2015年11月發布的《中共中央關于制定國民經濟和社會發展第十三個五年規劃的建議》中提出：完善電信普遍服務機制，開展網絡提速降費行動，超前布局下一代互聯網。那么，下一代互聯網是什么？相對于當前普及的這一代互聯網，它的優勢在哪里？多年來，中國教育和科研計算機網CERNET（China Education and Research Network）一直致力于下一代互聯網技術的研究和應用，是我國下一代互聯網示范工程 CNGI 中最大的核心網和唯一學術網，也是目前世界上規模最大的采用純 IPv6 技術的下一代互聯網主干網，為我國IPv6的技術應用積累了非常豐碩的成果。在此基礎上，我們梳理了下一代互聯網核心技術IPv6的發展現狀及優勢，以期對IPv6的基本發展情況和基礎優勢做一次普及和宣貫。
一、 下一代互聯網技術的核心：IPv6
下一代互聯網是指不同于現在互聯網的新一代互聯網。其主要特征是：采用IPv6協議，使下一代互聯網具有非常巨大的地址空間，網絡規模將更大，接入網絡的終端種類和數量更多，網絡應用更廣泛。目前，以IPv4協議為核心技術的互聯網面臨重大的技術挑戰，包括地址資源緊缺，網絡安全漏洞多，網絡服務質量不高，網絡性能和帶寬無法滿足用戶需求等等。為了克服這些固有缺陷，IPv6作為下一代互聯網協議，其在地址容量、安全性、網絡管理、移動性以及服務質量等方面有明顯的改進。從IPv4逐步過渡到IPv6，并且以IPv6技術為核心來建設和發展下一代互聯網，這已經成為了全球的共識。因此，要了解下一代互聯網，首先要了解IPv6。
1、IPv6的定義及優勢
IPv6是InternetProtocol Version 6的縮寫，其中Internet Protocol譯為"互聯網協議"。IPv6是IETF（互聯網工程任務組，InternetEngineering Task Force）設計的用于替代現行版本IP協議（IPv4）的下一代IP協議。
我們來看一下IPv4與IPv6的主要技術對比：
IPv4 | IPv6 |
地址長度32位 | 地址長度128位 |
IPSec為可選擴展協議 | IPSec成為IPv6的組成部分，對IPSec的支持是必須的 |
數據報頭中沒有支持Qos的數據流識別項 | 基本報頭中的流標識字段提供數據流識別功能，支持不同類型的Qos要求 |
由路由器和發送主機兩者來完成分段 | 路由器不再做分段工作，分段僅由發送主機進行 |
報頭包括完整性檢查 | 報頭不包括完整性檢查 |
報頭包含可選項 | 所有可選內容全部移至擴展報頭中 |
ARP使用廣播ARP請求禎對IPv4地址進行解析 | 鄰居發現報文替代了ARP請求頓 |
IGMP用于管理本地子網成員ICMP路由器發現為可選協議，用于確認最佳默認網關的IPv4地址 | 由MLD報文替代IGMP管理本地子網ICMPv6路由器請求和路由器發布報文為必選協議 |
使用廣播地址發送數據流至子網所有節結點 | IPv6不再有廣播地址，而是面向鏈路局部范圍內所有節點的組播地址 |
地址配置方式為手工操作或通過DHCP協議 | 地址自動配置 |
在DNS服務其中，IPv4主機名稱與地址的映射使用A資源記錄類型來建立 | IPv6主機名稱與地址的映射使用新的A6資源記錄類型來建立 |
IN-ADDR、ARPA域提供IPv4地址到主機名解析服務 | IPv6.INT域提供IPv6的地址到主機名解析服務 |
支持576數據包（可能經過分段） | 支持1280B數據包（不分段） |
由此可見，IPv6最主要的優勢主要體現在兩方面：
（1）地址空間。在技術上做了很大改進,尤其是地址空間、網絡安全等方面。 IPv6的地址長度為128位，其地址的理論數量為2128，以全球60億人口來計算，一個人能分配的IPv6地址是56713億億億個。說的通俗一點，IPv6地址的數量足以給地球上每一粒沙子分配一個地址。充足的IPv6地址，使任何一個物質都可能成為一個網絡終端，從而解決現有互聯網無法知道每一個數據來源的不足，使網絡更具有安全性。因此，換句話說，IPv6的根本優勢是能夠建立可信的網絡世界，保證互聯網絡的可持續發展。
（2）網絡安全。從技術上來說，下一代互聯網可在網絡對象接入時，對其進行識別并且訪問授權，這種數據加密的做法，增強了網絡對象身份認同的機制，同時也提高了數據的完整性。從網絡體系結構上來說，IPv6技術能保證網絡上信息的真實性和可追溯性，使網絡服務更加安全可靠且具有信服力。可見，IPv6 協議比IPv4的安全性有所改進，IPv4中常見的一些攻擊方式, 例如網絡偵查、 報頭攻擊、ICMP攻擊、 碎片攻擊、ARP 欺騙、 病毒及蠕蟲等, 在IPv6網絡中將難以奏效。
2、IPv6將成為互聯網產業發展的基礎
下一代互聯網技術將以IPv6為核心，成為產業發展的基礎。
互聯網發展對地址提出了更大的需求。隨著移動終端的廣泛應用，微信、移動支付、OTT業務等移動互聯網應用增加，對WIFI、無線局域網的需求暴增。這些應用，涉及安全防護、信息資源管理等方面的問題，需要大量的地址支持。同時，云計算、物聯網飛速發展，也需要大量地址支持。比如云計算服務，服務器虛擬化后，一臺物理機可以虛擬出很多虛擬服務器，如果虛擬服務器用的是私有地址，用戶通過互聯網訪問就很麻煩，所以必須通過共有地址才能提供云計算服務。再比如物聯網，如果想把所有電子產品、家用電器接到互聯網，就必須為每一個物件分配一個IP地址。
但是，目前IPv4地址耗盡，網民人數不斷攀升。全球IPv4地址的理論數量為40億個，在2011年已經分配完畢，IPv4已經耗竭。以中國為例，中國分得的IPv4地址總數為3.35億，但網民的人數超過了6.67億人，平均兩個人在共用一個IP地址。根據CNNIC最新的互聯網發展報告，從2011年開始，中國的IPv4地址數量一直沒有增加。
而IPv6能夠有效解決地址資源問題，網絡安全性和服務質量也大大提升。可見，IPv6取代IPv4，是以最有效的途徑來解決當下的問題，將成為互聯網產業持續發展的基礎。
二、 我國IPv6的部署與發展
我國是IPv6研究工作啟動較早的國家之一，我國政府對IPv6在我國的發展也高度重視。從我國IPv6的發展來看，可分為三個階段：
第一階段，從2003年到2010年，是技術試驗和商用階段。該階段進行了IPv6的學術研究，搭建實驗床，啟動了中國下一代互聯網示范工程CNGI，率先在很多高校開展了IPv6試商用，進行了技術、人才、產業的探索和培育，是IPv6技術標準化的過程，為大規模商用做準備。
第二階段，從2011年到2015年，是大規模商用階段。該階段各個電信運營商開始大規模的部署，要求設備升級，IPv6技術的進一步標準化。該階段主要通過政府引導實現IPv4向IPv6的過渡，呈現IPv4網絡和IPv6網絡共存的特點，新建網絡須是IPv6網絡，且可以和IPv4網絡互聯互通。
第三階段，按照國家規劃，從2016年開始，我國將進入全面普及IPv6的階段。目前，我國IPv6正在按照規劃路徑順利推進中。為引導我國IPv6發展，從2013年開始，國家陸續啟動了北京、上海、南京等15個下一代互聯網示范城市建設項目和長沙、株洲、湘潭下一代互聯網示范城市群建設項目，這些城市即將完成IPv6網絡的建設，IPv6大規模商用的目標已基本實現。隨著國家"十三五規劃"明確要求"超前布局下一代互聯網"，2016年普及IPv6已經勢在必行。
三、 總結：全面部署IPv6是互聯網發展大勢所趨
當前，IPv6在全世界已進入了實際部署階段，截止2015年1月，從IPv6滲透率來看，部分國家已超過15%，比如比利時為32%，德國14%，盧森堡12%，瑞士10%，而中國仍不到1%。從用戶數量來看，全世界的IPv6用戶數達到了2億，美國仍是全世界IPv6用戶最多的國家，達到了3千萬，緊隨其后的是德國、日本和中國，中國目前的IPv6用戶數是690萬左右，大多數集中在教育網。
逐漸停止IPv4，全面部署IPv6，是全球下一代互聯網發展的趨勢。中國已具備超前布局以IPv6地址協議為基礎的下一代互聯網的實力，相信，中國IPv6的普及發展將很快如期而至。
文件來源：市場管理部