一、引言
推動互聯網從IPv4到IPv6的演進(jìn)升級是大勢所趨、勢在必行。IPv4協議運行已經(jīng)超過(guò)30年，早在2011年初ICANN就(jiù)公開(kāi)表示，全球IPv4地址已分配完畢。近年來，随著(zhe)互聯網的廣泛普及與應用，特别是移動互聯網、雲計算、物聯網、工業互聯網的蓬勃發(fā)展，傳統的IPv4地址資源緊缺問題日益凸顯。IPv6能(néng)夠提供海量的網絡地址資源，是實現萬物互聯，促進(jìn)生産生活數字化、網絡化、智能(néng)化發(fā)展的關鍵要素。發(fā)展基于IPv6的下一代互聯網，不僅是互聯網演進(jìn)升級的必然趨勢，更是助力互聯網與實體經(jīng)濟深度融合、支撐經(jīng)濟高質量發(fā)展的迫切需要，對(duì)于提升國(guó)家網絡空間綜合競争力、加快網絡強國(guó)建設具有重要意義。
我國(guó)一直高度重視IPv6和下一代互聯網發(fā)展，2017年11月，中共中央辦公廳、國(guó)務院辦公廳印發(fā)了《推進(jìn)互聯網協議第六版（IPv6）規模部署行動計劃》（簡稱《行動計劃》），明确提出了未來5—10年我國(guó)基于IPv6的下一代互聯網發(fā)展的總體目标、路線圖、時(shí)間表和重點任務，是加快推進(jìn)我國(guó)IPv6規模部署、促進(jìn)互聯網演進(jìn)升級和健康創新發(fā)展的行動指南。IPv6爲我國(guó)網絡設施升級、技術産業創新、經(jīng)濟社會(huì)發(fā)展提供了重大契機，加快推進(jìn)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(fā)展的必由之路。
二、我國(guó)IPv6發(fā)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(shì)業單位、科研機構等密切配合，積極響應，全社會(huì)廣泛參與，紛紛制定具體的落地實施方案和工作計劃，加快IPv6升級改造，我國(guó)IPv6規模部署工作呈現加速發(fā)展态勢。
（1）IPv6用戶數實現大幅增長(cháng)
IPv6用戶數是反映我國(guó)IPv6發(fā)展狀況的核心指标，目前的統計數據主要來自國(guó)内大型互聯網企業應用統計的IPv6活躍用戶數和國(guó)内3家運營商統計的IPv6活躍連接數。
截至2019年5月，我國(guó)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(jìn)度，爲全國(guó)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(guó)電信、中國(guó)移動和中國(guó)聯通已分配IPv6地址，且30日内有IPv6訪問記錄的IPv6活躍連接用戶數共爲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地址的用戶總數爲10.45億，較2018年年底增幅3.42%；固定寬帶接入網絡已分配IPv6地址的用戶總數爲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，但由于其改造環節多，周期長(cháng)，存量家庭終端升級複雜，改造進(jìn)度整體落後(hòu)于LTE網絡，與之相比還(hái)存在不小的差距。
（2）IPv6網絡流量有待進(jìn)一步提升
在流量方面(miàn)，監測結果顯示，2019年5月我國(guó)城域網流入、流出流量分别爲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(guó)電信、中國(guó)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(hòu)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持IPv6的能(néng)力，同時(shí)加強網站應用内容的深度改造，提升城域網流量。
我國(guó)LTE核心網流入、流出流量分别爲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(guó)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(jīng)支持IPv6，終端瓶頸已逐漸消失。後(hòu)續需深化互聯網應用的IPv6改造，提升流量。
國(guó)内2019年5月骨幹直聯點總流量達75.74Gbit/s，中國(guó)電信、中國(guó)移動、中國(guó)聯通和教育網骨幹直聯點總流量分别爲16.66Gbit/s、22.49Gbit/s、11.94Gbit/s和24.65Gbit/s。數據表明，骨幹直聯點中國(guó)電信、中國(guó)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(shí)間長(cháng)，積累内容較多，流量高于其餘基礎電信企業。反映出内容對(duì)流量拉動起(qǐ)到決定性作用，發(fā)展豐富的IPv6内容源，是提升IPv6流量的關鍵要素。
2019年5月，我國(guó)國(guó)際出入口流入總流量達65.30Gbit/s，其中中國(guó)電信、中國(guó)移動、中國(guó)聯通和教育網國(guó)際出入口IPv6網絡流入流量分别爲16.58Gbit/s、31.72Gbit/s、9.62Gbit/s和7.38Gbit/s。我國(guó)國(guó)際出入口流出總流量達15.15Gbit/s，其中中國(guó)電信、中國(guó)移動、中國(guó)聯通和教育網國(guó)際出入口IPv6網絡流出流量分别爲3.37Gbit/s、7.67Gbit/s、1.34Gbit/s和2.77Gbit/s。在國(guó)際出入口中，中國(guó)電信、中國(guó)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(guó)際出入口流入流量遠遠高于流出流量，反映出目前我國(guó)國(guó)内IPv6内容源相對(duì)國(guó)際依然較少，更多的IPv6資源來自于國(guó)外。後(hòu)續需要大力發(fā)展IPv6應用服務，改變流量倒挂的局面(miàn)。
（3）IPv6基礎資源擁有量保持較快增長(cháng)
《行動計劃》發(fā)布以來，我國(guó)IPv6地址儲備量大幅增長(cháng)，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持IPv6。随著(zhe)5G産業化進(jìn)程的加快，工業互聯網和物聯網的發(fā)展、垂直行業和基礎電信企業紛紛加大了地址儲備。
我國(guó)IPv6地址擁有量能(néng)夠滿足當前IPv6商業規模部署的要求，但是随著(zhe)物聯網、車聯網、工業互聯網的快速發(fā)展，我國(guó)未來對(duì)于IPv6地址的需求量依然較大。
在IPv6自治系統數量方面(miàn)，截至2019年5月，我國(guó)共申請AS碼号數量爲1637個，其中已在互聯網中通告的AS數量爲519個。在已通告的AS中，支持IPv6的AS數量爲192個，占比36.99%。趨勢表明，随著(zhe)占比的不斷提升，我國(guó)越來越多的網絡完成(chéng)了IPv6改造，開(kāi)始支持IPv6。
（4）應用基礎設施IPv6支持能(néng)力不斷提高
在數據中心方面(miàn)，三大基礎電信企業的超大型、大型IDC、中小型IDC已經(jīng)全部完成(chéng)了IPv6改造。
在内容分發(fā)網絡方面(miàn)，國(guó)内重點CDN企業網宿、藍汛、阿裡(lǐ)雲、騰訊雲IPv6全國(guó)覆蓋能(néng)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(fā)加速能(néng)力。
在雲服務平台方面(miàn)，阿裡(lǐ)雲、騰訊雲、百度雲、金山雲、京東雲分别完成(chéng)45.71%、50.85%、65.63%、58.33%、51.47%雲産品IPv6改造；三大基礎電信企業均完成(chéng)上報雲産品總量的80%以上IPv6改造。
在域名系統方面(miàn)，中國(guó)電信、中國(guó)移動、中國(guó)聯通的遞歸服務器全部完成(chéng)雙棧改造，并全面(miàn)支持IPv6地址解析。
（5）網絡基礎設施IPv6改造取得階段性成(chéng)果
在LTE網絡方面(miàn)，中國(guó)電信、中國(guó)移動和中國(guó)聯通均完成(chéng)了全國(guó)30個省的LTE網絡IPv6改造，并爲4G網絡用戶全面(miàn)開(kāi)啓IPv6服務。
在骨幹網方面(miàn)，三大基礎電信企業骨幹網設備已全部支持IPv6，并全面(miàn)支持IPv6承載服務。
在城域接入網方面(miàn)，中國(guó)電信、中國(guó)移動和中國(guó)聯通均完成(chéng)了全國(guó)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(néng)力，并正在逐步完善IPv6專線産品開(kāi)通流程，有的地區已經(jīng)能(néng)爲政企客戶開(kāi)通IPv6專線接入并支持分配IPv6地址。
在互聯互通方面(miàn)，全國(guó)13個骨幹直聯點中已經(jīng)有5個直聯點完成(chéng)IPv6改造，支持互聯網網間IPv6流量交換，開(kāi)通占比達到38.46%。中國(guó)電信、中國(guó)移動、中國(guó)聯通、中國(guó)廣電、教育網累計開(kāi)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(guó)骨幹直聯點IPv6流量與已開(kāi)通節點帶寬比例小于3%，占比極低，空閑資源較多，利用率不高。
在國(guó)際出入口方面(miàn)，三大基礎電信企業已開(kāi)通IPv6國(guó)際出入口帶寬100Gbit/s。目前，國(guó)際出入口IPv6總流量達到81.61Gbit/s，超過(guò)已開(kāi)通總帶寬的80%，已接近擁塞狀态，需加快擴容升級IPv6國(guó)際出入口帶寬。三大基礎電信企業國(guó)際出入口建設情況參見表1。
表1 國(guó)際出入口建設情況
（6）支持IPv6發(fā)展的設備制造産業日趨成(chéng)熟
通信設備的制造企業、移動終端、廠商加快了産品的叠代升級，網絡設備和終端設備IPv6的支持度也得到了大幅度提升。随著(zhe)蘋果iOS 12.1版本的發(fā)布，主流LTE終端基本都(dōu)支持IPv6并且默認工作在雙棧模式，移動終端對(duì)IPv6發(fā)展的瓶頸制約得到了改善；固定終端由于曆史原因，大部分存量在網的家庭智能(néng)網關需要基礎電信企業通過(guò)升級版本的方式可以支持IPv6，但是個人采購的家庭路由器由于品牌和型号衆多，難以協調廠家推行支持IPv6的版本，造成(chéng)家庭寬帶端到端IPv6支持率偏低，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(fā)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(guò)IPv6訪問，占比高達84.5%，真正發(fā)揮了政府先導示範作用，建立了明确的市場導向(xiàng)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(jìn)展。通過(guò)近一年對(duì)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(jìn)行督導檢查，增強互聯網企業開(kāi)展IPv6升級改造的責任感和使命感，激發(fā)互聯網企業推進(jìn)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内部推進(jìn)IPv6升級改造的組織架構，确立由公司高層領導牽頭、各部門協同參與的工作機制，制定企業明确的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(chéng)年度改造任務，并在全國(guó)部分區域灰度上線。截至2019年5月，國(guó)内用戶量排名前50位的商業網站和應用中可通過(guò)IPv6訪問的共有39家，占比爲78%。
中央媒體網站改造進(jìn)度相對(duì)滞後(hòu)。在我國(guó)13家中央媒體中，主頁可通過(guò)IPv6訪問的網站共有2家，占比爲15.38%，分别爲新華網和國(guó)際在線；其他媒體網站尚不支持IPv6訪問。
三、目前存在的主要問題
經(jīng)過(guò)近一年積極行動，全社會(huì)廣泛參與、共同努力，在網絡、數據中心、内容分發(fā)網絡、雲服務平台、終端、應用等各環節協同推動，我國(guó)IPv6規模部署已經(jīng)取得了重大進(jìn)展與階段性成(chéng)果，開(kāi)創了工作新局面(miàn)。盡管取得了顯著成(chéng)效，但要清醒地認識到，我國(guó)IPv6規模部署工作仍處于起(qǐ)步階段，在活躍用戶和流量比例等方面(miàn)，與國(guó)際領先國(guó)家相比還(hái)有不小的差距，仍存在著(zhe)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(jīng)基本完成(chéng)LTE網絡、固定網絡的IPv6改造，使網絡初步具備IPv6訪問能(néng)力，但由于IPv6網絡是規模運行的新網絡，其轉發(fā)路由相關配置需要經(jīng)曆一段長(cháng)時(shí)期運行并不斷優化完善的過(guò)程，網絡質量才能(néng)達到與IPv4同一水平。
根據相關監測數據，當前IPv6網絡傳輸時(shí)延和丢包率與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、擔心影響用戶體驗爲由，推遲或者延緩應用改造的進(jìn)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網絡并沒(méi)有明顯提高，甚至有時(shí)還(hái)會(huì)劣于使用IPv4的用戶；部分跨運營商網絡IPv6互通性還(hái)存在問題，影響業務服務。由于IPv6訪問質量的穩定性低于IPv4，互聯網企業擔心將(jiāng)業務全部切換到IPv6，會(huì)影響業務使用的服務體驗，多數企業表示希望能(néng)推動IPv6網間互聯帶寬的升級改造，與IPv4保持一樣(yàng)的互聯結點數、長(cháng)尾時(shí)延等性能(néng)指标。
（2）内容分發(fā)網絡（CDN）、雲平台改造相對(duì)緩慢，網絡服務質量影響互聯網應用上線時(shí)間
内容分發(fā)網絡、雲服務平台等應用基礎設施是互聯網内容和應用的重要載體，對(duì)于優化互聯網流量、提高網絡承載能(néng)力具有不可替代的作用。
除少數大型企業（阿裡(lǐ)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(shí)間將(jiāng)與CDN改造進(jìn)度息息相關。尤其是視頻類等大流量應用，對(duì)用戶訪問帶寬和時(shí)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(zhè)些企業在推進(jìn)落實IPv6部署過(guò)程中，對(duì)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(jìn)度。
目前，雲服務商和内容分發(fā)網絡（CDN）提供商的IPv6升級改造仍在進(jìn)行，CDN和雲産品的改造雖然已經(jīng)有了一定成(chéng)效，但是完成(chéng)改造的比例仍然相對(duì)偏低，部署範圍覆蓋不全，還(hái)不能(néng)滿足全國(guó)範圍的大規模需求，對(duì)互聯網應用的引導和支持作用尚未充分發(fā)揮，在一定程度上制約了互聯網企業IPv6升級改造，協同發(fā)展格局尚需持續優化。另外，IPv6雲服務和内容分發(fā)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(guò)程中，發(fā)現雲服務商和内容分發(fā)網絡提供商的IPv6服務在很多地區的時(shí)延、成(chéng)功率以及穩定性劣于IPv4服務，對(duì)産品和用戶體驗有一定負面(miàn)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(néng)帶動IPv6活躍用戶規模和流量的提升
盡管網絡和終端支持IPv6能(néng)力大幅提升，超過(guò)12億用戶獲得IPv6地址，但由于支持IPv6訪問的應用較少，IPv6流量尚未形成(chéng)一定規模；另外，雖然目前有部分網站及應用的首頁已經(jīng)支持IPv6/v4雙棧訪問，在用戶數的統計中已經(jīng)産生大量IPv6活躍用戶數，但是支持IPv6的程度大多隻局限于IPv6首頁可達，用戶僅在訪問首頁時(shí)建立了IPv6連接，更多内容仍然通過(guò)IPv4訪問，更深層次的鏈接還(hái)未支持IPv6訪問，真正産生流量的流媒體、圖片等仍然使用IPv4建立連接，支持IPv6的鏈接比例仍然很低，改造的力度與深度對(duì)IPv6的支持度還(hái)遠遠不夠。總體而言，重點互聯網網站及應用的帶動作用還(hái)未真正發(fā)揮，IPv6活躍用戶規模和網絡流量還(hái)沒(méi)有質的飛躍。
（4）固定終端支持IPv6的情況不佳，影響IPv6端到端貫通
爲實現“《行動計劃》提出到2020年末，IPv6活躍用戶數超過(guò)5億”的整體目标，需要帶動網絡、終端協同發(fā)展。在網絡方面(miàn)，2018年基礎電信企業已經(jīng)基本解決了LTE和固定網絡IPv6就(jiù)緒的環節，打通全國(guó)範圍内的IPv6通道(dào)，已基本具備IPv6流量傳輸轉接能(néng)力。在終端方面(miàn)，目前我國(guó)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，占比達88.3%；而在固定寬帶網絡中已分配IPv6地址的用戶僅爲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(néng)家庭網關和市面(miàn)上的主流家庭路由器設備普遍對(duì)IPv6協議棧的支持程度相對(duì)較差，且雙棧性能(néng)差距明顯。随著(zhe)我國(guó)推進(jìn)IPv6規模部署工作的不斷深入，IPv6接入的“最後(hòu)一公裡(lǐ)”已經(jīng)成(chéng)爲決定IPv6用戶和流量規模的重要環節，固定終端作爲重要的網絡接入設備，在一定程度上制約了我國(guó)IPv6的發(fā)展。
四、下一步推進(jìn)IPv6規模部署的若幹建議
（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(duì)接協調機制，提高對(duì)接效率，重點解決互聯網企業IPv6改造過(guò)程中遇到的實際問題。推進(jìn)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(guò)程時(shí)，需要密切配合、步步銜接、環環相扣、協同推進(jìn)，要充分利用溝通協調工作機制加強協調對(duì)接，合力破解工作中遇到的具體困難和問題，避免出現各自爲戰、相互推诿的局面(miàn)。從基礎電信企業來看，需要做好(hǎo)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(chéng)IPv6改造都(dōu)需要所在IDC以及專線開(kāi)通IPv6業務，這(zhè)就(jiù)需要基礎電信企業盡快建立完善的IPv6業務受理、開(kāi)通和管理流程，實現與IDC客戶、政企客戶的無縫對(duì)接。
（2）加快應用基礎設施企業的改造步伐
督促數據中心（IDC）、内容分發(fā)網絡（CDN）企業、雲服務企業加快改造進(jìn)度。CDN改造要适度超前，爲互聯網應用改造提供足夠的内容加速資源。要督促雲服務平台企業充分發(fā)揮平台優勢，面(miàn)向(xiàng)中小型企業提供IPv6技術咨詢和網站改造等服務，引導更多的互聯網應用和用戶向(xiàng)IPv6遷移；建議雲服務企業在後(hòu)續的改造中盡量以雙棧方式改造雲服務平台内部基礎設施。
（3）終端制造企業要進(jìn)一步加快移動終端和固定終端的軟硬件升級
終端對(duì)IPv6的支持度和便利性是用戶和流量向(xiàng)IPv6轉化的重要制約因素，要推動所有新出廠LTE終端和固定終端默認設置爲IPv4/v6雙棧訪問，此外還(hái)需進(jìn)一步推進(jìn)基礎電信企業加快解決存量智能(néng)家庭網關的IPv6在線升級及替換工作；推動市面(miàn)上主流家庭路由器生産廠家研發(fā)生産支持IPv6的版本；引導家庭用戶選擇合适的家庭路由器設備以獲得IPv6網絡接入能(néng)力，加快推進(jìn)“最後(hòu)一公裡(lǐ)”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(jìn)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(jìn)度明顯滞後(hòu)于網絡基礎設施、數據中心、政府網站、央企網站等環節的改造進(jìn)度，需要相關部門加大推進(jìn)力度，以典型應用改造爲主攻方向(xiàng)，著(zhe)力彌補IPv6應用不足的短闆。同時(shí)，在改造“深度”方面(miàn)需對(duì)各企業提出更高的要求，不僅要實現首頁IPv6訪問，還(hái)要進(jìn)一步實現下層鏈接及主營業務對(duì)IPv6的支持；全面(miàn)提升網站及應用支持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）建立通報機制
定期對(duì)于改造進(jìn)度較好(hǎo)的企業提出表揚，宣傳先進(jìn)經(jīng)驗；對(duì)改造進(jìn)度緩慢的企業要加大督導力度，除單獨約談外，還(hái)要進(jìn)行多種(zhǒng)方式的通報，督促其加快改造進(jìn)度，凝心聚力、迎頭趕上。
（6）從優化未來發(fā)展環境的方面(miàn)考慮，加大IPv6規模部署的宣傳力度
通過(guò)開(kāi)展一系列IPv6相關宣傳推廣、經(jīng)驗總結和國(guó)際合作交流等活動，增加全社會(huì)、全行業對(duì)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(jìn)、執行攻堅、營造良性可持續發(fā)展的産業生态，構建高速率、廣普及、全覆蓋、智能(néng)化的下一代互聯網。
原創： 馬丹妮 葛堅 中國(guó)信息通信研究院CAICT