前言

2018年12月19日至21日,中央经济工作会议在北京召开,提出“加快5G商用步伐,加强人工智能、工业互联网、物联网等新型基础设施建设”,首次提出新型基础设施建设(简称新基建)这一概念。新基建是国家“十四五”的重点投资领域,以信息网络为基础,以技术创新为驱动,提供数字转型、智能升级、融合创新等方面的基础性、公共性服务,其内涵随着新技术的成熟应用而不断拓展。新基建当前包括信息基础设施、融合基础设施和创新基础设施三大类。其中,信息基础设施主要是指基于新一代信息技术演化生成的基础设施,包括物联网、5G网络、固定宽带网络、空间信息、数据中心等;融合基础设施主要是指深度应用信息技术,促进传统基础设施转型升级,进而形成的基础设施新形态,包括工业互联网、智慧交通物流设施、智慧能源系统等;创新基础设施主要是指支撑科学研究、技术开发、产品及服务研制的基础设施,包括科学研究设施、技术开发设施、试验验证设施等。

互联网是关系国民经济和社会发展的重大信息基础设施,深刻影响全球经济格局、利益格局和安全格局。IP(Internet Protocol,互联网协议)网络是信息基础设施的基础,物联网、5G网络、固定宽带网络的发展都离不开IP网络。同时,IP网络也是融合基础设施(如工业互联网、智慧能源系统)及创新基础设施的基础。可以说,IP网络是新基建基础之基础,非常关键。

IP网络技术作为互联网的技术基础,需要实现从万物互联向万物智联的演进。IPv4(Internet Protocol version 4,第4版互联网协议)虽然自20世纪80年代初一直沿用至今,但随着互联网的迅猛发展,IPv4地址短缺的问题日益凸显。2016年11月,IETF(Internet Engineering Task Force,互联网工程任务组)最高领导层IAB(Internet Architecture Board,互联网架构委员会)发表了关于IPv6(Internet Protocol version 6,第6版互联网协议)发展的重要声明。声明表示,希望IETF能够在新RFC(Request For Comments,征求意见稿)中,停止要求新设备和新的扩展协议兼容IPv4,未来的新协议全部在IPv6基础上进行优化。

IPv6是目前全球公认的、唯一可以规模商用部署的互联网升级演进方案,是下一代互联网发展的起点和不可逾越的阶段。IPv6具备拥有海量地址空间、端到端透明性、移动性支持、内嵌安全等优势,为简化网络结构、优化用户体验和提升网络智能化奠定了良好的基础,满足了5G、云网融合、工业互联网、物联网等应用对网络承载的需求,为进一步开展网络和业务创新提供了广阔的空间。发展基于IPv6的下一代互联网,不仅是互联网演进升级的必然趋势,更是助力互联网与实体经济深度融合、支撑数字经济高质量发展的迫切需求,对提升国家网络空间综合竞争力、加快建设网络强国具有重要意义。

当今世界,网络空间日益成为赢得国家竞争优势的战略焦点,抢占下一代互联网发展机遇成为世界主要国家的战略选择。我国迫切需要抓住全球互联网升级演进的重要机会窗,加快实施部署,打造发展新优势、赢得竞争主动权。IPv6为我国网络设施升级、技术产业创新、经济社会发展提供了重大契机,加快推进IPv6规模部署是我国新一代信息基础设施升级的必然要求,也是下一代互联网产业发展的必由之路。

我国一直高度重视IPv6和下一代互联网发展,党中央、国务院在“十三五”和“十四五”规划纲要、《国家信息化发展战略纲要》和《“十三五”国家信息化规划》等战略规划中均做出相关部署。2017年11月,中共中央办公厅、国务院办公厅印发《推进互联网协议第六版(IPv6)规模部署行动计划》,明确了“十三五”“十四五”期间我国IPv6规模部署的总体目标、路线图、时间表和重点任务,为加快推进IPv6规模部署工作提供了方向指引和根本遵循。

为了确保《推进互联网协议第六版(IPv6)规模部署行动计划》取得实效,中共中央网络安全和信息化委员会办公室(中央网信办)、中华人民共和国国家发展和改革委员会(国家发展改革委)、中华人民共和国工业和信息化部(工信部)等单位组织成立了推进IPv6规模部署专家委员会,务实开展一系列重点推进IPv6规模部署的工作。

2019年10月底,推进IPv6规模部署专家委员会批准立项成立“IPv6+”创新推进组,其工作目标为依托我国IPv6规模部署的成果,加强基于IPv6下一代互联网技术的体系创新,整合IPv6相关技术产业链(产、学、研、用等)力量,从网络路由协议、管理自动化、智能化及安全等方向积极开展“IPv6+”网络新技术、新应用的验证与示范,不断完善IPv6技术标准体系,提升我国在IPv6领域的国际竞争力。

概括来说,IPv6可解决网络连接数量问题,能够满足万物互联的需求。但是千行百业的数字化转型发展,不仅增加了网络连接数量,对网络连接质量也有很高的要求。优化网络连接的质量,需要在IPv6的基础上进行增强创新,即发展“IPv6+”网络技术创新,为运营商和企业提供高度自动化、智能化的网络,支撑海量连接和各种业务。“IPv6+”网络技术创新可从超宽、广连接、安全、自动化、确定性和低时延6个维度提升IP网络能力。

2021年7月,中央网信办、国家发展改革委、工信部等联合发布了《关于加快推进互联网协议第六版(IPv6)规模部署和应用工作的通知》,明确提出“加强基于IPv6的新型网络体系结构技术研究。开展‘IPv6+’网络产品研发与产业化,加强技术创新成果转化,不断展现IPv6技术优势”。

自《推进互联网协议第六版(IPv6)规模部署行动计划》发布以来,经过几年持续不懈的努力,我国IPv6产业发展环境日趋成熟,当前IPv6规模部署工作重点已经从“好用”向用户“爱用”迈进。我们应该充分认识到,“爱用”不是简单地用IPv6替代IPv4,不仅要深入挖掘内生驱动要素,发挥IPv6规模部署优势,实现业务创新和产业赋能,还要继续加快基于IPv6下一代互联网的升级,发展“IPv6+”网络,通过IPv6规模商用部署和“IPv6+”创新实现网络能力提升,驱动网络和业务融合发展,赋能行业数字化转型,全面建设数字经济、数字社会和数字政府的“新基座”。

“IPv6+”产业方兴未艾,已经成为数据通信产业界的创新热点,但是目前业界关于“IPv6+”的系统性介绍材料还比较少,面对庞大的“IPv6+”网络技术创新体系,很多从业者会感到无从下手,难见全貌。作为IPv6和“IPv6+”产业的深度参与者,我们系统回顾了IPv6的发展历史,深入分析了“IPv6+”蕴藏的丰富内涵,认真研究了“IPv6+”体系的各项关键技术,广泛调研了“IPv6+”产业应用现状,汇编成此书。适逢我国推进IPv6规模部署和应用创新的关键时期,希望本书对读者深入了解“IPv6+”能提供较大的帮助。

本书主要包括如下几部分内容。

趋势篇:第1~5章,主要介绍IPv6对全球数字经济发展和数字化转型的重要促进作用,介绍IPv6在全球的发展概况和部署经验,阐述“IPv6+”的产生过程及其丰富内涵,揭示“IPv6+”是IPv6网络发展的必然趋势。

总体篇:第6~8章,重点介绍我国“IPv6+”体系全景布局,对“IPv6+”发展程度的评估指标体系,以及“IPv6+”在国内外的发展现状。

技术篇:第9~11章,主要围绕“IPv6+”的内涵,详细介绍网络技术创新、智能运维创新和安全技术创新。本篇主要介绍相关技术的原理和价值。

产业篇:第12~15章,主要从运营商和行业两大维度揭示IP网络面临的发展问题、共性需求、发展趋势,介绍“IPv6+”的成功应用案例。通过这些案例,我们可以深刻感受到“IPv6+”正在重塑产业经济,对社会发展产生巨大的促进作用。

展望篇:第16章,主要对“IPv6+”产业的未来发展提出一些建议,并展望“IPv6+”产业令人欣喜的前景。

“IPv6+”作为新兴技术体系,还处于不断变化的过程中,内涵在不断丰富,技术在不断扩展,场景在不断更新,加之我们能力有限,书中难免存在疏漏,敬请各位专家及广大读者批评指正,在此表示衷心的感谢。