在ICT快速滲透的當下，通信已經(jīng)成為繼水、 電、氣、交通之后的第五大城市公共基礎(chǔ)設(shè)施，而每一次通信故障的發(fā)生，都會給業(yè)界帶來警醒與啟示。
2022年2月1日，日本移動運營商NTT DoCoMo發(fā)生了全國范圍內(nèi)的重大通信故障。在早上7:30到12:13長達5個小時之內(nèi)，全國約有18000名用戶遭遇了無法上網(wǎng)和進行VoLTE語音通話，在日本本土引發(fā)了諸多關(guān)注。
隨后在2月7日，NTT社長召開新聞發(fā)布會，就本次事故深表歉意并公布故障原因。
值得關(guān)注的是，據(jù)公告指出，此次通信故障的原因是引入“IPv6單棧方法”后，服務(wù)器的負載暫時增加，結(jié)果，控制與網(wǎng)絡(luò)的通信的信號被發(fā)送到終端，這使得通信變得困難。當前，我國互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展正處于產(chǎn)業(yè)和技術(shù)升級的關(guān)鍵節(jié)點，此次日本IPv6通信故障對我國今后發(fā)展又有何啟示?
誘因：單棧與雙棧的“過渡”之痛
隨著物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的增加和5G的普及，IPv4地址在全球范圍內(nèi)出現(xiàn)短缺，嚴重制約了互聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用和發(fā)展，對此，運營商、設(shè)備商、互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)等產(chǎn)業(yè)鏈合作伙伴都在積極推動IPv6發(fā)展，據(jù)悉，IPv6的地址長度為128位，是IPv4地址長度的4倍，因此，IPv6的使用，不僅能解決網(wǎng)絡(luò)地址資源數(shù)量的問題，而且也解決了多種接入設(shè)備連入互聯(lián)網(wǎng)的障礙。
然而，IPv6的普及和推廣并非一蹴而就，眾所周知，互聯(lián)網(wǎng)的基石是IP，在互聯(lián)網(wǎng)全球化的前提下，IP的規(guī)格必須是一樣的，因此，互聯(lián)網(wǎng)從IPv4發(fā)展到IPv6，不是“升級”而是“替代”。因此更需要全局部署，保持與IPv4的互聯(lián)互通，與全球互聯(lián)網(wǎng)協(xié)同發(fā)展還要從基礎(chǔ)設(shè)施、應(yīng)用層、軟件系統(tǒng)、終端等方面進行系統(tǒng)升級，其范圍之廣、難度之大、影響之深是可以想象的。
對此，在IPv4向IPv6過渡階段，業(yè)界通常會采用IPv4/IPv6雙棧模式，即為終端分配IPv4和IPv6兩套IP地址，如果對端是IPv4服務(wù)器，就用IPv4通信;如果對端是IPv6，就用IPv6進行通信。
然而，在雙棧模式下，要求移動網(wǎng)絡(luò)中的所有設(shè)備都支持IPv4/IPv6兩套協(xié)議棧，存在升級周期慢、維護成本高等問題，且無法根本解決IPv4地址短缺問題，因此為了最大限度地提升IPv6利用率，NTT DoCoMo提出在2022年春季在移動網(wǎng)絡(luò)中引入IPv6單棧模式。
據(jù)了解，IPv6單棧模式又稱純IPv6，旨在移動數(shù)據(jù)通信中僅為終端分配IPv6地址。不過，由于IPv6協(xié)議和IPv4協(xié)議不兼容，因此，DoCoMo采用了DNS64/NAT64和464XLAT兩種IP地址轉(zhuǎn)換方法，前者可解決Native IPv6用戶連接IPv4服務(wù)器的問題，后者允許終端上的IPv4-Only應(yīng)用在IPv6單棧網(wǎng)絡(luò)上進行通信。
回看NTT DoCoMo的公告既可了解，此次通信故障正是因為其在移動網(wǎng)絡(luò)中引入“IPv6單棧”模式，導(dǎo)致服務(wù)器負荷增加，從而造成部分移動用戶無法進行數(shù)據(jù)通信和語音通話。隨后，NTT DoCoMo采取了回退到“IPv4/IPv6雙棧模式”的緊急措施，才在5個小時后使得通信恢復(fù)正常。
無疑，雙棧技術(shù)是IPv4向IPv6過渡的一種有效的技術(shù)，但這種方式需要雙路由基礎(chǔ)設(shè)施，即所有節(jié)點都支持雙棧，因此增強了改造和部署難度，網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜程度也更高，并且，雙棧技術(shù)的推動，從某種程度上也制約了IPv6的快速迭代發(fā)展，如果產(chǎn)業(yè)鏈都采用雙棧技術(shù)，等于每個人都等待著別人去改造，IPv6的部署也就成了鏡花水月。
對此，中國聯(lián)通研究院副院長、首席科學(xué)家唐雄燕指出，由雙棧模式邁向單棧模式是大勢所趨，但在實際推進中的部署統(tǒng)籌、技術(shù)細節(jié)、網(wǎng)絡(luò)運維等環(huán)節(jié)都需要做好扎實準備工作，特別是在網(wǎng)絡(luò)虛擬化、云化的背景下，從IPv4到IPv6的過渡更要行穩(wěn)致遠。
啟示：如何加速邁向“純”IPv6時代?
IPv6是互聯(lián)網(wǎng)升級演進的必然趨勢、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)創(chuàng)新的重要方向、網(wǎng)絡(luò)強國建設(shè)的基礎(chǔ)支撐，中國IPv6科學(xué)研究工作和推廣工作開始于20年前，自2001年中國就開始做IPv6發(fā)展戰(zhàn)略研究，再到2003年由工信部、科技部、國家發(fā)展和改革委員會等八個部委聯(lián)合發(fā)起的中國下一代互聯(lián)網(wǎng)示范工程(CNGI項目)正式啟動，經(jīng)歷低潮與起伏，毫無疑問，作為IPv6的先頭部隊，中國也在積極推進IPv6單棧網(wǎng)絡(luò)部署。
事實上，互聯(lián)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)是互聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵核心技術(shù)。據(jù)悉，互聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵核心技術(shù)通常有三個主要的研究內(nèi)容，一是互聯(lián)網(wǎng)任何技術(shù)要在大規(guī)模的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上驗證，一定要有示范工程或叫試驗網(wǎng)絡(luò)。二是核心設(shè)備不斷突破摩爾定律。三是路由控制技術(shù)成為互聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新的一個廣闊領(lǐng)域，適應(yīng)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用和通信發(fā)展需求的各種各樣創(chuàng)新都是不斷出現(xiàn)。
對此，推進IPv6規(guī)模部署專家委副主任、中國工程院院士吳建平指出，首先，要強化關(guān)鍵核心技術(shù)的創(chuàng)新和發(fā)展。不掌握核心技術(shù)，創(chuàng)新就不容易實現(xiàn)。其次，要加大力度去參與國際互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)問題的解決和國際標準的制定。隨著時間的推移，互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的話語權(quán)就會越來越大，只有參與才可能有更大的話語權(quán)，抓住機遇，構(gòu)建以IPv6下一代互聯(lián)網(wǎng)為主的自主技術(shù)產(chǎn)業(yè)生態(tài)。
在唐雄燕看來，IPv6的發(fā)展也應(yīng)率先做好遷移化工作，只有將在IPv4上的應(yīng)用與用戶持續(xù)遷移到IPv6的模式下，才能進一步加速IPv6的規(guī)模化發(fā)展，這就需要運營商、終端與應(yīng)用廠商通力協(xié)作，共建面向未來的智能化網(wǎng)絡(luò)。
去年七月，中央網(wǎng)信辦、國家發(fā)展改革委、工業(yè)和信息化部印發(fā)《關(guān)于加快推進互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議第六版(IPv6)規(guī)模部署和應(yīng)用工作的通知》(以下簡稱《通知》)。《通知》圍繞落實“十四五”目標指標，聚焦IPv6部署應(yīng)用的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，部署了10個方面30項重點任務(wù)。其中第一條就提到了“積極推進IPv6單棧網(wǎng)絡(luò)部署”。
特別在定性目標方面，《通知》提出，到2025年末，全面建成領(lǐng)先的IPv6技術(shù)、產(chǎn)業(yè)、設(shè)施、應(yīng)用和安全體系，我國IPv6網(wǎng)絡(luò)規(guī)模、用戶規(guī)模、流量規(guī)模位居世界第一位。之后再用五年時間，完成向IPv6單棧的演進過渡，IPv6與經(jīng)濟社會各行業(yè)各部門全面深度融合應(yīng)用，成為全球互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)創(chuàng)新、產(chǎn)業(yè)發(fā)展、設(shè)施建設(shè)、應(yīng)用服務(wù)、安全保障、網(wǎng)絡(luò)治理等領(lǐng)域的重要力量。
無疑，《通知》的發(fā)布，明確提出了全面、深入推動IPv6與經(jīng)濟社會深度融合已經(jīng)成為堅定的國家意志，而IPv6單棧網(wǎng)絡(luò)部署，也就是純IPv6網(wǎng)絡(luò)的部署已經(jīng)成為階段性重要目標，并成為IPv6與經(jīng)濟社會深度融合，實現(xiàn)全球技術(shù)創(chuàng)新、產(chǎn)業(yè)發(fā)展等領(lǐng)域重要力量的先決條件。
可以預(yù)見，在“十四五”新舊交替的關(guān)鍵時期，IPv6的真正普及和廣泛部署，不僅需要通過政策的形式進一步推進，還需在5G、物聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等新領(lǐng)域完成IPv4的應(yīng)用遷移與新應(yīng)用IPv6的規(guī)模部署，構(gòu)建以IPv6為核心的新一代基礎(chǔ)設(shè)施，持續(xù)提升端-網(wǎng)-云-用的IPv6能力。
來源：通信產(chǎn)業(yè)網(wǎng)