關(guān)于下一代互聯(lián)網(wǎng)的標準體系

關(guān)于下一代互聯(lián)網(wǎng)的

標準體系

南京郵電大學教授、博士生導(dǎo)師

張順頤2/4/20231互聯(lián)網(wǎng)即Internet，是IP網(wǎng)絡(luò)的主要的應(yīng)用。

IP業(yè)務(wù)呈現(xiàn)爆炸性的增長，業(yè)務(wù)量的組織是指數(shù)級的。

IP業(yè)務(wù)近年來轉(zhuǎn)向?qū)崟r業(yè)務(wù)，如IP電話、數(shù)據(jù)、IPTV及視頻業(yè)務(wù)等。2/4/20232

IP網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展速度驚人，目前全球IP網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)設(shè)施平均1－2年要全面升級一次，骨干網(wǎng)絡(luò)的帶寬大約每6－8個月翻一番。支持寬帶的DWDM技術(shù)在適應(yīng)化方面取得了突破性的進展，千兆（G）比特的路由器、百萬兆（T）比特的路由器相繼問世。2/4/20233

IP網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展驚人，業(yè)務(wù)增加，應(yīng)用增加。IP網(wǎng)絡(luò)正在向下一代網(wǎng)絡(luò)演進。

IPv4是在上世紀七十年代制定的。

IPv6是在92年提出，95年定稿的，在98年又作了較大的修改。IPv6比起IPv4在IP地址量、安全性、服務(wù)質(zhì)量、移動性、擴張性等方面具有明顯的優(yōu)勢。2/4/20234一、IPv6標準現(xiàn)狀

IPv6標準的制定機構(gòu)：

IETF（InternetEngineeringTaskForce）

稱為互聯(lián)網(wǎng)工程任務(wù)組；

IETF成立于1986年，開始時僅是一個論壇，由美國國防部高級研究計劃署的網(wǎng)絡(luò)（最早的互聯(lián)網(wǎng)ARPANET）、美國國防部數(shù)字網(wǎng)（DDN）、互聯(lián)網(wǎng)核心網(wǎng)網(wǎng)關(guān)系統(tǒng)的研究人員創(chuàng)建，目前已經(jīng)成為互聯(lián)網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu)、技術(shù)標準（建議）的開放性的團體。2/4/20235IETF的主要任務(wù)定義互聯(lián)網(wǎng)中出現(xiàn)的技術(shù)問題并提出技術(shù)方案；詳細說明協(xié)議的發(fā)展或用途，解決相關(guān)的問題；向互聯(lián)網(wǎng)工程指導(dǎo)組（IESG，InternetEngineeringSteeringGroup）提出針對互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議的標準及用途的建議；促進RETF技術(shù)成果向互聯(lián)網(wǎng)的推廣，為互聯(lián)網(wǎng)的各方人員提供合作平臺；2/4/20236

RETF的主要工作機構(gòu)

IPng：下一代因特網(wǎng)協(xié)議工作組，也稱

IPv6工作組。主要負責IPv6有關(guān)的基礎(chǔ)協(xié)議

的制定，于1995年成立，其中IPng制定的第

一個IPv6協(xié)議，即RFC2460；

NGtrans：下一代網(wǎng)絡(luò)演進工作組，主要

負責與下一代網(wǎng)絡(luò)演進有關(guān)的標準制定工

作。2/4/20237二、IPng（IPv6）工作組制定的規(guī)范：

IPng是IETF中比較活躍的工作組之一，每次會議都會收到許多標準的提案。目前已經(jīng)有53項成為標準（RFC），17項成為互聯(lián)網(wǎng)草案（InternetDraft）。具體有：2/4/20238（1）IP規(guī)范類：

互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議第六版規(guī)范RFC2460；2/4/20239（2）地址尋址類：IPv6尋址結(jié)構(gòu)RFC2373；

IPv6尋址結(jié)構(gòu)，互聯(lián)網(wǎng)草案；

IPv6地址分配管理RFC1881；IPv6單播地址分配結(jié)構(gòu)RFC1887；2/4/202310IPv6聚類全球單播地址的格式RFC2374；建議的TLA和NLA設(shè)置規(guī)則RFC2450；初期IPv6Sub－TLAID設(shè)置RFC2928；IPv6實驗地址分配RFC2471；2/4/202311IPv6中連接當?shù)兀↙ink－Local）地址尋址和名字解析，互聯(lián)網(wǎng)草案；IPv6組播地址設(shè)置RFC2375；保留的IPv6子網(wǎng)任播地址RFC2526；一種管理IPv6地址比特位設(shè)置的靈活方法，互聯(lián)網(wǎng)草案；2/4/202312在URL中IPv6地址的語句格式RFC2732；IPv6局部地址結(jié)構(gòu)，互聯(lián)網(wǎng)草案；基于單播前綴的IPv6組播地址，互聯(lián)網(wǎng)草案；2/4/202313（3）多穴查找（Multihoming）類；IPv6缺省地址選擇，互聯(lián)網(wǎng)草案；用路由聚類的IPv6多地穴查找，互聯(lián)網(wǎng)草案；

IPv6聚類方案的多地址路由域問題，互聯(lián)網(wǎng)草案；2/4/202314（4）互聯(lián)網(wǎng)控制信息協(xié)議類：IPv6互聯(lián)網(wǎng)控制信息協(xié)議RFC2463；

2/4/202315（5）逐跳選項類：IPv6路由器報警選項RFC2711；IPv6巨型數(shù)據(jù)包RFC2675；2/4/202316（6）組播類：IPv6組播信息接收者發(fā)現(xiàn)RFRC2710；

2/4/202317（7）MTU路徑發(fā)現(xiàn)類：

IPv6路徑發(fā)現(xiàn)RFC1981；2/4/202318（8）報頭壓縮類：IPv6報頭壓縮RFC2507；在點到點協(xié)議（PPP）上的IP報頭壓縮RFC2509；低速串行連接的IP/UDP/RTP報頭壓縮RFC2508；2/4/202319（9）建隧道傳送數(shù)據(jù)包類：

IPv6規(guī)范中建隧道發(fā)送數(shù)據(jù)包的通用方法RFC2473；2/4/202320（10）域名系統(tǒng)類：

支持IPv6的域名服務(wù)器（DNS）擴展RFC1886；支持IPv6地址聚類和重編號的DNS擴展RFC2874；

IPv6節(jié)點信息問題（InformationQueries）,互聯(lián)網(wǎng)草案；2/4/202321（11）演進機制類：

IPv6主機和路由器的演進機制RFC2893；

IPv6演進的路由方面問題RFC2185；不采用明顯的隧道，在IPv4域中連接IPv6區(qū)域RFC3056；2/4/202322（12）路由類：

IPv6路由協(xié)議RFCRIPngRFC2080；支持IPv6的開放式最短路徑優(yōu)先（OSPF）RFC2740；

BGP－4的多協(xié)議擴展RFC2283

支持IPv6的IGRPng，互聯(lián)網(wǎng)草案；2/4/202323（13）重編號類（Renumbering）：

IPv6的路由器重編號RFC2894；2/4/202324（14）安全性類：

互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議的安全性結(jié)構(gòu)RFC2401；

IP論證報頭RFC2402；

IP封裝安全性載荷（ESP）RFC2406；采用MD5密鑰的IP論證RFC1828;ESPDES－CBC轉(zhuǎn)換RFC1829；2/4/202325（15）IPv6鄰居發(fā)現(xiàn)RFC2461；

IPv6鄰居發(fā)現(xiàn)RFC2461；對反向發(fā)現(xiàn)的IPv6鄰居發(fā)現(xiàn)開展RFC3122；2/4/202326（16）自動配置類；

IPv6無狀態(tài)地址自動配置RFC2462；

IPv6中對無狀態(tài)地址自動配置的保密性擴展RFC3041；

IPv6動態(tài)主機配置協(xié)議（DHCPv6）互聯(lián)網(wǎng)草案；

DHCPv6的擴展，互聯(lián)網(wǎng)草案；

IPv6的DNS服務(wù)器發(fā)現(xiàn)機制分析，互聯(lián)網(wǎng)草案；缺省路由器的優(yōu)先和更特殊的路由，互聯(lián)網(wǎng)草案；2/4/202327（17）程序接口類：

為IPv6擴展的基本連接接口RFC2553；

IPv6的高級連接API，互聯(lián)網(wǎng)草案；2/4/202328（18）OSINSAP映射類：

OSINSAP和IPv6，RFC1888；2/4/202329（19）移動性類：IPv6的移動性支持，互聯(lián)網(wǎng)草案；2/4/202330（20）基于不同媒體的IPv6：

在以太網(wǎng)上傳輸IPv6數(shù)據(jù)包的方法RFC2464；在環(huán)形網(wǎng)上傳輸IPv6數(shù)據(jù)包的方法RFC2470；沒有明顯隧道地在IPv4上傳輸IPv6數(shù)據(jù)包的方法RFC2529；在ARC網(wǎng)上傳輸IPv6數(shù)據(jù)包的方法RFC2497；2/4/202331

在PPP上的IPv6，RFC2472；非廣播多接入（NBMA）網(wǎng)絡(luò)上的IPv6，RFC2491；

ATM網(wǎng)絡(luò)上的IPv6，RFC2492;

幀中繼網(wǎng)絡(luò)上的IPv6數(shù)據(jù)包傳輸，RFC2590；

IEEE1394網(wǎng)絡(luò)上的IPv6數(shù)據(jù)包傳輸，互聯(lián)網(wǎng)草案；2/4/202332（21）網(wǎng)絡(luò)管理類：

對組播接收者發(fā)現(xiàn)協(xié)議的IPv6管理信息庫，RFC3019；互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)文本約定，RFC2851；

IPv6管理信息庫：文本約定和通用組RFC2851；

IPv6管理信息庫：ICMPv6組，RFC2466；傳輸控制協(xié)議的IPv6管理信息庫，RFC2452；用戶數(shù)據(jù)報協(xié)議的IPv6管理信息庫，RFC2454；2/4/202333二、NGtrans：下一代網(wǎng)絡(luò)演進工作組，主要負責與下一代網(wǎng)絡(luò)演進有關(guān)的標準的制定。2/4/202334NGtrans工作組的任務(wù)有四項：對用于IPv6演進的方法和工具進行規(guī)范；對IPv6演進中如何采用這些方法和工具編制文檔；協(xié)調(diào)6BONE試驗床，完成試驗地址分配；系統(tǒng)IETF和其他組織有關(guān)的IPv6活動；2/4/202335NGtrans制定的標準有：1、互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議：主要內(nèi)容有：在互聯(lián)網(wǎng)中引入IPv6概述；雙棧演進機制；IETF標準中采用IPv4地址的狀況描述；用BGP實現(xiàn)跨越IPv4網(wǎng)的IPv6網(wǎng)絡(luò)的連接；2/4/202336

對進入的數(shù)據(jù)包增強路由時，無狀態(tài)IP/ICMP翻譯算法（SIIT）和DSTM機制的擴展；區(qū)域內(nèi)自動隧道尋址協(xié)議；

IPv6SMTP操作要求；基于IGMP/MLP代理服務(wù)器的IPv4/IPv6組播翻譯器；2/4/202337

進入雙?；ヂ?lián)網(wǎng)；采用“Bump－in－API”雙棧主機；

NGtransIPv6DNS操作要求和計劃圖；蛀木蟲：通過網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換（NAT）在數(shù)據(jù)報協(xié)議（UDP）上做IPv6隧道；

6to4和DNS；2/4/2023382、RFCIPv6演進中的路由，RFC2185；無狀態(tài)IP/ICMP翻譯算法（SIIT）,RFC2765；網(wǎng)絡(luò)地址翻譯－協(xié)議翻譯（NAT－PT），RFC2766；采用“Bump－in－Stack”技術(shù)的雙棧主機，RFC2767；6bone骨干網(wǎng)絡(luò)路由指南，RFC2772；IPv6主機和路由器的演進機制，RFC2893；2/4/2023396BONEpTLA和pNLA格式，RFC2921；IPv6隧道代理，RFC3053；通過IPv4網(wǎng)絡(luò)的IPv6網(wǎng)連接，RFC3056；基于SOCKS的IPv6/IPv4網(wǎng)關(guān)機制，RFC3089；6to4中繼路由器的泛播地址前綴，RFC3068；IPv6toIPv4傳輸中繼翻譯器，RFC3142；2/4/202340三、我國IPv6標準現(xiàn)狀1、中國的IPv6完成了實驗網(wǎng)，但是尚沒有建設(shè)商業(yè)網(wǎng)，也沒有大規(guī)模生產(chǎn)IPv6的設(shè)備。屬于IPv6發(fā)展的初期；2、中國在制定自己的IPv6標準，這樣將為我國IPv6網(wǎng)絡(luò)、技術(shù)、產(chǎn)品和市場的迅速發(fā)展提供有力的保障；2/4/2023413、中國將是全球互聯(lián)網(wǎng)的第一大國，存在極大的市場，因此中國的IPv6標準的制定，必將對全球的IPv6的標準的制定、市場的發(fā)展起到巨大的推動作用。特別是中國IPv6標準的制定，將深刻影響全球IPv6標準的走向，從而增加中國在新技術(shù)研究、發(fā)明和使用方面的份額，有利于我國IPv6產(chǎn)業(yè)的發(fā)展；2/4/2023424、IP地址是當前互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的瓶頸，中國竭力推動IPv6，將從根本上解決這一問題。目前美國在IPv6上也表示出回答的積極性，形勢對我們非常有利。2/4/2023435、我國IPv6標準制定的內(nèi)容，可能包括以下6個方面：

（1）基本協(xié)議類：將以國際標準為主，與我國的實際情況相結(jié)合；主要內(nèi)容有：2/4/202344

IPv6基本協(xié)議；路由協(xié)議；地址結(jié)構(gòu)協(xié)議；鄰居發(fā)現(xiàn)協(xié)議；安全協(xié)議；移動性協(xié)議；2/4/202345（2）網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)和性能指標分配；這是我國標準化的重點之一。主要內(nèi)容有：

雙棧演進機制；雙棧路由器技術(shù)；設(shè)置主機技術(shù)；

IPv6隧道技術(shù)；網(wǎng)絡(luò)地址翻譯－協(xié)議翻譯（NAT－PT）；

NGtransIPv6DNS；

IPv6演進中的路由；

IPv6主機和路由器的演進機制；2/4/202346（3）網(wǎng)絡(luò)的評估標準和測試方法：

IPv4網(wǎng)絡(luò)主要研究網(wǎng)絡(luò)的生存能力和信息傳輸?shù)墓叫?，而IPv6網(wǎng)絡(luò)國家看重網(wǎng)絡(luò)的可管理性、可維護性、網(wǎng)絡(luò)提供的端到端的服務(wù)質(zhì)量(QoS)和承載多業(yè)務(wù)的能力，當然也會關(guān)心網(wǎng)絡(luò)的生存能力和信息傳輸?shù)墓叫浴?/4/202347（4）網(wǎng)絡(luò)設(shè)備規(guī)范和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備測試規(guī)范：

IPv6網(wǎng)絡(luò)設(shè)備可以分為兩大類：純