本文作者
馬軍鋒：中國信息通信研究院技術與標準研究所主任工程師。
侯樂青：武警青海總隊網管中心高級工程師。
國務院在2016年12月27日發佈的《“十三五”國家信息化規劃》中提及：到2020年，5G完成技術研發測試並商用部署，互聯網全面演進升級至IPv6。
下文對全球IPv6發展的整體現狀情況進行了分析和研究，重點對比美國、中國IPv6發展現狀，分析了導致中美IPv6發展存在較大差異的主要原因，並對我國後續發展提出了建議。
一
引言
1996年1月，IETF 正式發佈RFC1883—互聯網協議第6 版（IPv6），標誌着互聯網IPv6時代的開始。然而，經過20年的發展，爲從根本上解決IPv4地址枯竭問題而制定的IPv6協議，並沒有得到大規模的商用部署，其商用化進程遠不及業界預期。
一方面，由於無類別域間路由技術和NAT（地址翻譯）技術的廣泛使用延緩了IPv4地址枯竭的進程，而且由於IPv6與IPv4不兼容，給技術的平滑演進增添了一定的困難.
另一方面，最根本的原因是IPv6缺少合理的商業模式，短期來看部署者很難通過技術升級帶來收益，而且升級本身又是一個複雜的系統工程，需要打通端到端多個環節，同時還要培訓運維人員，因此多方原因阻礙了IPv6的商用化進程。但是，IPv6作爲下一代互聯網技術演進的重要方向始終是產業界的普遍共識。
2016年11月7日，互聯網架構委員會（IAB）發表聲明：建議各標準開發組織的網絡標準需完全支持IPv6，不再考慮IPv4；同時，希望IETF在新增或擴展協議中不要再考慮IPv4協議的兼容，IETF未來的協議工作重點在於優化和使用IPv6。近幾年，隨着亞太、北美以及歐洲IPv4地址資源池可用地址的枯竭，全球LTE網絡的大規模建設，以及寬帶網絡光進銅退的升級換代，IPv6商用化部署也邁入了一個新的發展階段。
從Google的最新統計數據來看，全球IPv6的採用率爲13.74%（截止到2016年9月），比1年前的6.99提高了6.75個百分點（年增長率接近100%），更是2013年1%的13.7倍。而隨着移動互聯網應用的普及（特別是LTE長時間實時在線業務），物聯網業務的進一步推廣（如NB-IoT、工業互聯網等），未來對IP地址資源的需求將會呈爆發式的增長，這會更進一步的推動IPv6商用化部署。
二
全球IPv6的發展現狀
在2011、2012年連續兩年“IPv6日”活動的推廣下，產業界各方對IPv6的重視程度顯著增加，全球IPv6的商用部署邁入了一個全新的發展階段，特別是伴隨着寬帶網絡和LTE網絡建設呈現出七大亮點。
1、各國積極儲備IPv6地址資源
截止到2016年9月底，全球共有超過220個國家和地區組織申請了IPv6地址，申請量已經達到當前互聯網地址空間的18萬多倍，其中25.4%的地址塊已通告使用。
2、網絡基礎設施建設穩步推進
全球13個根域名服務器中已有11個根域名服務器支持IPv6；1346個頂級域名服務器中已有1318個支持IPv6，佔比達97.9%。域名服務器的升級改造爲IPv6 的全面商用部署奠定了堅實的基礎。
3、商用網絡規模快速增長
目前，全球活躍的IPv6路由條目超過2.9萬條，支持IPv6的自治域超過1.18萬個，已有超過248個運營商永久提供IPv6的接入服務，基本形成覆蓋主要運營商、內容服務提供商和經濟區域的IPv6網絡。按照當前IPv6的發展速度，根據思科預測，到2020年，全球66%的移動設備將具有連接IPv6網絡的能力。
4、支持IPv6訪問的內容日益豐富
當前，全球已註冊的1.95億多個網站域名，其中共有763萬多個域名支持IPv6“AAAA記錄”，佔比達到3.90%。Alex 排名前1000的網站，有超過18.1%的網站支持IPv6永久訪問，而且Alex排名前100萬的網站中，支持IPv6的網站數量顯著增加，共計達到23.3萬多個。與此同時，越來越多的移動APP 應用也提供對IPv6的支持。蘋果公司宣佈，從2016年6月1日開始，所有提交至蘋果APPStore的應用必需要兼容面向硬件識別和網絡路由的最新互聯網協議——IPv6-Only標準，將進一步豐富IPv6的訪問內容。
5、用戶規模成倍增長
隨着網絡規模的不斷擴大，用戶規模也連續多年成倍增長。目前，全球已有94個國家發展IPv6用戶，用戶總量超過2.5億。如果按照當前的增速發展，那麼在未來的5年裏，全球將有近一半的互聯網用戶會成爲IPv6用戶（見表1）。
表1 全球主要發達國家IPv6發展數據
6、移動流量成爲主要增長點
用戶的增長、網絡覆蓋規模的擴大以及內容的豐富，促進全球IPv6數據流量顯著增長。根據Akamai公司和阿姆斯特丹數據交換中心的監測數據，在過去的一年裏，全球IPv6流量顯著增長，IPv6平均流量達到45.4G。據預測，到2020年，全球34%的網絡流量將由IPv6產生。
7、移動終端操作系統對IPv6的支持進一步提升
最新的Android 和Windows Phone 系統包含一個“464xlatCLAT”組件，通過IPv6隧道封裝IPv4報文，發送到NAT64網關實現對IPv4信源的訪問。而iOS9系統是通過嚮應用提供一個“Bump in theAPI”的編程接口，通過IPv6隧道封裝IPv4報文，訪問IPv4的信源。
三
美國IPv6的發展現狀
美國政府一直高度重視IPv6發展，2012年發佈《政府IPv6應用指南/規劃路線圖》全面推動IPv6的商用部署。在IPv6發展初期，美國政府與全球其他國家一樣並不是一番風順，同樣面臨很大的阻力，其網絡規模、用戶規模以及可訪問的IPv6內容源都比預期發展慢。但是，近兩年，隨着網絡寬帶化改造和LTE網絡的建設，美國IPv6商用化進程明顯加速，初步形成有利於IPv6發展的產業環境，步入市場驅動發展的快車道，主要體現在以下4個方面：
1、IPv6地址申請量位居全球第一
作爲全球擁有最多IPv4地址資源的國家，很清楚地址資源的戰略意義，積極儲備IPv6地址資源，已申請相當於IPv4地址空間4.25萬倍的IPv6網絡地址空間，其中31.87%的IPv6地址已經在網絡中通告使用。
2、IPv6 網絡覆蓋規模比例超過40%
美國四大移動運營商在LTE網絡建設中同步要求全面支持IPv6，其中AT&T Wireless、Sprint和Verizon Wireless LTE網絡支持IPv4/IPv6雙棧，T-Mobile USA LTE網絡支持IPv6-Only單棧。在寬帶網絡方面，AT&T、Comcast以及Google Fiber網絡都已支持IPv6，其中AT&T和Comcast的IPv6用戶訪問量分別佔到58.21%和46.75%。
3、主流ICP 內容服務商全面支持IPv6
目前，美國主流的商業網站包括Facebook、Google、Tritter、Youtube、Linkin 等全面支持IPv6，特別是Facebook數據中心內部已部署IPv6-Only的網絡，90%的流量通過IPv6承載，通過IPv6網絡訪問Facebook的流量已經超過IPv4網絡。另外，蘋果應用商店要求APP必須支持IPv6-Only標準協議的規定也會推動在移動互聯網領域提供更多的IPv6 用。
4、IPv6用戶比例突破30%，達到9000多萬，其中Verizon Wireless和T-Mobile USA IPv6用戶數均超過70%；AT&T IPv6用戶數超過50%。
總的來說，通過近幾年的快速發展，美國在IPv6商用化部署進程中已形成終端、網絡和內容協同發展的良好局面，步入IPv6發展的市場化快車道。
四
我國IPv6的發展現狀
一直以來，我國政府高度重視下一代互聯網產業的發展，早在2003年，由發改委、工信部、科技部等部委聯合啓動CNGI國家戰略項目，推動基於IPv6的下一代互聯網產業發展。2012年，CNGI領導小組7部委聯合發佈了《關於下一代互聯網“十二五”發展建設的意見》，明確了今後一個時期我國發展下一代互聯網的路線圖和時間表，標誌着我國下一代互聯網產業發展邁入了一個新的階段。發改委、工信部等相關部委先後組織實施“下一代互聯網技術研發、產業化和規模商用專項”和“下一代互聯網信息安全專項”，開展“國家下一代互聯網示範城市”建設工作，以及發佈《關於全面推進IPV6在LTE網絡中部署應用的實施意見》，全面推動IPv6下一代互聯網建設。
五
中美IPv6發展的對比分析
六
結束語
當然，發展下一代互聯網是一個長期、複雜的過程，是一項系統工程，涉及技術、網絡、應用、用戶、終端以及政策環境等多方面，其影響因素也是複雜的、多方面的。“十三五”時期，我國政府仍高度重視下一代互聯網的發展，在規劃綱要中明確“超前佈局下一代互聯網，全面向互聯網協議第6版（IPv6）演進升級”，同時在《國家信息化發展戰略綱要》也明確“加快下一代互聯網大規模部署和商用”。
因此，在當前全球IPv6快速發展的新時期，我國發展下一代互聯網，一方面要積極發揮市場驅動作用，另一方面也需要政府通過營造良好環境，加大投入，充分調動社會各方資源，打破產業發展的臨界點。要積極引導運營商、互聯網公司、終端製造商等產業鏈各環節協調推進，共同解決下一代互聯網網絡建設、演進過渡、業務遷移、標準制定、技術研發、設備製造等重大問題。
中美IPv6發展現狀分析
本文作者
馬軍鋒：中國信息通信研究院技術與標準研究所主任工程師。
侯樂青：武警青海總隊網管中心高級工程師。
5G微信公衆平臺（ID：angmobile）按
國務院在2016年12月27日發佈的《“十三五”國家信息化規劃》中提及：到2020年，5G完成技術研發測試並商用部署，互聯網全面演進升級至IPv6。
下文對全球IPv6發展的整體現狀情況進行了分析和研究，重點對比美國、中國IPv6發展現狀，分析了導致中美IPv6發展存在較大差異的主要原因，並對我國後續發展提出了建議。
一
引言
1996年1月，IETF 正式發佈RFC1883—互聯網協議第6 版（IPv6），標誌着互聯網IPv6時代的開始。然而，經過20年的發展，爲從根本上解決IPv4地址枯竭問題而制定的IPv6協議，並沒有得到大規模的商用部署，其商用化進程遠不及業界預期。
一方面，由於無類別域間路由技術和NAT（地址翻譯）技術的廣泛使用延緩了IPv4地址枯竭的進程，而且由於IPv6與IPv4不兼容，給技術的平滑演進增添了一定的困難.
另一方面，最根本的原因是IPv6缺少合理的商業模式，短期來看部署者很難通過技術升級帶來收益，而且升級本身又是一個複雜的系統工程，需要打通端到端多個環節，同時還要培訓運維人員，因此多方原因阻礙了IPv6的商用化進程。但是，IPv6作爲下一代互聯網技術演進的重要方向始終是產業界的普遍共識。
2016年11月7日，互聯網架構委員會（IAB）發表聲明：建議各標準開發組織的網絡標準需完全支持IPv6，不再考慮IPv4；同時，希望IETF在新增或擴展協議中不要再考慮IPv4協議的兼容，IETF未來的協議工作重點在於優化和使用IPv6。近幾年，隨着亞太、北美以及歐洲IPv4地址資源池可用地址的枯竭，全球LTE網絡的大規模建設，以及寬帶網絡光進銅退的升級換代，IPv6商用化部署也邁入了一個新的發展階段。
從Google的最新統計數據來看，全球IPv6的採用率爲13.74%（截止到2016年9月），比1年前的6.99提高了6.75個百分點（年增長率接近100%），更是2013年1%的13.7倍。而隨着移動互聯網應用的普及（特別是LTE長時間實時在線業務），物聯網業務的進一步推廣（如NB-IoT、工業互聯網等），未來對IP地址資源的需求將會呈爆發式的增長，這會更進一步的推動IPv6商用化部署。
二
全球IPv6的發展現狀
在2011、2012年連續兩年“IPv6日”活動的推廣下，產業界各方對IPv6的重視程度顯著增加，全球IPv6的商用部署邁入了一個全新的發展階段，特別是伴隨着寬帶網絡和LTE網絡建設呈現出七大亮點。
1、各國積極儲備IPv6地址資源
截止到2016年9月底，全球共有超過220個國家和地區組織申請了IPv6地址，申請量已經達到當前互聯網地址空間的18萬多倍，其中25.4%的地址塊已通告使用。
2、網絡基礎設施建設穩步推進
全球13個根域名服務器中已有11個根域名服務器支持IPv6；1346個頂級域名服務器中已有1318個支持IPv6，佔比達97.9%。域名服務器的升級改造爲IPv6 的全面商用部署奠定了堅實的基礎。
3、商用網絡規模快速增長
目前，全球活躍的IPv6路由條目超過2.9萬條，支持IPv6的自治域超過1.18萬個，已有超過248個運營商永久提供IPv6的接入服務，基本形成覆蓋主要運營商、內容服務提供商和經濟區域的IPv6網絡。按照當前IPv6的發展速度，根據思科預測，到2020年，全球66%的移動設備將具有連接IPv6網絡的能力。
4、支持IPv6訪問的內容日益豐富
當前，全球已註冊的1.95億多個網站域名，其中共有763萬多個域名支持IPv6“AAAA記錄”，佔比達到3.90%。Alex 排名前1000的網站，有超過18.1%的網站支持IPv6永久訪問，而且Alex排名前100萬的網站中，支持IPv6的網站數量顯著增加，共計達到23.3萬多個。與此同時，越來越多的移動APP 應用也提供對IPv6的支持。蘋果公司宣佈，從2016年6月1日開始，所有提交至蘋果APPStore的應用必需要兼容面向硬件識別和網絡路由的最新互聯網協議——IPv6-Only標準，將進一步豐富IPv6的訪問內容。
5、用戶規模成倍增長
隨着網絡規模的不斷擴大，用戶規模也連續多年成倍增長。目前，全球已有94個國家發展IPv6用戶，用戶總量超過2.5億。如果按照當前的增速發展，那麼在未來的5年裏，全球將有近一半的互聯網用戶會成爲IPv6用戶（見表1）。
表1 全球主要發達國家IPv6發展數據
6、移動流量成爲主要增長點
用戶的增長、網絡覆蓋規模的擴大以及內容的豐富，促進全球IPv6數據流量顯著增長。根據Akamai公司和阿姆斯特丹數據交換中心的監測數據，在過去的一年裏，全球IPv6流量顯著增長，IPv6平均流量達到45.4G。據預測，到2020年，全球34%的網絡流量將由IPv6產生。
7、移動終端操作系統對IPv6的支持進一步提升
最新的Android 和Windows Phone 系統包含一個“464xlatCLAT”組件，通過IPv6隧道封裝IPv4報文，發送到NAT64網關實現對IPv4信源的訪問。而iOS9系統是通過嚮應用提供一個“Bump in theAPI”的編程接口，通過IPv6隧道封裝IPv4報文，訪問IPv4的信源。
三
美國IPv6的發展現狀
美國政府一直高度重視IPv6發展，2012年發佈《政府IPv6應用指南/規劃路線圖》全面推動IPv6的商用部署。在IPv6發展初期，美國政府與全球其他國家一樣並不是一番風順，同樣面臨很大的阻力，其網絡規模、用戶規模以及可訪問的IPv6內容源都比預期發展慢。但是，近兩年，隨着網絡寬帶化改造和LTE網絡的建設，美國IPv6商用化進程明顯加速，初步形成有利於IPv6發展的產業環境，步入市場驅動發展的快車道，主要體現在以下4個方面：
1、IPv6地址申請量位居全球第一
作爲全球擁有最多IPv4地址資源的國家，很清楚地址資源的戰略意義，積極儲備IPv6地址資源，已申請相當於IPv4地址空間4.25萬倍的IPv6網絡地址空間，其中31.87%的IPv6地址已經在網絡中通告使用。
2、IPv6 網絡覆蓋規模比例超過40%
美國四大移動運營商在LTE網絡建設中同步要求全面支持IPv6，其中AT&T Wireless、Sprint和Verizon Wireless LTE網絡支持IPv4/IPv6雙棧，T-Mobile USA LTE網絡支持IPv6-Only單棧。在寬帶網絡方面，AT&T、Comcast以及Google Fiber網絡都已支持IPv6，其中AT&T和Comcast的IPv6用戶訪問量分別佔到58.21%和46.75%。
3、主流ICP 內容服務商全面支持IPv6
目前，美國主流的商業網站包括Facebook、Google、Tritter、Youtube、Linkin 等全面支持IPv6，特別是Facebook數據中心內部已部署IPv6-Only的網絡，90%的流量通過IPv6承載，通過IPv6網絡訪問Facebook的流量已經超過IPv4網絡。另外，蘋果應用商店要求APP必須支持IPv6-Only標準協議的規定也會推動在移動互聯網領域提供更多的IPv6 用。
4、IPv6用戶比例突破30%，達到9000多萬，其中Verizon Wireless和T-Mobile USA IPv6用戶數均超過70%；AT&T IPv6用戶數超過50%。
總的來說，通過近幾年的快速發展，美國在IPv6商用化部署進程中已形成終端、網絡和內容協同發展的良好局面，步入IPv6發展的市場化快車道。
四
我國IPv6的發展現狀
一直以來，我國政府高度重視下一代互聯網產業的發展，早在2003年，由發改委、工信部、科技部等部委聯合啓動CNGI國家戰略項目，推動基於IPv6的下一代互聯網產業發展。2012年，CNGI領導小組7部委聯合發佈了《關於下一代互聯網“十二五”發展建設的意見》，明確了今後一個時期我國發展下一代互聯網的路線圖和時間表，標誌着我國下一代互聯網產業發展邁入了一個新的階段。發改委、工信部等相關部委先後組織實施“下一代互聯網技術研發、產業化和規模商用專項”和“下一代互聯網信息安全專項”，開展“國家下一代互聯網示範城市”建設工作，以及發佈《關於全面推進IPV6在LTE網絡中部署應用的實施意見》，全面推動IPv6下一代互聯網建設。
五
中美IPv6發展的對比分析
六
結束語
當然，發展下一代互聯網是一個長期、複雜的過程，是一項系統工程，涉及技術、網絡、應用、用戶、終端以及政策環境等多方面，其影響因素也是複雜的、多方面的。“十三五”時期，我國政府仍高度重視下一代互聯網的發展，在規劃綱要中明確“超前佈局下一代互聯網，全面向互聯網協議第6版（IPv6）演進升級”，同時在《國家信息化發展戰略綱要》也明確“加快下一代互聯網大規模部署和商用”。
因此，在當前全球IPv6快速發展的新時期，我國發展下一代互聯網，一方面要積極發揮市場驅動作用，另一方面也需要政府通過營造良好環境，加大投入，充分調動社會各方資源，打破產業發展的臨界點。要積極引導運營商、互聯網公司、終端製造商等產業鏈各環節協調推進，共同解決下一代互聯網網絡建設、演進過渡、業務遷移、標準制定、技術研發、設備製造等重大問題。
