IPv6技术未来发展趋势

何宝宏

摘要　Internet的核心设计理念“端到端的透明性”，由于其应用环境从教育科研走向了商业化，再加上技术和社会进步，相关政策的调整等原因，已经面临着诸多严峻挑战，成为Internet上很多问题(尤其是商业模式和安全)的根源。构建支持电信业务的IP承载网，不应是简单的在现有的Internet之上增加电信业务所必须的控制、QoS和安全机制等，而是根据商用的需要，从体系架构开始就将二者的优点有机地“集成”起来。

关键词　Internet　IPv4　IPv6　体系　架构　端到端的透明性

前言

　　人们对于采用综合技术，将数据、话音和视频等业务“一网打尽”梦想的追求从来都没有停止过。从上世纪80年代的综合业务数字网(ISDN)技术，到90年代的基于异步传输模式(ATM)的宽带ISDN，直到现在的IP+MPLS(多协议标记交换)技术等。在这一过程中，虽然在技术选择上屡战屡败，但却屡败屡战，对融合目标的追求从来都没有动摇过。现在的问题不是要不要融合，而是采用什么样的技术和方式融合的问题。

　　近年来，虽然IP在数据通信领域的应用范围继续快速扩大，但业界一些人也开始对IP技术是否能够满足下一代网络(NGN)所期望的“电信级”服务的要求产生了动摇。笔者以为：之所以选择IP，并非真的IP技术就比别的技术先进多少，而是诸多原因综合的结果，尤其是市场现实使得NGN业务IP化的趋势几乎已成定局。

　　但NGN承载网络如何IP化，IP化到什么程度却值得深入思考和研究。在链路层，以太网技术正在快速从早期的局域网延伸到城域网和广域网范围内。但经过30多年的发展，现在的“以太网”技术与早年的以太网技术相比已经发生了翻天覆地的变化，特别是经典的“CSMA/CD路由和控制机制”已经被抛弃。可以说，为了适应不同的工作环境和要求，适应承载电信业务的需要等，除了以太网帧的封装格式，其它的已经发生了非常大的改变。IP会不会在NGN的发展过程中，也像以太网那样，经典的动态路由机制等像以太网中的CSMA/CD那样消失了，只在业务层剩下一些IP的痕迹(如IP封装和编址)?

一、IP的核心设计理念

　　IP技术最成功的应用就是Internet。RFC3439等所描述的“端到端的透明性”是Internet少有的、一直坚持的体系架构的核心设计理念。所谓端到端的透明性，就是在TCP/IP的设计中，将Internet系统中与通信相关的部分(IP网络)与高层应用(端点)分离，最大限度地简化网络的设计。在有些文献中也称其为“沙漏”模型，如图1。

图1　Internet的“沙漏”模型

　　Internet“端到端透明性”原理的设计基础(假设)是：

　　(1)Internet最初是由具有共同爱好的技术专家设计开发的，他们之间相互信任；

　　(2)Internet是由科研团体或政府研究机构管理下的非商用网络。

　　这一理念后来随着Internet的发展得到了延伸，在其内涵中包含了开放性和可靠性等，被扩展为：TCP/IP协议设计中应尽可能地将状态信息维护在端点上，网络内部不维护与特定应用相关的任何状态信息，因为只有这样，才可能在网络中的某部分发生故障时不会中断通信，除非通信端点自身出现故障。根据这一扩展后的理念，出现了下面的大家熟知的推论：

　　(1)(无连接的)分组交换技术优于传统的电路交换网络，因为分组交换网络中不维护状态信息，因此只有通信终端发生故障时才会中断通信；

　　(2)业务与承载分离，IP网络中不保存与业务和应用相关的信息，终端智能化而网络傻瓜化。

二、Internet核心设计理念面临的挑战

　　30多年前与设计IP时相比，目前无论是IP所面临的技术环境、商业环境、社会环境还是政策环境，都发生了翻天覆地的变化。这些变化导致IP技术面临严峻挑战。

　　IP诞生时还没有个人计算机(PC)和局域网(LAN)的概念，光通信技术还没有走出实验室，商业上可用的跨国电路只有56kb/s，IP只用于文本方式的通信，计算规模也不很大。另外，IP设计用于教育科研，根本没有商业化使用的考虑。政策层面，IP所面对是垄断政策下的电话通信，对IP没有任何政策要求(限制)。