IPv6：拐点将至
未来5年里，全球IPv6用户的占比将达到70%以上，这其中必然有中国的重要贡献。
2019年是互联网诞生于美国并惠及全球50周年，也是中国全功能接入国际互联网25周年，如果放到当前中美两国在经济、科技等领域全面竞争的大背景下，这个节点也可以作为瞭望塔，从中回望两国相差一半的时间里，在互联网发展尤其是下一代互联网IPv6方面的竞争和反转。于我们而言，其中既有后来居上的振奋，也有错失良机的叹息。
作为最早部署IPv6的国家之一，我国的IPv6在2013年后不进则退，而与此同时，全球其他国家纷纷加大力度部署IPv6。在最近举行的中国互联网大会上，清华大学教授李星说：“不妨想象，如果20年前我国就推出IPv6部署行动计划，现在全球IPv6是什么格局？”这也许注定成为中国互联网发展历程上的“李约瑟难题”。2017年底，两办发文从国家层面推进IPv6部署，政府、运营商、企业合力布局，使IPv6实现跨越式发展，最新的一项数据表明，我国IPv6发展从2019年初的全球第66位跃升至目前第6位。不妨大胆地做出一个判断：我国IPv6距离拐点的来临越来越近！
后来居上
1973年美国的Vint Cerf（温特·瑟夫）和Robert Khan（罗伯特·康）经过不懈的努力，终于向世界奉上了奠定互联网基础的TCP/IP协议。当IPv4协议（互联网协议第四版）在1981年问世的时候，工程师们总共设计了43亿个IP地址，这一数量对于当时的寥寥用户来说完全是个天文数字，绝对可以满足所有需求。然而从现在的眼光看来，时代的确是限制了想象力：今天，仅中国自己就有8亿多互联网用户，按照一个中国人有三个联网终端（笔记本、手机、PAD）计算，就会占据全球所有IPv4一半还多的地址，由于地址无法实现“按需分配”，实际上中国仅有3.38亿IPv4地址，人均还不到0.45个。目前，全球IPv4地址均已耗尽，这个问题不解决，地址危机将直接影响全球互联网的发展进程。
IPv6在这样的背景下应运而生，作为互联网协议的第六版，它将IPv4的32位地址格式扩展至128位，相应的IPv6有2128个地址，相当于地球上每一平方米可以获得1026个地址，这意味着，如果需要的话，地球上每一粒灰尘都可以拥有一个IP地址。
对于1994年才全功能接入中国的互联网，我们的接受程度是一个逐步加快的过程，然而对于被誉为下一代互联网的IPv6，相比美国一开始的“漫不经心”，中国某些学术机构和个人却表现出了惊人的预见性和超前意识，这也为中国在互联网基础设施建设方面后来居上提供了某种可能和契机。
在IPv6诞生的相当长的一段时间里，作为互联网以及TCP/IP协议发源地的美国除了2003年左右国防部比较重视并在有限范围内推进之外，IPv6受到了相当大的忽视。这可以归结为相对需求的经济命题，当时，全世界大部分的网络资源和核心技术都掌握在美国人的手里，70%以上的IP地址为美国所有，互联网原有的架构并不影响他们的发展战略和运营商盈利空间，因此他们很少感受来自地址容量紧张的压力。
当包括美国在内的全球大部分国家对IPv6还没有充分重视的时候，中国已经走在前面， 其探索可以追溯到1997年。
1997年，清华大学李星教授领衔的研究组建立了中国第一个IPv6试验网，并于1998年代表CERNET-6Bone接入到全球IPv6试验网6Bone。2000年在国家自然基金委支持下，立项投资2500万，在北京建设了国家项目资助的IPv4/IPv6双栈试验网。
2003年，在57位院士建议下，经国务院批复，8个部委联合启动中国下一代互联网示范工程CNGI。中国教育和科研计算机网承担CNGI-CERNET2的建设，独辟蹊径地建成了世界上第一个纯IPv6网络。在这个过程中，CERNET专家创新性地提出了真实源地址验证技术及翻译技术IVI。在2008年北京奥运会上，IPv6大放异彩，在国际上引起震动，美国媒体惊呼：“中国希望利用IPv6网络技术，成为世界信息科技市场上最具备创新力的国家……但美国在此方面则显得相对落后。”
如果再对比25年前，胡启恒院士等先行者为了突破美国的科技封锁，与其斗智斗勇将中国全功能接入全球互联网，并发出“互联网进入中国，不是八抬大轿抬进来的，而是从羊肠小道走出来的”的感慨，在2003年这个历史节点前后，起码在IPv6这个领域，仅仅进入中国9年的互联网，其基础研究的发展加速度已经呈现出炫目的光彩，如果按照之后5年这个步伐和速率走下去，更大程度的后来居上和IPv6超前普及完全可以期待。
就在此时，历史却不经意地打了一个响指，有的戛然而止，有的再次启动，中国互联网发展进程中的“李约瑟难题”出现了。
剧情反转
随着互联网的快速发展和用户需求的不断增加，现有网络面临全新挑战，越来越多的国家认识到，互联网是关系国民经济和社会发展的重要基础设施，深刻影响着全球经济格局、利益格局和安全格局。基于互联网协议第四版(IPv4)的全球互联网正面临着网络地址消耗殆尽、服务质量难以保证等制约性问题，加快构建高速率、广普及、全覆盖、智能化的下一代互联网(IPv6)成为当务之急。
美国很快也从一开始的漫不经心，变得“认真”起来。2012年发布《政府IPv6应用指南/规划路线图》全面推动IPv6的商用部署。随着网络宽带化改造和LTE网络的建设，美国IPv6商用化进程明显加速，IPv6地址申请量曾一度位居全球第一，IPv6 网络覆盖规模比例超过40%，主流ICP 内容服务商全面支持IPv6。
其他国家和地区也没有闲着，欧盟发布文件要求运营商和大型网络部署IPv6，用政府采购促进和带动IPv6发展和布局，为推动欧洲IPv6网络研究，欧盟投入约一亿欧元资金，在这个过程中，比利时因为“地利”搭上了欧盟的顺风车，成为IPv6部署的最大受益者，由于其首都布鲁塞尔是欧盟总部所在地，它顺势发展为全世界IPv6部署率最高的国家之一。
让人啼笑皆非却也让人深思的一幕发生在我们的邻国印度身上。2010年，当时印度互联网用户仅2000万，IPv6论坛主席Latif Ladid在一次国际会议上表示，印度方面并不重视IPv6网络技术，对IPv4向IPv6网络过渡不积极，与中国相比不在同一个级别上。然而包括他在内的大多数人绝对没有想到，就在短短9年之后，印度的IPv6用户数突破3亿，是全球IPv6用户数的一半还多。
反观中国IPv6的发展，则一度陷入了雷声大、雨点小的尴尬境地。尽管我国是全世界最早开展IPv6研发和应用的国家之一，却“起了个大早，赶了个晚集”。客观原因比较多，甚至有些与美国在IPv6发展初期的问题是共通的：一是用户长期在IPv4环境下获取网络服务，习惯于用私有地址转换为公有地址上网，还没有形成对固定IP地址的使用习惯和强烈诉求，因而未能给网络运营商造成向IPv6演进的足够压力；二是中国互联网企业整体上缺乏国际竞争力，缺乏像谷歌、亚马逊那样拥有着极强社会责任感的大企业向IPv6迁移；三是网络运营商和信息提供商之间没有形成合力；四是政府决策部门和产业领域受到一些五花八门技术的干扰。
不过，美国、欧洲、印度等国家和地区的发展经验至少给了我们两点重要启示：一方面，IPv6的大规模部署和超常规普及是完全可能的；另一方面，政府全力推动不是万能的，但是没有政府全力推动是万万不能的。
合力布局
自十八大以来，特别是对互联网安全的重视以及“网络强国”战略的提出，让每个人都看到了IPv6的曙光。
2016年11月，全球互联网最具权威的技术标准化组织--国际互联网工程任务组（IETF）发布了一个声明，希望未来的互联网协议标准全部基于IPv6来制定，新设备和新的扩展协议不再兼容IPv4，这个公告发出了非常明确的信号，表明IETF正式确认未来互联网将建立在IPv6的基础上。也因此，IPv6成为互联网技术无可争议的发展趋势和方向，而对于以“万物互联”为目标的物联网，IPv6同样是下一代人类智能生活的枢纽工程。同时这也意味着，中国IPv6的发展已经到了时不我待的紧急时刻，相比很多国家，我们已经落后太多了。
一年后，中共中央办公厅、国务院办公厅印发了《推进互联网协议第六版（IPv6） 规模部署行动计划》（以下简称《行动计划》），明确指出我国基于 IPv6的下一代互联网发展的总体目标、路线图、时间表和重点任务，提出用5到10年的时间，形成下一代互联网自主技术体系和产业生态，建成全球最大规模的IPv6商业应用网络，是加快推进我国 IPv6 规模部署、促进互联网演进升级和健康创新发展的行动指南。
与其说这是一份行动指南，不如说是吹响了闪耀着中央对于IPv6规模部署坚定决心光环的巨型号角，将平时离散的所有建设力量集结成军，齐头并进。
同时，5G的发展趋势和需求也对IPv6的快速普及提出了客观要求，在今年的中国互联网大会上，工业和信息化部总经济师王新哲表示，与4G相比，5G具有超大宽带、超强连接、超低时延等显著特征，将为我国构建一个万物互连的世界，使得大数据、云计算、人工智能、工业互联网、车联网等新一代技术潜能得以释放，使得智能工厂、无人驾驶、远程医疗、智慧农业、智慧教育等从此走进大众的工作和生活。发展5G，首先要为每台设备、每个终端、每项应用提供一个地址，这有可能达到千亿数量级，而目前IPv4所能提供的网络地址的资源只有四十多亿。因此，加快推进IPv6的规模部署，构建高速率、广普及、全覆盖、智能化的下一代互联网，既是促进5G等新一代信息技术发展，建设网络强国的迫切需要，更是鼓励我国经济社会发展，构建未来国际竞争新优势的迫切要求。
自《行动计划》发布以来，政府部门、中央企业、基础电信企业、互联网企业、通信设备制造企业、科研机构等迅速行动起来，纷纷制定具体的落地实施方案和工作计划，加快 IPv6 升级改造，效果有目共睹。目前，中国已分配IPv6 地址的用户数快速增长，IPv6 活跃用户数显著增加，截至2019 年5月，IPv6的活跃用户数达到1.3亿，大概占了我国互联网用户总数的15%，与全球平均水平相近；IPv6 流量快速增长，中国电信、中国移动和中国联通城域网出口总流量达 398.43Gbps，LTE 核心网总流量达 508.87Gbps，骨干直联点总流量达 75.74Gbps，国际出入口的IPv6总流量达到80.45Gbps；我国 IPv6 地址储备量大幅增长，我国已申请 IPv6 地址资源总量达到47282 块（/32），取代美国跃居全球首位…… 根据《行动计划》的三步走战略，距今最近的目标是到2020年末，市场驱动的良性发展环境日臻完善，IPv6活跃用户数超过5亿，在互联网用户中的占比超过50%，新增网络地址不再使用私有IPv4地址，并在以下领域全面支持IPv6：国内用户量排名前100位的商业网站及应用，市地级以上政府外网网站系统，市地级以上新闻及广播电视媒体网站系统；大型互联网数据中心，排名前10位的内容分发网络，排名前10位云服务平台的全部云产品；广电网络，5G网络及业务，各类新增移动和固定终端，国际出入口。
预计到2025年末，我国IPv6网络规模、用户规模、流量规模位居世界第一位，网络、应用、终端全面支持IPv6，全面完成向下一代互联网的平滑演进升级，形成全球领先的下一代互联网技术产业体系。
据APNIC统计数据显示，截至2019年7月1日，我国IPv6用户数增长迅速，全球排名从2019年初的第66位跃至第6位，释放出巨大的可持续发展动能。而放眼世界，根据推进IPv6规模部署专家委员会主任、中国工程院院士邬贺铨的预测，全球IPv6正在步入发展快车道，未来5年里，全球IPv6用户的占比将达到70%以上，这其中必然有中国的重要贡献。
激流涌动，拐点将至！
本文刊载于《中国教育网络》杂志
2019年8月刊
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