知道有没有前途?

共2条 1/1 1 跳转至

回复

匿名不能发帖!请先 [ 登陆 注册 ]