国内IPv6互联网发展如何?本文地址资源已然成为发展瓶颈
IPv4互联网的后半段，很难说再见； IPv6互联网上半年，加速！
2020-04-17 14:31 作者：艾锑无限浏览量：IPv4互联网的下半场，很难说再见； IPv6互联网上半年，步伐正在加快！ 一、简介
2020年，随着华为NewIP技术研究的发布，将涉及到互联网体系和架构的演进，下一代互联网再次成为业界讨论的热点。 IPv6还在路上，新一轮互联网革命性变革即将拉开序幕？
本文不会讨论这项前沿研究的技术及其对未来的影响。让我们看看IPv6互联网的发展之路。记得几年前一位业内资深人士曾说过，IPv4到IPv6的演进就像是“给飞行中的飞机换引擎”。 IPv6的升级改造更多的是在地址/协议层面对相应的软硬件相关的IPv6特性进行改造，以满足终端、网络、内容应用等方面对IPv6支持的需求，如整体而言，不涉及下一代互联网系统和架构的更多变化或优化。
如果把2003年基于IPv6的建设作为国内IPv6的起点，17年过去了；自2009年国内运营商开始大规模的IPv6试点改造以来，已经过去了10年； IPv6如何发展？
本文简要分析了基于IPv4的互联网现状，并对国内IPv6的发展进行了多维度的观察和分析，希望能给大家带来一些新的视角。
二、IPv4互联网的下半场，很难说再见
1.随着互联网的飞速发展，IPv4地址资源成为发展瓶颈
现阶段，全球互联网呈现以下特点：
·用户需求以个性化、宽带化、移动化为特征，多屏交互等融合，高带宽、按需灵活服务成为市场热点。
·多元化终端层出不穷。智能终端、定制化行业终端、传感器等，让通信扩展到人与人、人与物、物与物，万物互联成为趋势。
·云计算、大数据、边缘计算、人工智能等前沿技术的引入，不断推动互联网应用领域的不断深入和服务维度的拓展。工业互联网、车联网等越来越成为应用关注的焦点。
·新业务不断涌现，带宽爆发式增长，互联网即将进入时代（从T->P->E->Z）。
其中最重要的一点是宽带用户和终端数量将呈现爆发式增长趋势。据咨询机构预测，到2020年，全球网民规模将达到26亿，物联网终端数量将达到500亿规模。 .
各种互联网应用都需要海量的IP地址资源来识别和实现互联网数据通信。目前，全球IPv4地址资源基本枯竭。除非有特殊情况，每个地区的 RIR 新 IP 地址申请均分配 IPv6 地址。 （申请/23等少量IPv4地址将根据RIR预留池和回收地址进行分配）
目前的私有地址转换（NAT）方案虽然可以在一定程度上解决IPv4公网地址耗尽的问题，但已经不能满足各种新兴的互联网应用。它带来了极大的复杂性； IPv4互联网发展面临的最大瓶颈，本质上是“万物互联”背景下IP地址的缺失，导致无法扩展网络连通性。
2.IPv4地址资源仍有挖掘空间，开源节流将大行其道
虽然各个地区的RIR储备池基本用尽，但之前分配的IPv4地址中有相当一部分仍处于空闲状态（尤其是ARIN分配的地址段，如几所大学和科研机构持有的地址段）在美国一个大地址。
作者：
注意：/8 地址段中大约有 1678 万个 IPv4 地址。
在市场需求和经济利益的推动下，许多公司和机构（早期免费或低价获得大地址）开始交易自己的IPv4地址资源，闲置的地址资源存量（据不完全统计，在至少约5000+10000个IP地址的上市交易）将大大缓解部分地区和企业的IPv4地址短缺问题，在一定程度上使IPv6并非迫在眉睫。
但需要指出的是，各国IPv4地址的数量和分布严重不均。美国约11.5亿（占所有可分配地址的1/4，其中三大云计算提供商的IPv4地址达到1.2亿），部分国家面临困难如IPv4地址资源严重短缺、地址回收、交易困难等。
3. 基于 IPv4 的传统和新兴互联网应用仍在强劲发展
虽然很多国家在战略层面都鼓励向IPv6互联网演进，但由于现有IPv4互联网基础设施的投资保护、使用习惯、各种内容和应用对IPv6的支持等因素，IPv4互联网作为关键网络基础设施，已在5-10年内持续获得大量Capex投资，优化承载各种传统和新兴互联网应用。
针对互联网在IPv4应用开发中的承载需求，业界各方都在全力挖掘IPv4公网地址资源，引入和改进各种NAT技术以节省IPv4公网地址。 VR/AR、全息通信、云游戏等新兴实时应用对互联网的低延迟、安全性、可靠性要求，不断引入定向HTTP、传输层安全（TLS）、QUIC、确定性网络
()等技术对互联网架构和功能模块进行了创新和完善。
简而言之，基于 IPv4 的传统和新兴互联网应用仍在强劲增长。
三、中国IPv6互联网刚刚进入上半年
1.国内IPv6发展：早起，赶晚秀
中国在IPv6领域起步较早，基本与世界同步。早在1994年，使用IPv6技术的中国教研网就已经建成，2003年逐步升级为纯IPv6示范骨干网； 2011年，国家层面明确提出了中国下一代互联网的商用示范路线。在国家发改委等相关部委、国内运营商、内容提供商、软硬件设备制造商等对IPv6的专项推广下。
产业链各方在各个领域开展了IPv6改造工作，初步实现了从用户端-网络-应用端的完整IPv6服务，产业链层面逐步演进全面支持IPv6； 2013年以来，国家发改委分选北京、杭州等代表性城市建设下一代互联网示范城市，希望调动基础电信运营商、广电企业、商业网站、装备制造企业等力量促进下一代
新一代互联网与新一代移动通信、移动互联网、物联网、云计算、大数据等新兴信息技术的融合与应用。
如上，虽然在国家层面对IPv6的商用部署和推广做了大量工作，但2003年开工建设的国内IPv6转型经历了起起落落，国内IPv6发展现状依然直到 2017 年底都不理想：
·IPv6用户占网民比例：中国0.49%，印度为53%。
·IPv6地址申请数量：中国（大陆）申请21284段/32前缀地址段，占全球4.92%，美国为10.17 %;
·IPv6地址公布率：国内IPv6分配地址使用率很低，只有8.54%，这意味着相当一部分已获得IPv6地址的用户不使用网络访问对应的IPv6资源，而美国这个指标已经达到了30%。
·IPv6内容资源：除少数高校、大型门户网站、运营商官网外，国内网站基本不支持IPv6，而全球Alex Top 20中支持IPv6的网站比例已达65个%。
2.国内IPv6发展：2018年进入加速模式
(1)政府大力引领推动IPv6升级
为扭转国内IPv6商用停滞不前的局面，2017年11月，中共中央办公厅、国务院办公厅印发了《推进六大行动计划》 协议版本（IPv6) 规模部署”）。在此背景下，工信部从2018年开始全面推进IPv6规模化部署，并部署2019年网络就绪专项行动计划，运用行政权力引导IPv6产业链各方根据政府设定的目标加速
IPv6 开发。
到2019年底，国内IPv6终端/网络/应用基础设施等基本准备就绪（（以下章节部分图表数据直接来源于或基于数据分析，在此感谢，并会以后不再一一解释），推动国内IPv6商用产业链初步形成，但还没有真正进入“市场化、自我驱动”的商业生态阶段。
(2)国内IPv6网络基础设施改造基本完成
作为承载国内绝大多数通信网络和互联网应用流量的基础电信运营商，经过近10年的持续投入，基本完成了终端、网关、固网（接入网、城域网）的融合和骨干网）。到2019年底，国内IPv6网络基础设施已基本准备就绪。
·LTE网络、固网IPv6升级全面完成：中国电信、中国移动、中国联通均完成全国LTE网络和城域网IPv6改造，全面开通4G IPv6服务网络用户。宽带IPv6服务能力和政企IPv6专线能力。
·骨干直连点实现IPv6互联：北京、上海、广州、郑州、成都、武汉、西安、沉阳、南京、重庆、杭州、贵阳、贵阳等13个国内互联网骨干直连点an、福州等均已完成IPv6升级改造，支持网络间IPv6流量交换。
·支持IPv6并已公布的AS比例迅速增加
·基础电信运营商的DNS系统已经支持IPv6
·基础电信运营商IDC已完成IPv6改造（包括但不限于数据中心内外网络设备层面的IPv6替换/升级等，涉及至少907家IDC，约占1全国IDC总数6.@ >8%），其他IDC也在逐步进行IPv6改造。
·支持IPv6的CDN节点已达2903个（占比37.6%）。
(3)国产IPv6内容（APP应用、网站、云服务）支持显着提升
·互联网应用100强中79%支持IPv6：截至2020年3月，中国商业网站和移动应用100强中，79个可以通过IPv6访问，涵盖新闻、社交媒体、视频、电子商务、生活服务等10大主流互联网应用。其中，21款APP占IPv6活跃用户的30%以上，36款APP占IPv6流量的15%以上。
·省部级政府、央企门户等重点网站支持IPv6的比例持续提升：截至2020年3月，全国91个省部级政府网站中有75家支持IPv6，占比8< @2. 4%； 96家央企门户中有82家支持IPv6，占比85.4%； 13家重点媒体网站中有4家支持IPv6，占比30.8%； 88 支持 IPv6 的顶级互联网网站有 50 个，占 56.@>8%； 37个主要金融网站中的30个
支持IPv6，占比81.1%； 100家重点教育网站中有55家支持IPv6，占比55%。
·主流云服务商一半以上的云产品已经实现了基本的IPv6支持。
综上所述，互联网应用端的IPv6改造取得了显着进展，但仍有相当多的公司和机构仍处于表面IPv6改造阶段，还没有触及到需要大量的底层IPv6 “真金白银”的资源投资改造。
(4)国内IPv6地址申请、分配及IPv6用户渗透加速
目前国内大部分IPv6地址都是直接从APNIC获取的（即从2400::/12地址段分配，例如中国电信申请的地址段为240e::/18，地址中国联通申请的段是2408:8000::/20)
截至2020年3月，根据APNIC数据，中国已获得47859个区块（/32)IPv6地址，全球排名第二（全球分配地址比例从4.92上升） ) % 到 7.95%)。
根据国内IPv6监测平台数据，截至2020年2月，中国大陆IPv6地址分配用户数13.4亿，IPv6活跃用户数达到2亿（比例达到23.55%）武汉服务器运维，活跃IPv6连接数达到11.19亿（比例达到65.78%）。
注1：分配IPv6地址的用户数是指过去30天内基础电信公司分配给用户的IPv6地址数
注2：IPv6活跃用户数是指过去拥有IPv6网络访问环境、获得IPv6地址、使用IPv6协议访问网站或移动互联网应用（APP）的网民数量30 天。
注3：IPv6活跃连接数是一个月内获得IPv6地址并有访问记录或流量记录的用户数，包括移动网络上的活跃IPv6连接数和固定宽带IPv6连接数.
此外，APNIC 数据也证实了上述变化。截至2020年3月，中国IPv6用户占互联网用户的15.42%（2018年8月2日数据为0.49%）。
：日期：2020 年 3 月 25 日
(5)国内IPv6网络流量逐渐加载，网络质量与IPv4网络基本一致
IPv6网络流量逐渐加载：
·国内IP城域网IPv6入站和出站流量分别达到3T和1.9T，其中中国电信IPv6入站流量占总流量的比例为1.38% （中国移动 1.38%）@>23%，中国联通 0.85%）
·LTE核心网的IPv6入站和出站流量分别达到1.4T和0.2T，其中中国电信IPv6入站流量占总流量的比例为5.@ >36%（中国移动3.61%，中国联通3.68%）。
·骨干网直连点的IPv6总流量约为363G，占全网流量的比例不到4%。
·国际出入口IPv6入站和出站流量分别达到67G和30G左右，其中中国电信IPv6入站流量占总流量的比例为0.84%（中国移动为1.8%，中国电信为 1.8%）。中国联通是 1.0%)。
注：以上数据截至2020年2月，均基于基础电信公司统计，取当日平均流量。
根据国际IPv6发展经验，流量占比超过5%后会有一个快速发展的时间窗口。基于以上数据，在IPv6应用丰富的刺激下，LTE移动网络的IPv6流量极有可能快速增长；国际 出入口IPv6流入流出的幅度和比例充分说明，海外IPv6内容的丰富度高于国内。
此外，上述数据显示，中国电信在IPv6流量负载方面相对领先于其他两家运营商。
IPv6网络质量与IPv4基本一致：截至2020年2月，国内IPv6网络平均网间延迟为39.73ms，平均网内延迟为4 6.@>9 毫秒。 IPv6负载下的网络质量与IPv4基本相同。
(6)国内IPv6软硬件、终端等逐渐成熟，商业产业链初步形成
经过十多年的打磨武汉服务器运维，2018年以来主流软硬件厂商的各种产品和终端已经实现了对IPv6的默认支持。
截至2020年3月，LTE移动终端方面，苹果系统在iOS 12.1版本之后全面支持IPv6，系统在8.0之后全面支持IPv6版本。国内主流LTE移动终端终端基本支持IPv4/IPv6双栈运行；智能家庭网关方面，2018年以来基础电信公司采购的机型已全面支持IPv6；家用无线路由器方面，市场份额较大的普联、腾达、华硕、小米
五家厂商的新厂机型，包括
和D-Link，都默认支持IPv6（但IPv6性能和功能都比较弱）。
此外，随着国内各项IPv6政策的落实和行政力量的大力推动，IPv6内容供给侧也出现了重大突破，用户使用IPv6的意愿增强。 ) 各方积极参与的IPv6商业产业链。
3.国产IPv6发展中的问题与挑战
3.1国内市场IPv6发展内生动力不足
(1)运营商网络基础设施IPv6承载能力初步具备，但支持全面商用仍有较大差距
目前，运营商IPv6网络转型的基石依然是IPv4/IPv6双栈。虽然已经实现了IPv6用户的入网和流量承载，但大规模IPv6用户和流量的实际承载和应用服务能力还有待进一步验证；在一定程度上，IPv6的大规模商用意味着在现网运行双栈的关键网元设备的性能可能会大打折扣甚至不堪重负，这对运营商来说意味着大量的额外投资。
重组基础设施或需要考虑关闭 IPv4 堆栈的艰难决定。
基于以上原因，如果Capex和Opex因IPv6规模流量的增加需要花费大量额外费用，预计运营商在推动分配IPv6地址的用户使用IPv6的积极性相对有限网络。
(2)云服务关键基础设施和云产品IPv6全面支持需要时间
云服务商的云产品对IPv6的全面支持取决于数据中心内外网络设备层面的IPv6替换/升级，以及各种应用服务器集群、存储、存储等相应代码层面的IPv6修改。现阶段，很多云产品还停留在内容应用的IPv6转换服务上：比如网页的IPv6化使官网能够提供IPv6访问，提供IPv6和IPv4转换服务来使能IPv6用户能够
访问其 IPv4 服务器应用程序资源仍处于基本 IPv6 支持阶段。
阿里云、腾讯云等主流云提供商也发布了自己的IPv6支持路由。乐观地认为，至少要到 2022 年才能完全支持 IPv6。
(3)用户，尤其是家庭用户，使用 IPv6 的意愿远远低于使用 IPv4 的意愿
在国家“提速降费”背景下，国内运营商运营压力巨大，难以提供更具吸引力的优惠资费套餐鼓励IPv6地址用户使用IPv6网络。面对瓶颈，很多APP和网站只提供首屏/首页或一级连接的IPv6访问，并未完全支持IPv6，使得IPv6访问体验不够一致；受国家安全限制
完全管控政策，IPv6国际互联带宽小，虽然国内互联已经支持IPv6，但国内IPv6应用资源相对有限，无法充分满足用户体验和需求，从而制约了用户使用IPv6的积极性。
如前所述，IPv6的整体端到端体验（包括但不限于网络质量、应用稳定性、主观体验等）与IPv4整体相比仍有较大差距，影响了用户的积极性IPv6 用户使用 IPv6 服务。
(4)现有的网关和家庭路由器大多不支持IPv6，新的网关或家庭路由器对IPv6的支持有限
虽然运营商自2018年以来新购入并提供给客户的网关等设备已基本支持IPv6（如IPv6地址分配和获取等），但家中仍有大量网关和家用路由器方面（据不完全统计，这其中部分（约40%甚至更高）不支持IPv6，这部分存量资产需要很长时间才能逐步更新替换为全IPv6支持。
M 的挑战。
(5)国内IPv6内容供应严重不足
虽然Top 应用APP、政府、大型央企、金融、教育等国家和省级重点网站的IPv6支持有了明显提升，但在监控过程中也发现了一些应用和网站。在“应对”阶段，大部分是门户页面的IPv6改造，没有涉及到深入的业务逻辑和功能的IPv6改造，也没有实质上实现对IPv6的全面支持（即网站无法访问IPv6地址） .
问题用户没有优先全面提供IPv6对应内容资源，更多被分配了IPv6地址的双栈用户本质上继续使用IPv4地址访问IPv4对应内容），失败发挥好示范引领作用。
上述IPv6内容供应严重短缺的原因在于内容提供商在IPv6转换成本上的大量投入。国家政策要求，一方面等待IPv6用户和网络规模的快速增长（市场驱动力），另一方面也等待政府更多的支持政策（行政驱动力） )。
基于现阶段的成本考虑和 IPv6 用户的实际规模，内容提供商缺乏足够的动力来开发更好的体验和更深入的 IPv6 应用和内容。
3.2国内IPv6监控指标体系有待进一步完善
虽然国家层面制定了多维度的IPv6专项推进考核指标和目标，但经过仔细分析发现，部分指标并不能很好地反映IPv6的实际发展状况。
以IPv6活跃连接数为例，该指标定义为一个月内获得IPv6地址并有访问记录或流量记录的用户数，即获得IPv6的用户数地址 用户只要在一个月内至少访问一次 IPv6 应用程序，就会被计算在内。看这感觉是不是有点“水”，我个人认为这种数据对于IPv6业务运营的参考价值并不高。
衡量IPv6的商业化程度，更应该关注IPv4的使用指标。如果未来能够将以下指标纳入国家IPv6发展监测平台，对IPv6商用形势的评估可能更有价值：
·IPv6地址用户首次访问和获取IPv6内容的成功率？ （反映 IPv6 端到端性能）
·全国DNS系统每天解析IPv6地址的次数？ （反映IPv6实际运行数据）
·重新定义IPv6活跃用户数、IPv6活跃连接数等指标（将指标定义中的时间段从一个月调整为一天，充分体现IPv6规范化运行）
·IPv6地址发布率、路由表项和对应的ASN个数？ （反映 IPv6 网络可访问性）
·IPv6地址用户使用IPv6云服务或云产品的业务体验指标？ （云越来越成为数字关键基础设施，在IPv6的商用阶段，云不应该是简单的IPv6用户可以访问或使用，而是可以提供与IPv4等效的服务一致性体验）
3.3 IPv4 到 IPv6 的迁移、行政推动还是市场选择？
从经济学的角度来看，市场总是会在约束条件下寻求最优配置。在IPv4互联网下半场结束前，从IPv4向IPv6迁移的市场动力依然不足。不会积极拥抱 IPv6 互联网。
如果这个顶层设计的战略层面把IPv6互联网作为推动新基建和提升数字化水平的重点领域，就需要在国家层面采取行动，投入更多的资源和政策来加速IPv6的大规模商用，并形成一个自我成长的良好能力生态。
· 有针对性的电信广电运营商出台分步补贴政策，针对IPv6日活跃用户规模、IPv6流量占比等指标（时限可考虑3-5年，如随着移动网络中IPv6流量占比达到5%、10%、15%可以作为政策依据，政策弱化和退出节奏可能取决于IPv6的普及和发展），运营商鼓励推出IPv6优惠资费套餐（设置IPv6使用频率、流量等享受优惠条件，比例一定
财政补贴）并增加 IPv6 用户的吸引力。
· 以内容提供商IPv6转型为重点抓手，加强大型互联网公司IPv6内容供给，结合ICP备案和接入（新网站要求全IPv6，现有网站明确承诺完成时间）根据流量排名要求进行转化），在实行评价型财政激励政策后，IPv6内容的供应应考虑IPv6应用资源的可用性和业务经验等因素。
· 鼓励运营商或制造商加大对现有家庭网关或无线路由器终端的更新力度，以支持新的IPv6终端，并根据更换的总数量和IPv6活跃终端数量等因素给予相应的专项补贴。日常使用，促进企业加快更换进度。
·In , it is to IPv6, guide to IPv6 as a , and to and IPv6 , and IPv6 funds, to the IPv6 The data such as sales and tax will be and for .
The of the above will and form a good trend of the IPv6 chain. Under the of and , if the use of IPv6 can reach the point of , the of power can be to allow The IPv6 grows and , and I it will be a to say to the IPv4 at that time.
四、 and
Under the that the of the next- based on IPv6 has the will, the of and a [2020] No. 57 in March 2020 "On the of the to IPv6 end-to-end in 2020" The the of IPv6 end-to-end , the scale of IPv6 users and , and seven key tasks and three major goals.
Among the seven key tasks in the , the first four ( and IPv6 , the of (CDN) IPv6 , the IPv6 of cloud , of data (IDC) IPv6 ) and the item ( IPv6 ) still to the and of IPv6 and , and the fifth item ( on the final
The IPv6 of the , that is, the is to IPv6 by at the .6、The main e- will give to the IPv6 to users, and the and of the home of the ) and the sixth item ( the of IPv6 in and , if the of links that have the to IPv6 85%), we have paid to the real of IPv6 at the level.
From the of the three major goals, the good news is that this time the of and has paid to the of the ratio ( to the IPv6 to cross the point and enter the stage of rapid as soon as ) for the use of IPv6. The of IPv6 is taken very , and that are with IPv6 , such as the of IPv6 in and , are not in the . At the same time, the of and tax to the of more have not been . , I hope it will not that the in the just the of the in the way of with the task.
The IPv6 wind has been . It is hoped that the large of that the and all have or will can truly be into the of the of the IPv6 chain. the of IPv6 and in the , so as to bring an IPv6 that meets user and has a to the and all walks of life, and the of IPv4 to IPv6 and real large-scale use at an early date.