陈运清：人工智能时代离不开IPv6

陈运清 中国电信研究院副院长

　　在2020全球IPv6下一代互联网峰会上，中国电信研究院副院长陈运清对云网时代IPv6所扮演的角色以及如何更好地利用IPv6赋予网络的能力做了分析。他表示，融合了5G+人工智能+云等技术的泛在智联时代离不开IPv6这一底层基座，而在融入智联物联网过程中，IPv6也被赋予了新的价值，云网时代IPv6的发展是一个联动过程。

　　5G时代离不开IPv6

　　中国电信于2016年启动了网络重构计划。运营商网络十分复杂，某种程度上像头大象，必须一步一步走，难以完成飞跃，脱离现实改造网络基本不可能。我们当时制定的目标是引入新技术元素，顺应网络整体发展，不断增加业务能力。在重构过程中，我们引入了以下几项新技术：

　　1.软件定义网络（SDN），因为SDN的理念是可编程和控制。其优点是可代入灵活性，有助于运营商开展业务，引入SRv6、SC1等业务必须借助SDN技术。并且该技术可带来敏捷、开放和智能等特点。

　　2.网络功能虚拟化（NFV），将传统的CT业务部署到云平台上，实现软硬件解耦。但其推进十分艰难，原因是难以降低成本。直至我们发现合适的切入场景，局面才有所改观。从开始时的边缘设备到目前正在建设的5G核心网，均已成为引入NFV实战的切入点。

　　3.云网融合，因为全行业的IT系统及所有应用都在网上，通过云网融合，可避免网络演进的可生长性出问题，从而提升全网演进水平。

　　在以上改造的基础上，需增加业务的生态能力，通过市场驱动进一步促进改革。要实现该目标，需充分利用现有数据，介入人工智能的技术服务实现整网调度和业务开通。因此，在注能、注智之后，需将5G、AI和云组合后添加至网络中，从而带动更多增值业务。

　　在网络重构过程中，IPv6作为一个基本要素，与人工智能、5G均不冲突。只有实现端到端IPv6部署，才能更好适应5G、人工智能时代的到来。

　　至于如何实现，第一步充分考虑用户需求，第二步结合人工智能等技术开展符合用户业务预测的网络内部业务和对外客户服务。中国电信在IPv6底层基础设施之上，利用丰富的数据构建大数据湖。并基于此构建相关的AI赋能平台。AI、大数据与基于IPv6底层设施的网络结合，为原本较为机械化的网络增添了智能要素，使其更了解实际业务意图，成为开展两线业务的重要抓手。

　　一线是对内业务，自我解剖应如何利用人工智能、大数据。因为电信运营商的网络本身有很多要素和大数据，需要在网上开展智慧运营。例如从工单场景、基站节能场景、DC节能场景等入手，开展对内赋能。网络的演进跟整网智慧运营密不可分。如果网络不断改变，而运营手段停滞不前，该网的敏捷、开放、安全等特性将难以达标。

　　二线业务是利用网络提供更好的对外行业应用服务，这与5G密切相关。我们正在构建从底层到编排层，直至上层网络AI引擎和大数据引擎的联动，形成闭环，达到网络重构敏捷、开放、安全的效果。

　　IPv6是泛在智联的基座

　　5G技术三个最主要的场景（eMBB、uRLLC和eMTC，分别对应大宽带、低时延和海量连接），其实都存在一定的不确定性。比如切片和边缘计算都需要行业应用来真正驱动，否则低时延、保障和海量连接等特性将难以发挥。

　　因此，虽然5G带来了新技术的能力，但要迎接5G时代的到来，必须明确相关应用场景。目前最明确的场景是大视频领域，5G首版标准R15已于2018年6月完成，超低时延在今年7月完成基本版本的R16中实现了定义。而R17将在海量连接方面有所进展。可见，整个5G时代标准的推进，网络的推出及业务的衔接需要一个联动的过程，该过程与IPv6类似。

　　至于在5G时代，整个网络的挑战与网络重构的衔接关系，因为5G包括了“2C”和“2B”，必须解决这两方面的进展。互联网未来很重要的发展方向是“物的连接（IoT）”领域。该领域与“人的连接”不太一样，比如机器的连接对时延和带宽的要求是一个联动体，相关技术手段需能匹配用户的基本要求。

　　比如无人机既需要网络提供足够的控制保证，同时又能提供相关边缘计算的本地分流，此外，还可能涉及开放，以上三种主流技术组合才能满足一项用户需求。目前的网络不是以前单独部署后直接提供业务，而是必须灵活调动网络技术手段才能满足某一场景需求。

　　网络必须实现或接近智慧调度才能满足5G时代复杂的场景要求。所以在5G的SA（独立组网）场景下，5GC（5G核心网）的演进应作为第一个切入点。此外，以边缘计算+切片+灵活的SLA（服务等级协议）是保证客户感知的关键性网络重构技术，没有这一技术保证，所提供的行业应用很难让客户满意。

　　因此，需要将网络的各种要素和资源进行模块化重新组合，而组合过程需结合大数据、云、人工智能等技术。

　　基于以上需求，未来的网络可能会朝几个方向发展。

　　首先，5G的三大基础能力是低时延、高带宽和海量连接，今后这方面的能力会进一步加强。目前的物联网连接强时带宽相应减小，今后有可能实现连接增强的同时，带宽也有所提升。

　　其次，面对复杂的网络，全面管理连接肯定有难度，如何进行分区、分域的智能自治，甚至跨域的网络资源调度？智能自治是一个必然的发展方向，目前业界提出的自动驾驶网络，智能自治网络都属于该范畴。

　　再次，还要追求极致性能，达到医疗领域和很多关键性工业互联网领域的标准。目前，业界还没有明确的标准，都在不断的探索，但必须朝着这个方向进行。

　　最后是可信安全，引入云技术后，如何打造一个利用云产生的内生安全技术，这是一个挑战也是努力方向。

　　其实5G并不是终点，而是面向泛在智联领域的起点，泛在智联这个广大场景融合了5G+人工智能+云等技术后，运营商的网络和客户将进入新的场景。在此之后，进一步发展跨入6G领域。

　　而在以上所有场景中，IPv6起基座作用。因为IPv6的地址可溯源、安全内生，能保证网络自治、海量连接的可追溯和真正的反向可控。所以，IPv6作为未来泛在智联的基座是必不可少的环节。

　　中国电信的IPv6演进

　　由于摸着石头过河，IPv6的进展并非一帆风顺。前十几年，IPv6主要面向地址枯竭的问题，对于用户而言，并没有带来额外的体验和价值，因而对于云服务商没有太大吸引力，难以拓展该协议。

　　2017年，两办启动了IPv6规模部署行动，加之5G时代、物联网时代的到来让大家都意识到IPv6的关键作用，目前其推进速度相较之前已有很大提升。

　　2018年、2019年，中国电信进行了IPv6全面改造。4G核心网、承载网等端到端的IPv6通道已建立。对5G核心网、承载网、终端等的改造都在有序进行，作为一个基础要素进行推进。此外，我们还进行了SRv6和EVPN（以太网虚拟专用网络）改造，将现有承载网改造成最大的支持SRv6、EVPN，且可部署的商业网，这比停留在标准层面更具现实意义。

　　中国电信IPv6的总体演进思路可分为三个阶段。

　　第一阶段是规模部署，网络改造在2017、2018年完成，具备服务能力。但还没找到明确的商业驱动。

　　第二阶段通过网络优化提高IPv6的渗透率和流量，经过该阶段，很多网站开始主动进行IPv6改造，形成非常好的IPv6原生应用环境。

　　网络优化应用其实还有很多工作可做，比如在南沙地区实现差异化的IPv6访问；而国内学生访问国外学术网站和丰富的科技资源时，也可通过IPv6实现差异化的客户体验。此外，由于IPv6可溯源，针对客户的IPv6访问可做更精细化的SLA服务定制，区别于普通的IPv4业务，从而提升业务流量的价值。

　　第三阶段，至2025年将形成基于IPv6底层基座的下一代互联网。目前中国电信在端到端层面，骨干网、承载网、接入网等都进行了IPv6相关改造。并且，在国际出入口、互联互通方面也都进行了IPv6基础资源的改造，中国电信全网已具备IPv6 Ready能力。

　　根据数据显示，IPv6活跃用户在不断增长。数据弱项主要在于固定宽带的网关，因为在用户侧已实现部署，没有进行升级。相信随着用户端不断演进，固定宽带整体的IPv6应用也将有所提升。而在移动端，用户量已达全球领先水平，IPv6分配地址数和连接数均在2亿以上。

　　从流量上看，流量超过TB级别应是一个里程碑。不同于印度起始IPv4地址极少，直接推进IPv6部署，我国申请的IPv4地址较多，核心驱动不足，之前的IPv6流量相对较低。但随着业界的认同和国家的推进，国内IPv6流量已达TB级别，是历史转折点。

　　从移动宽带、互联互通层面看，在中国电信网络上，移动流量和宽带流量均已实现100%以上提升。虽然IPv6流量对用户全部流量占比仍在10%以内，但中国具有巨大的市场空间，相信其进展速度将呈指数级攀升。

　　流量主要来自内容源，其中一个优秀进展是云服务，比如视频应用、大众点评以及常用的沟通工具等。在这些应用中，IPv6的流量占比都在朝两位数发展，部分应用IPv6流量占比已超50%。

　　总之，中国目前IPv6的使用已进入成长期，而非起步期。

　　如何更好地开发IPv6的价值

　　如果没有IPv6这一底层基座，上层应用也将受到影响。在网络重构过程中，我们发现基座由各个不同层面的网络组成，如STN网络、骨干网、云资源及企业端到端网络等。

　　如何将SDN技术、人工智能技术、大数据结合起来？在承载面，为了简化对业务的处理，我们推出EVPN，将所有VPN业务进行归一。同时，为了结合SDN的技术，满足用户低时延及灵活流量调度的需求，我们进一步结合SRv6和VPN，打通整个端到端的通道。

　　但该任务知易行难。因为运营商网络的管理和配置都是分段的，只能通过大量的编排器进行联动。除了编排器，还需和云端联动，所以整体调整难度相当大。而通过SRv6技术可以很好地解决这一难题，该技术使运营商可通过编排器和SDN的控制器来跨域调度，直接满足用户需求。甚至可以进一步结合SDI技术，灵活地向用户提供定制化服务。

　　正如前面所说，与上层应用的衔接必须引入人工智能技术，进行云网融合，完成底层分析数据的上行和上层分析结果的下达，实现灵活的智能自治网络。

　　总之，以端到端的IPv6作为CTNet2025架构下全IP的基础承载底座，目的是获取相应的网络能力以支持SRv6和EVPN等技术演进，从而更好地为今后5G和云网融合等场景服务。

　　如此做可达成三个目的：第一，分钟级开通。第二，急速上云。第三，促进云网业务的快速发展。

　　此外，还能更好地满足5G时代的时延保障，实现新老平面共存（如原有的MPRS政企客户平面和新建的SRv6平面）、智能选路、平滑转型，让“大象”比较灵活地向前奔跑。

　　整个SRv6的商用进程主要是在城域网的IPRan层面，现在称为STN。这项工作真正的意义在于将SRv6这一理念灌注到设备层面，并且实现端到端打通，从而有可能去打造一个基于SRv6和EVPN的大规模智能网络。

　　另外，除了拉动流量，我们还尝试通过在物联网注入IPv6提升末梢用户的感知价值，而不只是通过降价来推广。

　　例如类似此次会议等需要采集信息的重要领域，我们推出名为除颤仪的产品，内置了符合IPv6标识的模组，让每一个物理标识和IPv6地址形成映射，使得物联管理平台能够以IPv6的方式管理末梢终端，而此类管理将给用户带来不可估量的新价值。

　　以前网络界的一个难题是IPv4地址不含位置，但在IPv6地址上，我们可借助标识了解用户的位置和状态，对物品进行安全认证，防止物联网产生的大量攻击，避免僵尸网络的攻击。

　　此外，未来6G领域可与卫星导航定位系统结合，通过空天一体的方式破解缺少位置记录的难题，通过GPS网络、北斗导航获得物体位置，通过IPv6地址，获得其身份认证，甚至可以反向控制。

　　在重要物资、设备，与生命安全相关领域采用这一技术，将产生大量新价值。例如，学生家长愿意多交网费，让学生在更优质的网络环境中上网课。而对于不能丢失或涉及生命安全的重要物品，如果植入IPv6模组，能够随时进行管理、控制，带给用户的将远超一个连接的价值。而且未来海量连接与云网融合后可以更好地发挥此功能。

　　在整个智联物联网中实现这一新生价值，实际上打开了IPv6应用的新空间，引领其最终走进IoT，步入更高应用层的时代。

　　(本文根据中国电信研究院副院长陈运清在“2020全球IPv6下一代互联网峰会”上发言整理，未经本人审阅。)

　　来源：《中国教育网络》杂志（9月刊）

　　整理：郑艺龙

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