作者：仝妍

單位：中國移動智慧家庭運營中心

伴隨著數字經濟的蓬勃發展， 多元化的線上服務和更復雜的應用連接都離不開高質量的網絡基座支撐。IPv6規模部署和應用，是互聯網升級演進的必然趨勢，是網絡技術創新的重要方向，是網絡強國建設的基礎支撐。目前我國IPv6地址擁有量達到64324塊/32，全球排名第二，僅次于美國。

Part 01 ●??IPv6背景分析?●?

- 政策背景

2022年4月25日，中央網信辦、國家發展改革委、工業和信息化部聯合印發《深入推進IPv6規模部署和應用2022年工作安排》。

2021年7月8日，工業和信息化部 中央網絡安全和信息化委員會辦公室發布關于印發《IPv6流量提升三年專項行動計劃（2021-2023年）》的通知。

2021年7月12日，中央網絡安全和信息化委員會辦公室 國家發展和改革委員會 工業和信息化部 發布關于加快推進互聯網協議第六版（IPv6）規模部署和應用工作的通知。

2020年3月19日，工業和信息化部發布關于開展2020年IPv6端到端貫通能力提升專項行動的通知。

2017年11月26日，中共中央辦公廳 國務院辦公廳印發 《推進互聯網協議第六版（IPv6）規模部署行動計劃》。

- 發展背景

談到IPv6發展背景，首先來聊一下IP地址。IP地址（Internet Protocol Address）是指互聯網協議地址，給因特網上的每臺計算機和其它設備都規定了一個唯一的地址，這個唯一的地址相當于是設備的唯一標識，方便其他設備高效的識別并找出自己。

IPv4使用32位（4字節）地址，從理論上講，地址空間最多約43億個，其中北美占有3/4，而人口最多的亞洲只有不到4億個。隨著地址不斷被分配給最終用戶，IPv4地址枯竭問題也在隨之產生。

中國數字經濟迅速發展下，以5G、人工智能、大數據、云計算等為核心的數字技術催生出了一系列新產品，對網絡的要求越來越高，IPv4網絡的缺點和局限也越來越明顯，因此刺激了IPv6的部署。

在IPv4環境下，存在傳輸加密能力弱、報文易被監聽等安全問題，這些安全問題促使網絡IP地址協議層優化需求的升級，這種需求的升級也會在很大程度上加速IPv6的部署。

Part 02 ●??IPv6介紹及優勢?●?

IPv6是英文“Internet Protocol Version 6”的縮寫，是互聯網工程任務組設計的用于替代IPv4的下一代IP協議，其地址數量號稱可以為全世界的每一粒沙子編上一個地址。

更大的地址空間

IPv6的地址長度為128位，最大的地址個數為2^128，是IPv4地址長度的4倍。

層次化的地址結構

IPv6地址編碼采用分層分級結構，一條記錄表示一片子網，縮小了路由器中路由表的規模，提高了路由器轉發數據包的速度。

自動編址

IPv6提供無狀態地址自動配置，指主機通過監聽路由通告獲得全局地址前綴（64位），將地址前綴與節點的MAC地址派生的標識或用戶指定的接口標識組合來構建IPv6地址。相比使用DHCP的IPv4，地址配置速度更快，網絡的管理更加方便和快捷。

可擴展性

相較IPv4，IPv6報文中不再有“選項”字段，而是通過“下一報頭”字段配合IPv6擴展報頭來實現選項的功能。IPv6報文的整體結構分為IPv6報頭 、擴展報頭和上層協議數據。IPv6報頭是必選報文頭部，長度固定為40B，包含該報文的基本信息。擴展報頭是可選報頭，一個IPv6數據包中可能存在0個、1個或多個擴展報頭。當使用多個擴展報頭時，每個擴展報頭中都包含“下一報頭”字段，用來指明下一個擴展報頭的類型。

安全性

IPv6支持IPSec，用戶可以對網絡層的數據進行加密，具有更高的安全性。且在IPV6中的加密與鑒別選項提供了分組的保密性與完整性，較大的增強了網絡的安全性。

Part 03 ●??IPv6過渡技術?●?

IPv4向IPv6過渡需要相當長的一段時間，在這段時間里，IPv4和IPv6是共存的。為了形象地說明IPv4和IPv6的互通和過渡，很多技術文檔中都是用到“IPv4海洋”和“IPv6小島”的比喻。初期，整片網絡是一片IPv4海洋，在過渡過程中，逐漸出現IPv6小島，漸漸IPv6小島越來越多，慢慢的取代IPv4。IPv4向IPv6過渡技術常見的有IPv6/IPv4雙協議棧技術、隧道技術和網絡地址轉換技術。

- IPv6/IPv4雙協議棧技術

雙棧技術就是使IPv6網絡節點中同時配置IPv4和IPv6兩種協議棧。這樣設備既能與IPv4網絡通信又能和IPv6網絡通信。

- 隧道技術

隧道技術是IPv6初期使用的技術。適用于在IPv4主干網絡上，實現局部IPv6網絡之間的通信。在隧道入口處，路由器將IPv6的數據分組封裝在IPv4中，該IPv4分組的源地址和目的地址分別是隧道入口和出口的IPv4地址，在隧道出口處，再將IPv6分組取出轉發給目的站點。

- 網絡地址轉換技術

網絡地址轉換（Network Address Translator，NAT）技術是在IPv6網絡和IPv4網絡間部署協議轉換設備。IPv4主機要和外部的IPv6主機通信時，在NAT服務器中將IPv4地址變換成IPv6地址，服務器維護一個IPv4與IPv6地址的映射表。反之，當IPv6主機和外部IPv4主機進行通信時，在NAT服務器中將IPv6地址變換成IPv4地址。

Part 04 ●??IPv6展望?●?

IPv4和IPv6是兩種不同的網絡協議，不能直接互通，在短時間內想用IPv6取代IPv4是很困難的。但隨著5G網絡、物聯網、大數據、云計算等新興產業的發展，IP地址的需求呈現爆發式的增長，那么既能提供海量地址資源又能解決IPv4網絡缺陷的IPv6無疑是最佳選擇。

2022年8月24日，中央網信辦組織召開的“2022年全國深入推進IPv6規模部署和應用工作推進會議”指出，截至2022年7月，我國IPv6活躍用戶數達6.97億，固定網絡IPv6流量占比達10%，移動網絡IPv6流量占比達40%，整體發展勢頭良好，IPv6規模部署和應用取得明顯進展。

編輯：黃飛