一、IPv6+概述

我們知道，互聯網協議（IP，Internet Protocol）目前有IPv4和IPv6兩個協議版本，且目前處于長期的共存階段。然而，由于IPv4網絡的地址已用竭（INAN從2019年11月26日已終止IPv4地址的分配），在用的IPv4網絡將逐步推出歷史舞臺。目前的IPv6網絡得到了國際社會的大力推廣與部署，必將加速IPv4網絡的出局。關鍵是隨著IPv6網絡的廣泛應用，IPv6網絡的優勢得到了極大的彰顯，它不僅是擁有巨大地址空間，同時，IPv6還具有更簡單、更方便、更可擴展、更安全的特征，這些特有的特征，可以高效支撐移動互聯網、物聯網、云計算、大數據和人工智能等領域的快速發展。這就為IPv6技術的應用與演進帶來了極大的空間，導致了IPv6+的起源，IPv6+技術即IPv6演進與創新技術。

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IPv6+以IPv6海量地址為基礎，包括SRv6、網絡切片、IFIT、BIERv6等協議創新，和以網絡分析、自動調優等網絡智能化為代表的技術創新。IPv6+在智能、安全、超寬、廣聯接、確定性和低時延六個維度全面提升IP網絡能力，助力打造無處不在的智能IP聯接，構建萬物互聯的智能世界。下圖 1給出了IPv6+網絡能力概貌。

圖 1： IPv6+網絡能力概貌

在5G和云時代，帶寬需求巨大，連接數量極大，并且連接模型特別靈活；此外，智能時代，各種業務對SLA（Service Level Agreement，服務等級協定）保障的要求也更加嚴格，僅僅提供連通性顯然不夠，保障嚴格的時延、抖動、丟包等綜合指標成為必須，隨之而來的，是運維變得超級復雜。因此，IPv6+是面向5G和云時代的智能IP網絡，需要具備智能超寬、智能聯接、智能運維三大特征。

在我國，IPv6+技術的推廣與應用得到了高度的重視。我國在2019年專門成立了IPv6+技術創新工作組。國家政府部門的工信部曾聯合八部門于2023年4月20日發布了《關于推進IPv6技術演進和應用創新發展的實施意見》（工信部聯通信[2023] 45號），以推動“IPv6+”技術全面賦能重點行業轉型升級，加快推進我國IPv6從“能用”到“好用”轉變，構筑下一代互聯網發展新優勢。

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我國的企業即研究單位也積極的推入到推進IPv6技術演進和應用創新（IPv6+）發展的進程之中，為我國“IPv6+”技術全面賦能做出了極大的貢獻。如我國的華為技術公司就為IETF在IPv6+技術方面提交了50%以上的RFC文檔。同時，強有力地推動其IPv6+技術在我國各行業各領域的應用與創新。目前可以說，我國已處于IPv6+技術的應用與創新發展的前列。

二、IPv6+的關鍵技術

1、IPv6擴展分組頭的利用

我們知道，IPv6的分組（Packet）格式是由IPv6基本分組頭、IPv6擴展分組頭以及上層協議數據單元（載荷）三部分組成。與IPv4報文（datagram）格式不同，專門增加了擴展分組頭。正是因為引入了多種擴展分組頭，在提高處理效率的同時增強了IPv6的靈活性，為IP協議提供了良好的擴展能力。擴展分組頭中Next header字段指明下一個擴展分組頭或上層協議類型。IETF的相關RFC文檔定義了多種擴展分組頭，用于不同的用途，如已成功應用于SRv6、網絡切片、IFIT、BIERv6和APN6等技術（見下述介紹）中，業界將這些統稱為IPv6+技術。事實上，現在很多基于IPv6的創新都是在擴展分組頭里進行修改，不改變IPv6基本報文頭，這樣做的好處在于一方面可以保障IPv6的可達性，另一方面，IPv6擴展頭長度任意，理論上可以任意擴展，具備優異的靈活性和巨大的創新空間。

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2、基于IPv6的段路由（SRv6）技術及G-SRv6技術

基于IPv6的段路由（SRv6，Segment Routing over IPv6）是新一代IP承載協議，可以簡化并統一傳統的復雜網絡協議，是5G和云時代構建智能IP網絡的基礎。SRv6結合了Segment Routing的源路由優勢和IPv6的簡潔易擴展特質，而且具有多重編程空間，符合軟件定義網絡（SDN，Software Defined Network）思想，是實現意圖驅動網絡的利器。SRv6技術旨在簡化協議，端到端跨域協同，構建無處不在的任意聯接，因此，SRv6的價值主要體現詳見于下表2-2中。為了解決 SRv6 報文頭開銷過大的問題，華為公司聯合業界的合作伙伴提出了通用 SRv6（G-SRv6，Generalized Segment Routing over IPv6）技術。

表 2-2：SRv6技術和G-SRv6技術的價值體現

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3、IP 網絡切片技術

當今網絡的發展，要實現從人與人聯接到萬物互聯，連接數量和數據流量將持續快速上升。如果不加干預，網絡必將越來越擁堵，越來越復雜，最終影響網絡的業務性能。與交通系統的管理相似，通信網絡也需要對網絡實行“車道”劃分和流量管理，此乃網絡切片技術。網絡切片是指在同一個共享的網絡基礎設施上提供多個邏輯網絡（切片），每個邏輯網絡服務于特定的業務類型或者行業用戶，如下圖 2-3 所示。每個網絡切片都可以靈活定義自己的邏輯拓撲、SLA（服務等級協定）需求、可靠性和安全等級，以滿足不同業務、行業或用戶的差異化需求。運營商通過網絡切片滿足不同業務類型或行業用戶的差異化網絡連接和服務質量需求，不僅降低了建設多張專網的成本，而且可根據業務需求提供高度靈活的按需調配的網絡服務，從而提升運營商的網絡價值和變現能力，并助力各行各業的數字化轉型。

圖 2-3：網絡切片示意圖

網絡切片是為了應對5G和云時代不斷涌現的差異化業務需求提出的解決方案。同時，網絡切片從廣義上來說，是一整套解決方案，涉及無線接入網、IP 網絡和移動核心網三個部分。對于 IP 網絡的網絡切片，其旨在一網多用，滿足千行百業的確定性網絡，其價值主要體現在下表2-3中所述。

表 2-3：IP 網絡的網絡切片技術的價值體現

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4、隨流檢測（IFIT）技術

隨流檢測（IFIT，In-situ Flow Information Telemetry）是一種通過對網絡真實業務流進行特征標記，以直接檢測網絡的時延、丟包、抖動等性能指標的檢測技術。IFIT與傳統網絡運維技術相比，具有高精度、實時性、可視化的優點，可以靈活適配多種業務場景，并進一步通過與大數據平臺和智能算法的結合為智能運維的發展奠定堅實基礎。如下圖2-4所示，在業務流的頭節點對報文進行染色，然后在業務流經過的每一跳設備上進行打卡，數據上送控制器后，由控制器進行統一的計算和分析，最后得到時延、抖動和丟包率等數據。IFIT技術旨在隨流檢測，業務體驗可視可管理，其價值主要體現在下表2-4中所述。IFIT是由華為公司向IETF提交的標準化檢測協議。

圖 2-4：隨流檢測（IFIT）技術示意圖

表 2-4：隨流檢測（IFIT）技術的價值體現

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5、IPv6 封裝的比特索引顯式復制（BIERv6）技術

IPv6 封裝的比特索引顯式復制（BIERv6，Bit Index Explicit Replication IPv6  encapsulation）技術是一種新型組播方案。BIERv6是利用IPv6擴展頭、IPv6地址可達性及其可編程空間，以Native IPv6的方式實現的BIER多播架構，提供更好的多播部署能力和擴展支持后續Native IPv6特性的能力。如下圖2-5所示，在跨地域組播組網中，頭節點將組播接收者以比特字符串（Bit String）的形式進行編排，由頭節點向外發送，中間節點根據報文頭中的地址信息將數據向下一個節點進行無狀態轉發。不需要額外的組播協議，中間節點不需要為每條組播流維護狀態，實現了協議極簡，運維簡化，同時收斂與組播流的數量無關，用戶體驗和可靠性也得到了極大的增強。BIERv6 可以高效承載 IPTV、視頻會議、遠程教育、遠程醫療、在線直播等組播業務。BIERv6是IPv6時代組播業務最佳承載方案，其價值主要體現在下表2-5中所述。

圖 2-5：BIERv6技術示意圖

表 2-5：BIERv6技術的價值體現

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6、應用感知的 IPv6 網絡（APN6）

應用感知的 IPv6 網絡（APN6，Application-aware IPv6 Networking）利用IPv6 分組自帶的可編程空間，將應用信息（標識和/或網絡性能需求）攜帶進入網絡，使能網絡感知應用及其需求，并為其提供相應SLA保障，進而為其提供精細的網絡服務和精準的網絡運維。如下圖2-6所示；APN6旨在基于應用的差異化通道，實現網絡精細化運營，其價值主要體現于下表2-6中。

圖 2-6：APN6技術示意圖

表 2-6：APN6技術的價值體現

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三、IPv6+的發展

上述的相關IPv6+的關鍵技術，均是利用IPv6的更先進、更簡單、更方便、更可擴展、更安全的特征，對IPv6的演進與創新。關鍵是這種演進與創新是在不斷的發展之中。目前在我國，IPv6+技術創新體系的發展分為三個階段，其示意圖詳見下表3；其內容詳見下表3，包括目標、特征等內容描述。

圖 3：IPv6+技術創新體系的發展三階段示意圖

表 3：IPv6+技術創新體系的發展三階段內容

IPv6+技術創新與發展已成為我國的一項基本國策。IPv6+技術創新，一方面依托我國IPv6規模部署進展成果，加速IPv6+技術在各行業的應用實踐，另一方面，基于IPv6+充分釋放IPv6靈活開放能力，實現網絡升級，促進下一代互聯網服務能力提升，為千行百業的數字化發展提供堅實的基礎，更有效的推動IPv6規模部署。

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