我國IPv6規模部署進展 活躍用戶數達3.11億
2019年09月12日10:15

  來源:“中國信息通信研究院CAICT”微信公眾號

  導讀

  《推進互聯網協議第六版(IPv6)規模部署行動計劃》發佈以來,社會各界高度關注,產業鏈各方廣泛參與、協同推進。我國從IPv6用戶數、流量、基礎資源、雲端、網絡、終端、應用等方面取得了階段性成果。同時,也面臨著IPv6網絡性能和服務質量較差、應用基礎設施改造相對滯後等影響IPv6發展的問題,亟需在後續的規模部署工作中重點解決。

  一、引言

  推動互聯網從IPv4到IPv6的演進升級是大勢所趨、勢在必行。IPv4協議運行已經超過30年,早在2011年初ICANN就公開表示,全球IPv4地址已分配完畢。近年來,隨著互聯網的廣泛普及與應用,特別是移動互聯網、雲計算、物聯網、工業互聯網的蓬勃發展,傳統的IPv4地址資源緊缺問題日益凸顯。IPv6能夠提供海量的網絡地址資源,是實現萬物互聯,促進生產生活數字化、網絡化、智能化發展的關鍵要素。發展基於IPv6的下一代互聯網,不僅是互聯網演進升級的必然趨勢,更是助力互聯網與實體經濟深度融合、支撐經濟高質量發展的迫切需要,對於提升國家網絡空間綜合競爭力、加快網絡強國建設具有重要意義。

  我國一直高度重視IPv6和下一代互聯網發展,2017年11月,中共中央辦公廳、國務院辦公廳印發了《推進互聯網協議第六版(IPv6)規模部署行動計劃》(簡稱《行動計劃》),明確提出了未來5—10年我國基於IPv6的下一代互聯網發展的總體目標、路線圖、時間表和重點任務,是加快推進我國IPv6規模部署、促進互聯網演進升級和健康創新發展的行動指南。IPv6為我國網絡設施升級、技術產業創新、經濟社會發展提供了重大契機,加快推進IPv6規模部署是我囯新一代信息基礎設施升級的必然要求,也是下一代互聯網發展的必由之路。

  二、我國IPv6發展現狀

  《行動計劃》實施以來,政府部門、基礎電信企業、互聯網企業、通信設備與服務提供商、相關中央企業、事業單位、科研機構等密切配合,積極響應,全社會廣泛參與,紛紛製定具體的落地實施方案和工作計劃,加快IPv6升級改造,我國IPv6規模部署工作呈現加速發展態勢。

  (1)IPv6用戶數實現大幅增長

  IPv6用戶數是反映我國IPv6發展狀況的核心指標,目前的統計數據主要來自國內大型互聯網企業應用統計的IPv6活躍用戶數和國內3家運營商統計的IPv6活躍連接數。

  截至2019年5月,我國IPv6活躍用戶數達3.11億。據各大互聯網企業上報的數據顯示:在視頻應用中,愛奇藝活躍用戶達1.78億,優酷活躍用戶達1.20億,騰訊視頻活躍用戶達6000萬;在購物應用中,天貓淘寶活躍用戶達1.5億,京東商城活躍用戶達2300萬,小米商城活躍用戶達540萬,美團點評活躍用戶達7000萬;在地圖應用中,高德地圖活躍用戶達1.36億;在新聞應用中,騰訊新聞活躍用戶達2950萬,網易新聞活躍用戶達1100萬;在社交應用中,新浪微博活躍用戶達7500萬;在應用商店中,小米應用商店活躍用戶達1142萬。

  近年來,三大基礎電信企業加快改造進度,為全國LTE用戶和固定寬帶接入用戶分配IPv6地址。截至2019年5月底,中國電信、中國移動和中國聯通已分配IPv6地址,且30日內有IPv6訪問記錄的IPv6活躍連接用戶數共為6.96億;已分配IPv6地址用戶數達到12.07億,其中LTE網絡已分配IPv6地址的用戶總數為10.45億,較2018年年底增幅3.42%;固定寬帶接入網絡已分配IPv6地址的用戶總數為1.62億,較2018年年底增幅39.47%;固網已分配IPv6地址用戶數雖然增幅顯著,但由於其改造環節多,週期長,存量家庭終端升級複雜,改造進度整體落後於LTE網絡,與之相比還存在不小的差距。

  (2)IPv6網絡流量有待進一步提升

  在流量方面,監測結果顯示,2019年5月我國城域網流入、流出流量分別為259.01Gbit/s和139.42Gbit/s。流量趨勢表明,城域網流量上升緩慢,與IPv4流量相比差距巨大,中國電信、中國聯通和教育網城域網IPv6流入、流量僅占IPv4流量的0.15%、0.19%和9.66%。後續應加速家庭網關的升級改造工作,提升視頻、遊戲應用等大流量業務應用支援IPv6的能力,同時加強網站應用內容的深度改造,提升城域網流量。

  我國LTE核心網流入、流出流量分別為350.58Gbit/s和158.29Gbit/s。數據表明,LTE核心網IPv6與IPv4流量相比差距明顯,中國電信LTE核心網IPv6流入、流量僅占IPv4流量的1.23%。目前,LTE終端IPv4大部分已經支援IPv6,終端瓶頸已逐漸消失。後續需深化互聯網應用的IPv6改造,提升流量。

  國內2019年5月骨幹直聯點總流量達75.74Gbit/s,中國電信、中國移動、中國聯通和教育網骨幹直聯點總流量分別為16.66Gbit/s、22.49Gbit/s、11.94Gbit/s和24.65Gbit/s。數據表明,骨幹直聯點中國電信、中國聯通和教育網IPv6總流量僅占IPv4流量的0.43%、0.31%和8.99%。

  教育網IPv6運營時間長,積累內容較多,流量高於其餘基礎電信企業。反映出內容對流量拉動起到決定性作用,發展豐富的IPv6內容源,是提升IPv6流量的關鍵要素。

  2019年5月,我國國際出入口流入總流量達65.30Gbit/s,其中中國電信、中國移動、中國聯通和教育網國際出入口IPv6網絡流入流量分別為16.58Gbit/s、31.72Gbit/s、9.62Gbit/s和7.38Gbit/s。我國國際出入口流出總流量達15.15Gbit/s,其中中國電信、中國移動、中國聯通和教育網國際出入口IPv6網絡流出流量分別為3.37Gbit/s、7.67Gbit/s、1.34Gbit/s和2.77Gbit/s。在國際出入口中,中國電信、中國聯通和教育網IPv6流入流量僅占IPv4流量的0.63%、0.73%和20.14%。趨勢表明,國際出入口流入流量遠遠高於流出流量,反映出目前我國國內IPv6內容源相對國際依然較少,更多的IPv6資源來自於國外。後續需要大力發展IPv6應用服務,改變流量倒掛的局面。

  (3)IPv6基礎資源擁有量保持較快增長

  《行動計劃》發佈以來,我國IPv6地址儲備量大幅增長,地址儲備量躍居全球第一。《行動計劃》強化了物聯網、工業互聯網和雲計算要支援IPv6。隨著5G產業化進程的加快,工業互聯網和物聯網的發展、垂直行業和基礎電信企業紛紛加大了地址儲備。

  我國IPv6地址擁有量能夠滿足當前IPv6商業規模部署的要求,但是隨著物聯網、車聯網、工業互聯網的快速發展,我國未來對於IPv6地址的需求量依然較大。

  在IPv6自治系統數量方面,截至2019年5月,我國共申請AS碼號數量為1637個,其中已在互聯網中通告的AS數量為519個。在已通告的AS中,支援IPv6的AS數量為192個,佔比36.99%。趨勢表明,隨著佔比的不斷提升,我國越來越多的網絡完成了IPv6改造,開始支援IPv6。

  (4)應用基礎設施IPv6支援能力不斷提高

  在數據中心方面,三大基礎電信企業的超大型、大型IDC、中小型IDC已經全部完成了IPv6改造。

  在內容分發網絡方面,國內重點CDN企業網宿、藍汛、阿里雲、騰訊雲IPv6全國覆蓋能力達到100%,網宿IPv6本地部署率已達到100%,其他3家的本地部署率也達到67.7%,初步具備IPv6分發加速能力。

  在雲服務平台方面,阿里雲、騰訊雲、百度雲、金山雲、京東雲分別完成45.71%、50.85%、65.63%、58.33%、51.47%雲產品IPv6改造;三大基礎電信企業均完成上報雲產品總量的80%以上IPv6改造。

  在域名系統方面,中國電信、中國移動、中國聯通的遞歸服務器全部完成雙棧改造,並全面支援IPv6地址解析。

  (5)網絡基礎設施IPv6改造取得階段性成果

  在LTE網絡方面,中國電信、中國移動和中國聯通均完成了全國30個省的LTE網絡IPv6改造,並為4G網絡用戶全面開啟IPv6服務。

  在骨幹網方面,三大基礎電信企業骨幹網設備已全部支援IPv6,並全面支援IPv6承載服務。

  在城域接入網方面,中國電信、中國移動和中國聯通均完成了全國30個省的城域網網絡IPv6改造,具備提供固定寬帶IPv6業務的能力,並正在逐步完善IPv6專線產品開通流程,有的地區已經能為政企客戶開通IPv6專線接入並支援分配IPv6地址。

  在互聯互通方面,全國13個骨幹直聯點中已經有5個直聯點完成IPv6改造,支援互聯網網間IPv6流量交換,開通佔比達到38.46%。中國電信、中國移動、中國聯通、中國廣電、教育網累計開通IPv6網間帶寬3.5Tbit/s,達到IPv4網間帶寬(7.6Tbit/s)的46.05%。目前,我國骨幹直聯點IPv6流量與已開通節點帶寬比例小於3%,佔比極低,空閑資源較多,利用率不高。

  在國際出入口方面,三大基礎電信企業已開通IPv6國際出入口帶寬100Gbit/s。目前,國際出入口IPv6總流量達到81.61Gbit/s,超過已開通總帶寬的80%,已接近擁塞狀態,需加快擴容升級IPv6國際出入口帶寬。三大基礎電信企業國際出入口建設情況參見表1。

  表1 國際出入口建設情況

  (6)支援IPv6發展的設備製造產業日趨成熟

  通信設備的製造企業、移動終端、廠商加快了產品的迭代升級,網絡設備和終端設備IPv6的支援度也得到了大幅度提升。隨著AppleiOS 12.1版本的發佈,主流LTE終端基本都支援IPv6並且預設工作在雙棧模式,移動終端對IPv6發展的瓶頸製約得到了改善;固定終端由於歷史原因,大部分存量在網的家庭智能網關需要基礎電信企業通過升級版本的方式可以支援IPv6,但是個人採購的家庭路由器由於品牌和型號眾多,難以協調廠家推行支援IPv6的版本,造成家庭寬帶端到端IPv6支援率偏低,影響固網的改造效果。

  (7)網站及應用IPv6升級改造有了明顯改善

  政府和央企充分發揮示範帶頭作用。截至2019年5月底,91家省部級以上政府網站和96家央企網站中已有158家網站的首頁可通過IPv6訪問,佔比高達84.5%,真正發揮了政府先導示範作用,建立了明確的市場導向和政府應用的先行意識。

  重點互聯網應用IPv6改造取得積極進展。通過近一年對用戶量排名前50的商業網站及互聯網應用涉及的互聯網企業進行督導檢查,增強互聯網企業開展IPv6升級改造的責任感和使命感,激發互聯網企業推進IPv6規模部署的積極性和主動性。龍頭互聯網企業均建立企業內部推進IPv6升級改造的組織架構,確立由公司高層領導牽頭、各部門協同參與的工作機製,製定企業明確的IPv6規模部署工作計劃。大部分互聯網企業已按計劃落實完成年度改造任務,並在全國部分區域灰度上線。截至2019年5月,國內用戶量排名前50位的商業網站和應用中可通過IPv6訪問的共有39家,佔比為78%。

  中央媒體網站改造進度相對滯後。在我國13家中央媒體中,主頁可通過IPv6訪問的網站共有2家,佔比為15.38%,分別為新華網和國際在線;其他媒體網站尚不支援IPv6訪問。

  三、目前存在的主要問題

  經過近一年積極行動,全社會廣泛參與、共同努力,在網絡、數據中心、內容分發網絡、雲服務平台、終端、應用等各環節協同推動,我國IPv6規模部署已經取得了重大進展與階段性成果,開創了工作新局面。儘管取得了顯著成效,但要清醒地認識到,我國IPv6規模部署工作仍處於起步階段,在活躍用戶和流量比例等方面,與國際領先國家相比還有不小的差距,仍存在著一些亟待解決的突出問題。

  (1)IPv6網絡質量較IPv4存在一定差距,亟待提升

  運營商雖然已經基本完成LTE網絡、固定網絡的IPv6改造,使網絡初步具備IPv6訪問能力,但由於IPv6網絡是規模運行的新網絡,其轉發路由相關配置需要經曆一段長時期運行並不斷優化完善的過程,網絡質量才能達到與IPv4同一水平。

  根據相關監測數據,當前IPv6網絡傳輸時延和丟包率與IPv4相比,仍然存在一定差距。而互聯網企業往往以網絡質量不佳、擔心影響用戶體驗為由,推遲或者延緩應用改造的進度。據大部分互聯網企業反映,從網絡質量的監測情況來看,使用IPv6地址的用戶網絡訪問體驗相比IPv4網絡並沒有明顯提高,甚至有時還會劣於使用IPv4的用戶;部分跨運營商網絡IPv6互通性還存在問題,影響業務服務。由於IPv6訪問質量的穩定性低於IPv4,互聯網企業擔心將業務全部切換到IPv6,會影響業務使用的服務體驗,多數企業表示希望能推動IPv6網間互聯帶寬的升級改造,與IPv4保持一樣的互聯結點數、長尾時延等性能指標。

  (2)內容分發網絡(CDN)、雲平台改造相對緩慢,網絡服務質量影響互聯網應用上線時間

  內容分發網絡、雲服務平台等應用基礎設施是互聯網內容和應用的重要載體,對於優化互聯網流量、提高網絡承載能力具有不可替代的作用。

  除少數大型企業(阿里巴巴、騰訊等)具有自建CDN,多數互聯網企業使用商業CDN加速應用訪問,各地區IPv6應用上線時間將與CDN改造進度息息相關。尤其是視頻類等大流量應用,對用戶訪問帶寬和時延高度敏感,更加依賴CDN加速。

  大部分商業網站使用的是雲服務,各項IPv6技術改造工作與雲服務平台IPv6改造密切相關。因此,這些企業在推進落實IPv6部署過程中,對第三方雲平台接入服務升級改造的依賴性較強,很難掌握工作進度。

  目前,雲服務商和內容分發網絡(CDN)提供商的IPv6升級改造仍在進行,CDN和雲產品的改造雖然已經有了一定成效,但是完成改造的比例仍然相對偏低,部署範圍覆蓋不全,還不能滿足全國範圍的大規模需求,對互聯網應用的引導和支援作用尚未充分發揮,在一定程度上製約了互聯網企業IPv6升級改造,協同發展格局尚需持續優化。另外,IPv6雲服務和內容分發網絡服務質量仍待改善,大部分互聯網企業在IPv6升級改造過程中,發現雲服務商和內容分發網絡提供商的IPv6服務在很多地區的時延、成功率以及穩定性劣於IPv4服務,對產品和用戶體驗有一定負面影響,急需推動相關服務商解決。

  (3)網站和應用改造不徹底,暫不能帶動IPv6活躍用戶規模和流量的提升

  儘管網絡和終端支援IPv6能力大幅提升,超過12億用戶獲得IPv6地址,但由於支援IPv6訪問的應用較少,IPv6流量尚未形成一定規模;另外,雖然目前有部分網站及應用的首頁已經支援IPv6/v4雙棧訪問,在用戶數的統計中已經產生大量IPv6活躍用戶數,但是支援IPv6的程度大多隻局限於IPv6首頁可達,用戶僅在訪問首頁時建立了IPv6連接,更多內容仍然通過IPv4訪問,更深層次的鏈接還未支援IPv6訪問,真正產生流量的流媒體、圖片等仍然使用IPv4建立連接,支援IPv6的鏈接比例仍然很低,改造的力度與深度對IPv6的支援度還遠遠不夠。總體而言,重點互聯網網站及應用的帶動作用還未真正發揮,IPv6活躍用戶規模和網絡流量還沒有質的飛躍。

  (4)固定終端支援IPv6的情況不佳,影響IPv6端到端貫通

  為實現“《行動計劃》提出到2020年末,IPv6活躍用戶數超過5億”的整體目標,需要帶動網絡、終端協同發展。在網絡方面,2018年基礎電信企業已經基本解決了LTE和固定網絡IPv6就緒的環節,打通全國範圍內的IPv6通道,已基本具備IPv6流量傳輸轉接能力。在終端方面,目前我國約有12億4G用戶和4億固定寬帶用戶,LTE網絡中已分配IPv6地址的用戶達10億,佔比達88.3%;而在固定寬帶網絡中已分配IPv6地址的用戶僅為1.62億,約有2/3的固定寬帶家庭用戶無法獲得IPv6地址。

  目前現網存量的智能家庭網關和市面上的主流家庭路由器設備普遍對IPv6協議棧的支援程度相對較差,且雙棧性能差距明顯。隨著我國推進IPv6規模部署工作的不斷深入,IPv6接入的“最後一公里”已經成為決定IPv6用戶和流量規模的重要環節,固定終端作為重要的網絡接入設備,在一定程度上製約了我國IPv6的發展。

  四、下一步推進IPv6規模部署的若干建議

  (1)建議相關主管部門加大企業間的協調力度

  建立基礎電信企業、CDN企業、雲服務平台企業以及互聯網應用企業對接協調機製,提高對接效率,重點解決互聯網企業IPv6改造過程中遇到的實際問題。推進IPv6規模部署要盡快取得實效,網絡、應用、終端等企業在實施IPv6升級改造過程時,需要密切配合、步步銜接、環環相扣、協同推進,要充分利用溝通協調工作機製加強協調對接,合力破解工作中遇到的具體困難和問題,避免出現各自為戰、相互推諉的局面。從基礎電信企業來看,需要做好網絡基礎設施資源的無縫協同,各大商業網站及應用、CDN、雲服務平台等完成IPv6改造都需要所在IDC以及專線開通IPv6業務,這就需要基礎電信企業盡快建立完善的IPv6業務受理、開通和管理流程,實現與IDC客戶、政企客戶的無縫對接。

  (2)加快應用基礎設施企業的改造步伐

  督促數據中心(IDC)、內容分發網絡(CDN)企業、雲服務企業加快改造進度。CDN改造要適度超前,為互聯網應用改造提供足夠的內容加速資源。要督促雲服務平台企業充分發揮平台優勢,面向中小型企業提供IPv6技術諮詢和網站改造等服務,引導更多的互聯網應用和用戶向IPv6遷移;建議雲服務企業在後續的改造中儘量以雙棧方式改造雲服務平台內部基礎設施。

  (3)終端製造企業要進一步加快移動終端和固定終端的軟硬件升級

  終端對IPv6的支援度和便利性是用戶和流量向IPv6轉化的重要製約因素,要推動所有新出廠LTE終端和固定終端預設設置為IPv4/v6雙棧訪問,此外還需進一步推進基礎電信企業加快解決存量智能家庭網關的IPv6在線升級及替換工作;推動市面上主流家庭路由器生產廠家研發生產支援IPv6的版本;引導家庭用戶選擇合適的家庭路由器設備以獲得IPv6網絡接入能力,加快推進“最後一公里”網絡的IPv6改造。

  (4)建議加快媒體網站、互聯網網站及應用IPv6改造、測試、大規模上線的進度

  從近一年落實行動計劃的監測結果分析,目前商業網站及應用、中央媒體網站的IPv6改造進度明顯滯後於網絡基礎設施、數據中心、政府網站、央企網站等環節的改造進度,需要相關部門加大推進力度,以典型應用改造為主攻方向,著力彌補IPv6應用不足的短板。同時,在改造“深度”方面需對各企業提出更高的要求,不僅要實現首頁IPv6訪問,還要進一步實現下層鏈接及主營業務對IPv6的支援;全面提升網站及應用支援IPv6鏈接的比例,有效地拉動IPv6流量,大幅提高IPv6用戶數及使用率。

  (5)建立通報機製

  定期對於改造進度較好的企業提出表揚,宣傳先進經驗;對改造進度緩慢的企業要加大督導力度,除單獨約談外,還要進行多種方式的通報,督促其加快改造進度,凝心聚力、迎頭趕上。

  (6)從優化未來發展環境的方面考慮,加大IPv6規模部署的宣傳力度

  通過開展一系列IPv6相關宣傳推廣、經驗總結和國際合作交流等活動,增加全社會、全行業對IPv6的認知,吸引更多的行業組織、機構和企業積極參與IPv6規模部署的行動中來,共同推進、執行攻堅、營造良性可持續發展的產業生態,構建高速率、廣普及、全覆蓋、智能化的下一代互聯網。

  作者簡介

  馬丹妮:中國信息通信研究院技術與標準研究所工程師。

  葛 堅:中國信息通信研究院技術與標準研究所高級工程師。

  本文刊於《信息通信技術與政策》2019年第8期

關注我們Facebook專頁
    相關新聞
      更多瀏覽