华为标准专家分享IPv6国际标准现状与发展趋势

11月15日在南京召开的GNTC全球网络技术大会IPv6专场峰会上，华为网络技术实验室高级主任工程师蒋胜应邀发表了主题为 “IPv6国际标准综述和未来发展方向”的精彩演讲。蒋胜长期活跃于IETF、ETSI、BBF、ITU-T、CCSA等国内外标准化及产业联盟组织，主要从事IP技术创新研究和标准化工作，目前担任IETF ANIMA工作组主席，参与主导定义24个RFC（互联网国际标准），4篇IETF工作组草案，并发表了2篇ETSI行业规范和3篇ITU-T标准文档及20多篇论文。

图： 华为网络技术实验室高级主任工程师蒋胜

本次蒋胜主要从IPv6国际标准（即IETF国际标准组织中的IPv6工作）、IPv6协议发展趋势以及构建在IPv6之上的未来网络愿景三个方面进行了详细的分享。

由于IPv4网络地址资源有限，严重制约了互联网的应用发展，IETF于1994年开始成立相关的工作组来解决下一代IP的问题。IPv6的提出与应用，不仅解决了网络地址资源数量的问题，而且为未来网络协议添加更多的功能增加了可能性。自IPv6被提出二十多年来，IETF已发布600余篇IPv6相关的RFC，包括IPv6报头格式、邻居发现等基础协议，以及IPv4到IPv6过渡技术、安全、移动性等内容。目前全球各国都在有序地推进IPv6网络的规模部署与建设，以实现下一代互联网在经济社会等各领域的深度融合。

相比于IPv4，蒋胜主要总结了IPv6协议及标准发展的六大趋势——简化，易于功能扩展，自动化提升，基于流的差异化服务，支持海量、泛在连接，加强安全、隐私保护。

图：IPv6峰会现场

IPv6协议从设计之初，就大幅度地简化了网络数据包的包头，IPv6的报头从变长改为定长，并去掉了7个（共13个字段）不常用或不通用的字段，而仅增加了一个Flow Label字段作为流的识别标识。IPv4中变长的选项字段，则被IPv6的扩展包头所替代，真正使能了灵活的功能扩展，而且区分了目的地和逐跳两个大类的选项，提高了中间路由器的处理效率。

在自动化提升方面，IPv6本身自带了多项地址自动配置的方案，包括链路地址、本地地址等都可以用户侧全自动生成；而可路由的全球单播地址也通过IPv6独有的邻居发现（Neighbor Discovery）协议中的SLAAC功能自动完成配置。自动化的需求和趋势也在场景化的路由自动配置方案中得到了体现，实现了特定网络场景中的路由协议配置自动完成。IETF ANIMA工作组则致力于制定网络自管理方面的标准，目前已经制定的、基于IPv6的自组织管理功能主要包括：带安全认证的设备即插即用；管理平面路由自通，使能设备跟网管自动对接；自组织信令，完成各种管理动作。

IPv6包头中唯一新增的Flow Label字段，为基于流的差异化服务提供了更方便的网络层识别方式；使得路由器对流的识别不再依赖传统的五元组，可以在不解析TCP/UDP的四层传输层包头的条件下，实现对流的精准识别，并匹配相应的流转发策略。而不同应用的流，其实对网络转发有着不同的质量和资源要求。IP协议最初的“尽力而为（Best Effort）”已经满足不了新应用场景中差异化服务的需求。确定性服务最早在IETF DetNet工作组被提出，旨在为数据流提供确定性的低时延及低抖动的IP层转发，目前提出的DIP（Deterministic IP）技术能够通过确定性的报文调度和核心无状态的网络架构，同时实现三层大网端到端时延确定性和大规模可扩展性，使得在IP网络可以为高优先级别的流提供确定性的转发服务。

IPv6的大地址空间，使能了海量的设备接入，突破了IPv4地址40亿地址空间的限制，允许几乎无上限的接入数量。我们正步入万物互联的全数字化社会，通信主体不仅在数量上呈指数级增长，同时呈现出多样化趋势，对业务的需求也不一致，原来定长、定界、单一的寻址方式具有很大的局限性，用户无法定义、感知网络。变长、结构化地址可以有效支持海量、异构通信实体的互联需求；多样化的寻址方式允许应用直接表达通信需求，消除对额外映射系统的依赖；灵活、可定制的字段能够支持用户定义网络功能、感知网络状态，可以有效满足未来业务的新需求。

图：未来愿景

未来，随着网络连接数从十亿级跨越到万亿级，网络的能力也需要进行跨越式的变革。网络将打破“泛在连接”的边界，成为一个超连接能力平台，将具有差异性的服务能力、确定性的传输能力、去中心化的网状组网信任能力、智能组网和极简人工的管控能力等超越基础连接的能力。网络技术也将以IPv6为起点，将移动性、安全可信、服务质量作为内生的机制嵌入到数据通信协议的数据平面当中，并允许用户交互式的向网络表达差异化的需求。数据通信网络必将跨越当前的瓶颈，用系统性的最优方案解决网络问题、满足未来需求，成为信息产业和其他网络相关产业创新发展的坚强基础和重要引擎。