IP地址是網絡中的一個重要的概念，包括IPv4地址和IPv6地址。我們通常所說的“IP地址”指IPv4地址，它是給每個連接在Internet上的主機分配一個在全世界范圍惟一的32比特地址。IPv4協議規定，每個互聯網上的主機和路由器都有一個惟一的IP地址以互相區分和互相聯系。只有有了IP地址后，網絡中的主機才能向別的主機發送數據信息，也才能接收別的主機發送過來的數據信息。IP地址的結構使我們可以在互聯網上很方便地尋找某臺主機并和它進行數據交換，使互聯網才能成其為互聯網，充當人們之間信息交流和溝通的媒介。因此IP地址構成了整個Internet的基礎，是互聯網中的一個最基本也是最重要的資源。

         為什么要從IPv4升級到IPv6

         今天的互聯網大多數應用的是IPv4協議，IPv4協議已經使用了20多年，在這20多年的應用中，IPv4獲得了巨大的成功，同時隨著應用范圍的擴大，它也面臨著越來越不容忽視的危機，主要體現在如下三點。

         首先，技術本身限制，IPv4地址即將耗盡。IPv4地址空間為32位，從理論上講，可以編址1600萬個網絡、40億臺主機（確切地說，共2的32次方個）。但為了便于管理，IPv4地址采用A、B、C三類編址方式后，可用的網絡地址和主機地址的數目大打折扣。隨著互聯網的不斷發展，互聯網用戶急劇增長，IPv4地址也即將耗盡。

         其次，國家戰略考慮，IPv4時代中國落后于西方國家。由于歷史的原因，中國在IPv4的發展中處于后進的狀態，在國際上發言權不多，導致在IP地址的供需上嚴重失衡。在互聯網發展初期，美國一些大學和公司占用了大量的IP地址，例如MIT、IBM和at&t分別占用了1600多萬、1700多萬和1900多萬個IP地址，而分配給像中國這么大國家的地址量還不如美國一個大學。不言而喻，中國應該是全球最需要IP地址的國家之一，地址不足，嚴重地制約了我國互聯網的應用和發展。所以，基于國家戰略考慮，中國目前應該大力發展IPv6技術和應用。

         最后，業務發展需要，未來業務發展還需要大量IP地址。前文提到，IP地址是整個Internet的基礎，所有業務的開展也必須基于IP地址。除了基本的寬帶上網業務，越來越多的業務和應用也日新月異地涌現出來，IP地址的需求越來越大。

         在固定寬帶方面，截至2009年3月底，中國電信固定寬帶用戶數為5303萬戶，占57%的市場份額。中國電信固定寬帶用戶年增長均在800萬戶以上，2008年凈增900萬戶，并保持持續快速增長。

         在移動業務方面，2010年1月份，中國移動新增GSM用戶511.5萬戶，新增TD-SCDMA用戶49萬戶；中國電信新增移動用戶305萬戶；中國聯通新增GSM用戶80.9萬戶，新增WCDMA用戶85.3萬戶。

         2010年1月13日，溫家寶主持國務院常務會議，決定加快推進三網融合。IPTV作為三網融合的殺手級業務，2010年用戶數預計將達2千萬戶。

         自2009年8月溫家寶總理提出“感知中國”以來,物聯網被正式列為國家五大新興戰略性產業之一。60億人與人的通信擴展到250億機器與機器的通信，物聯網的興起更是加大了人們對IP地址的渴求。

         如何滿足新興業務對IP地址如此海量的需求？惟有IPv6。

         IPv6技術優勢

         IPv6是為了從根本上解決現存IPv4網絡的IP地址枯竭和路由表急劇膨脹等潛在危機而制訂的。IPv6繼承了IPv4的優點，并根據IPv4多年來運行的經驗進行了大幅度的修改和功能擴充，在地址容量、安全性、網絡管理、移動性以及服務質量等方面有明顯的改進，IPv6與IPv4是不兼容的，但它同所有其他的TCP/IP協議族中的協議兼容，即IPv6完全可以取代IPv4。從技術上，IPv6相對IPv4的優勢主要有以下5個。

         1．地址充足 （從32位地址空間到128位）。

         2．協議優化（簡化報頭提高處理效率，增加擴展報頭，提高協議擴展性）。

         3．即插即用（在主機終端側做了優化，增強主機易于配置和可管理性，便于支持大量終端應用）。

         4．安全性（把IPSec作為IPv6擴展頭內置，比如OSPFv3認證依賴于IPSec6）。

         5．QoS（ 改進點在于增加流標簽域）。

         IPv6發展的主要瓶頸之一在于沒有“殺手級”應用，那么，具有上述技術優勢的IPv6除了IPv4提供的傳統業務，到底能帶來哪些新的應用？

         IPv6在下一代互聯網中的應用

         多年來，在我國IPv6網絡發展緩慢，“商業應用匱乏”一直被業界認為是主要原因。國家層面希望在下一代互聯網上爭取更多的技術話語權，以及物聯網的加速應用，使得IPv6網絡盡快落地成為可能。以IPv6為技術基礎的下一代互聯網不但可以支持現有IPv4網絡上所提供的所有業務，還能充分支持豐富多樣、個性化、無處不在的各種創新業務。

         1.P2P業務。現今網絡上，大部分應用采用的是“客戶端/服務器”的模式，只能在一個區域和一定的范圍內進行，而且由于地址有限，需要采用NAT等地址轉換技術，地址經常變動。IPv6有了足夠多的地址，可以長期擁有一個IP地址，實現了網絡上所有設備的點對點(P2P)通信，IPv6網絡上的游戲真正實現了P2P世界。而且IPv6的綜合業務平臺可以提供對安全、隱私和計費的保障，將會極大增強在線游戲的P2P特性，為用戶帶來實時互動溝通的真實體驗，同時通過先進的技術、安全的保障為經營者創造價值并確保經營的可靠性和穩定性。

         IPv6擁有無窮盡的海量地址，除了有助于促進P2P業務模式的發展，更利于實現對稱的實時的端到端的業務。這種模式伴隨Web2.0，網格等新型應用可能給互聯網帶來全新體驗。

         2.家庭業務。IPv6具備海量地址，允許海量終端接入，業務也可以實現永遠在線，這就有利于開展家庭網絡、網絡家電、數字家庭、智能家居等業務。

         互聯網在全球普及之后“家庭網絡”的概念開始出現，但是IPv4地址的稀缺，導致無法為所有信息家電分配惟一的IPv4地址，只能利用諸如NAT、私有地址空間等技術來繞過這一限制，但復雜的設置和管理將嚴重阻礙用戶對于新技術的接受程度。

         網絡家電是IPv6下一代網絡的重要應用之一。所謂網絡家電，指通過個人電腦、PDA等信息設備可對連接在家庭網絡中的空調、電飯煲、微波爐、冰箱、電視、音響和照明設備等家用電器進行遠距離遙控。為了推行網絡家電標準，眾多家電廠商正在開發面向IPv6的多種網絡家電產品，并進行多項網絡家電的IPv6實證實驗。

         數字家庭是指以計算機技術和網絡技術為基礎，各種家電通過不同的互連方式進行通信及數據交換,實現家用電器之間的“互聯互通”,使人們足不出戶就可以更加方便快捷地獲取信息,從而極大提高人類居住的舒適性和娛樂性。交互式網絡電視(IPTV)、有線數字電視、機頂盒、電腦娛樂中心、網絡電話、網絡家電、信息家電以及智能家居等，都是數字家庭的體現。

         3.物聯網。物聯網要通過射頻識別（RFID）、紅外感應器、全球定位系統、激光掃描器等信息傳感設備，把任何物品與互聯網連接起來，進行信息交換和通訊。

         RFID(射頻識別)是一種非接觸式的自動識別技術，它通過射頻信號自動識別目標對象并獲取相關數據，識別工作無須人工干預，作為條形碼的無線版本，RFID技術具有條形碼所不具備的防水、防磁、耐高溫、使用壽命長、讀取距離大、標簽上數據可以加密、存儲數據容量更大、存儲信息更改自如等優點，其應用將給零售、物流等產業帶來革命性變化。由于IPv6的地址空間巨大，對于RFID來說非常適合，IPv6的大量地址可以實現為每一個RFID分配一個地址，這在地址資源相當匱乏的IPv4來看是難以想象的。

         IPv6發展演進建議

         IPv6的引入被認為是解決IPv4地址耗盡的根本和直接的解決方案，但IPv6在實際引入上進展緩慢，本質上在于 IPv6還沒有帶來新的商業機會，而只是解決現有的地址問題，而現有的替代性解決方案基本可以滿足運營商的實際部署需要,替換IPv6的推動力不足。目前IPv6產業鏈發展尚不平衡，在終端用戶—網絡—業務的IPv6產業鏈條中，各相關角色都沒有足夠動力去單獨推動IPv6發展，并且網絡兩頭的終端、業務也是目前IPv6發展的最短板，但也是被用戶接受的核心環節。這都是目前IPv6發展面臨的困難，因此，IPv6發展任重而道遠。

         業界需要從整個產業的角度去考慮IPv6演進的各種影響，從目前的網絡發展經驗來看，至少要考慮以下幾個核心因素。

         1.用戶因素。IPv6是對IPv4完全不兼容的新一代網絡層協議，在引入后要求對現網影響降低到最小，對用戶要求不感知。從以往的經驗來看，類似于PSTN網絡改造，核心變了，但業務沒變，用戶使用習慣上沒有任何改變，這樣的網絡改造是用戶可接受的，是易于推廣的網絡演進方式。另外，新發展的IPv6用戶不能在訪問原有的IPv4業務上存在限制，體驗不能有大的降低，甚至在體驗上要使用各種商務策略提高IPv6用戶的體驗，這樣才能引導IPv4用戶向IPv6遷移。日本NTT在這里有較為成功的業務發展經驗，從發展全新的IPv6業務品牌，把提升全面的業務體驗和IPv6的緊密結合，到包裝下一代網絡的理念上，給終端用戶形成IPv6的下一代全新業務體驗的概念，從而成功地推進了IPv6的規模應用。

         2.業務因素。IPv6和IPv4是完全不兼容的協議，在IPv6的部署上需要考慮這個關鍵問題。IPv6的初始部署業務選擇上，為了避免因兼容性造成的不利影響，宜采用從封閉型業務切入，如IPTV。封閉型業務互通性要求不高，沒有和現存的IPv4體系交互的要求，可以降低早期部署IPv6的難度，易于快速部署，對于IPv6引入早期，積累IPv6運營經驗，是較為合適的切入業務選擇。

         3.網絡因素。IPv6的網絡部署上，需考慮端到端實施，網絡各個層面的組網和設備在網絡架構、技術選擇、設備能力、廠商組成、IPv6支持能力等方面上存在較大差異，需要綜合考慮IPv6的可演進方案。為了減少對現網的影響，在成本可接受的前提下，早期部署上可考慮新建專網或專用設備，如采用獨立的IPv6網關接入IPv6用戶，這樣既可以避免IPv6早期部署上可能存在的各類問題對現網業務的沖擊，也可以避免一次性升級所有的現網設備支持IPv6，造成的短期改造成本過高難以實施，并且可以在新網絡新設備上采用獨立的維護管理人員，避免IPv6引入初期IPv6技術人員的短缺問題。

         4.成本因素。IPv6的引入是一個長期的系統工程，應該慎重考慮引入的時機和節奏，這需要權衡改造和升級的綜合成本。過早地切入IPv6，就必然要承擔和周圍環境互通的成本；過晚地切入，會造成網絡遷移的總成本的增加。所以，短時間內一蹴而就地將所有的網絡改造替換為支持IPv6的設備是不可取的；網絡不能切入IPv6，使得IPv6實際商用過程滯后，這也是不可接受的，IPv6的引入必須從成本維度把握引入的節奏。

         IPv6的演進不可能一蹴而就，注定是一個漫長的過程。IPv6的平滑演進需要綜合考慮網絡端到端各個層面的水平維度，也需要綜合考慮用戶、業務、網絡、成本等多種因素的垂直維度，通過合理的規劃，循序漸進地分階段分步驟逐步完成網絡IPv6演進的各個組成部分。