下一代互联网标准化现状

摘要　当前下一代互联网已经形成体系的主要是IPv6方面的标准，因此本文主要介绍IPv6相关的标准化工作，首先介绍了国外的主要标准化组织及其研究进展，然后介绍了我国标准化组织所做的工作，最后指出我国应在IPv6标准化方面加大力度，参与国际标准制定。

关键词　下一代互联网　标准　IPv6

1、引言

　　当前互联网的基础设施平均每一二年就要全面升级一次，骨干网带宽每6-9个月翻一番。我国互联网在短短20年的时间从无到有，截至2005年1月，根据CNNIC(中国互联网络信息中心)统计报告，上网用户已达9400万，上网计算机总数4160万，CN下域名注册数432077，WWW网站数668900，国际出口带宽74429Mbit/s。然而由于地址、服务质量、安全等一些设计上的原因，当前互联网已经不能继续支撑业务和用户的飞速发展，因此以CNGI(中国下一代互联网示范工程)为代表的下一代互联网已浮出水面。

　　业界一般认为下一代互联网，应当是“无处不在、无所不达、永远在线、应用为先、我行我速、可信可管、资源共享、良性互动”的网络，应当能妥善解决当前互联网上突出的可扩展性问题、安全问题、服务质量问题、运营管理问题、盈利模式问题等。但是从现状来看，当前下一代互联网惟一明确的就是IPv6方面的要求和标准。其他绝大多数的业务、应用、服务质量等方面的研究都普遍适用于当前互联网和下一代互联网。因此本文主要介绍下一代互联网中进展比较快的IPv6相关标准。

2、IPv6相关国际标准化组织

　　鉴于IPv6的重要性和对下一代网络的巨大影响，越来越多的国际标准化组织加入IPv6标准的制定工作。虽然从传统意义上来说互联网和移动通信是两个不同的行业，但随着IP技术的发展，这两个行业的共同点越来越多。随着第三代移动通信“全IP”解决方案的提出，IPv6成为互联网和移动通信网的公用基本协议。尽管IPv6标准发源于互联网行业，但从商业意义上来说移动通信行业可能是最早和最大的受益方之一。因此国际标准化组织中除了IETF继续完善与IPv6有关的标准以外，3GPP和ITU-T也成立了相应的工作组来制定与IPv6相关的标准。IETF和3GPP还联合组成了一个工作组来协调IPv6标准在第三代通信系统中的应用。虽然有多个标准组织涉及IPv6标准，但是IETF作为IPv6标准制定工作的主体这一事实在很长一段时间内不会改变。以下简单介绍这些组织在IPv6标准方面的研究情况。

　　●IETF：目前IETF讨论的热门话题主要集中在流标签、寻址、DNS、DNS发现、多连接子网、多穴(multihome)、源地址和目的地址选择、IPv6 MIB等领域。IETF组织主要致力于将IPv6协议顺利应用到下一代互联网上。

　　●3GPP：最早提出采用IPv6的3G版本是97发布版，主要是在用户面采用IPv6的PDP，在传输面IPv6作为选项。3G R99中采用了终端的PPPv6支持、IPv6地址分配机制及IPv6报头压缩等标准。R4中采用新的IPv6报头压缩标准，在核心/无线接入网络采用IPv4/IPv6。R5中规定在Iu接口中强制性采用IPv6，即在多媒体核心子网中采用IPv6。3GPP组织主要致力于在核心网使用IPv6技术。

　　●ITU-T是政府间的国际标准化组织，也是传统国际电信标准的归口单位。目前ITU-T与IETF已经在IP标准领域开展合作。ITU-T专门设有一个IP标准研究计划，IPv6有关的标准也列在其中。ITU试图在电信网络上采用IPv6技术。

　　●IETF 3GPP IPv6设计组：该小组的任务是设计在3G中使用的IPv6标准。目前工作是评审现有3G中的IPv6标准，为相应的标准做编号，并将在以下领域开展工作：IPv6在3G的标准执行、寻址方式、与手机相关的设备支持(路由器，代理服务器)、DNS、安全性、MTU、网络演进、远程管理以及移动IPv6等。

3、国外IPv6标准化进程

　　在IPv6标准化组织介绍中我们看到，ITU主要考虑IPv6协议在电信网络中的应用；3GPP组织主要考虑IPv6在3G核心网中的应用，当然也不排除在3G终端中的应用。IPv6协议的研究进程主要在IETF组织内完成，所以下面重点介绍IETF的工作。

　　IETF针对IPv6协议的研究进程如下：

　　●1992年，IETF成立了IPng工作组；

　　●1992-1994年，IPng工作组收到了若干提案；

　　●1994年，IPng工作组提出了下一代IP网络协议——IPv6的推荐版本；

　　●1995年，IPng工作组完成了IPv6的协议文本；

　　●1995-1999年完成了IETF要求的协议审定和测试；

　　●1999年成立了IPv6论坛，开始正式分配IPv6地址，IPv6的协议文本成为标准草案。

　　目前IETF负责IPv6标准制定的工作组主要有两个：IPv6工作组和IPv6运营工作组(v6ops)。它们分别属于传输领域和运营维护领域。

　　(1)IPv6工作组

　　IPv6工作组负责IPv6规范和标准的制定工作，其前身是IPng工作组。该工作组的职责是继续制定IPv6相关技术标准，并根据实现和部署的情况，审查和更新IPv6标准及规范。该工作组现在将这些工作划分为两类，分别是“部署急需”和“完成目前工作”，其中前一类工作是IPv6工作组目前要优先考虑的。该工作组已经制定完成了65个RFC(此外17个RFC因各种原因已经被废止)，简要介绍如下：

　　●基本协议。RFC2460：互联网协议版本6；RFC2675：IPv6巨型包(jumboframe)；RFC2147：IPv6巨型包承载TCP、UDP；RFC2507：IPv6头压缩。

　　●体系协议。RFC2463：ICMPv6；RFC1981：IPv6 MTU发现协议；RFC2461：IPv6邻居发现；RFC1886：支持IPv6的域名解析；RFC2874：支持IPv6的DNS扩展；RFC3122：IPv6邻居发现扩展。

　　●地址相关协议。RFC3513：IPv6地址结构；RFC2374：IPv6可聚合全球单播地址；RFC1887：IPv6单播地址分配；RFC2375：组播地址分配；RFC2471：IPv6测试地址分配；RFC3531：地址块管理的灵活方式；RFC1881：OSI NSAP地址映射；RFC2462：无状态地址分配；RFC2374：基于运营商的单播地址格式；RFC2450：TLA(top level address)、NLA(next level address)分配原则；RFC2526：预留的IPv6子网泛播地址；RFC2732：URL中IPv6地址格式；RFC2928：IPv6子TLA标识初始分配；RFC3041：无状态地址分配私有扩展；RFC3484：IPv6缺省地址选择。

　　●组播相关协议。RFC2710：IPv6 MLD；RFC3306：基于单播地址的IPv6组播地址。

　　●链路相关协议。RFC2472：IPv6 over PPP；RFC2464：IPv6 over以太网；RFC2467：IPv6 over FDDI；RFC2470：IPv6 over令牌环；RFC2497：IPv6 over ARCnet；RFC3146：IPv6 over IEEE3194网络。

　　●网管相关协议。RFC2465：IPv6 MIB文法及通用组；RFC2466：IPv6 MIB ICMP组；RFC2452：IPv6 TCP管理信息库；RFC2454：IPv6 UDP管理信息库；RFC3019：IPv6 MLD管理信息库。

　　●移动通信相关协议。RFC3316：支持第二代、第三代移动终端的IPv6。

　　●隧道相关协议。RFC2473：IPv6通用隧道规范；RFC2529：无配置隧道时在IPv4网上传输IPv6包；RFC3314：3GPP标准中的IPv6建议。

　　●设备相关协议。RFC2711：IPv6路由器报警选项；RFC2894：支持IPv6的路由器重编号；RFC3178：IPv6路由器多穴支持。

　　●应用相关协议。RFC3493：基本套接字扩展；RFC3542：IPv6套接字API。

　　IPv6工作组正在研究的草案有：IPv6节点信息查询；ICMPv6规范；缺省路由器选择以及多个特定路由；对于IPv6主机的路由器负荷分担；本地链路(link local)IPv6组播地址；IPv6节点要求；IP转发表MIB；IP MIB；惟一的本地IPv6单播地址；IPv6编址框架；IPv6无状态地址自动分配；可选的IPv6重复地址发现；IPv6 over PPP；统一分配的惟一的本地IPv6单播地址；IPv6邻居发现；IPv6无状态地址分配的私有扩展；IPv6路由器公告中M和0标志的考虑；类似桥接的邻居发现代理。

　　(2)v6ops工作组

　　v6ops工作组负责演进机制、工具和部署方面的标准化工作，其前身是NGtrans工作组。2002年，IETF解散了NGtrans工作组，组建了IPv6 operations(v6ops)工作组，该工作组目前的主要职责是：

　　●根据运营商和用户的要求和建议，研究IPv4/IPv6互联网在运营或安全方面的问题，罗列问题出现的场景以及解决方案等。

　　●向IPv6工作组提出有关IPv6规范中导致或可能导致运营或安全问题的地方，并与IPv6工作组一起设法解决这些问题。

　　●发布一些资料性的RFC，指导应用开发人员开发出与IP协议相独立的应用和业务，即开发出同时适用于IPv4和IPv6的应用。

　　●发布一些资料性的或BCP(best current practice)类型的RFC，确定和分析在公用网络环境中IPv6的设计方案。

　　●明确在上述环境中部署IPv6所面临的开放的运营或安全问题，归档为RFC或ID。

　　●担负起对演进/过渡机制的推进工作。

　　v6ops工作组正在研究的草案有：3GPP网络向IPv6过渡的分析；IPv6主机和路由器的基本过渡机制；IPv6邻居发现在线假定有害；没有期限日的IPv6重编号过程；IPv6企业网分析；将NAT-PT转成实验(experimental)状态的理由；运营商在宽带接入网络的IPv6发展场景；IPv6网络结构保护；IPv6过渡/共存的安全考虑。

4、我国下一代互联网/IPv6相关标准体系

　　虽然我国在信息技术领域起步较晚，国际上很少有我国提交的标准，但是标准化工作在我国依然非常重要。我国现阶段IPv6标准已形成系列，该系列将随技术发展逐渐补充完善。具体标准制定状况如表1所示。

表1　我国下一代互联网相关标准制定状况

[table]

大类

小类

对应的国际标准

国内标准名称

当前状态

协议

基本协议

RFC2460

IPv6技术要求——IPv6协议

报批

RFC2460

IPv6协议一致性测试方法

包含于路由器规范

RFC2460

IPv6动态主机配置协议(DHCPv6)

未立项

RFC2461

IPv6邻居发现协议(ND)

报批

RFC3122

IPv6邻居发现协议反向扩展

未立项

RFC1881

IPv6技术要求——网络及地址结构

报批

RFC2462、RFC3041

RFC2375

RFC3697

IPv6无状态地址自动配置技术规范

IPv6组播地址设置

IPv6技术要求——流标识

报批

未立项

未立项

路由协议

RFC2740

基于IPv6的路由协议——OSPF协议技术规范

报批

RFC2740

基于IPv6的路由协议——OSPF协议测试方法

报批

RFC2283

基于IPv6的路由协议——BGP4协议技术规范

报批

RFC2283

基于IPv6的路由协议——BGP4协议测试方法

报批

RFC2080

基于IPv6的路由协议——RIPng协议技术规范

包含于路由器规范

RFC2080

基于IPv6的路由协议——RIPng协议测试方法

包含于路由器规范

ISO10589

ISO10589

基于IPv6的路由协议——ISIS协议技术规范

基于IPv6的路由协议——ISIS协议测试规范

未立项

工作中

组播路由相关协议

RFC3973

IPv6组播协议(PIM)

未立项

RFC3973

IPv6组播协议测试方法

未立项

RFC3973

IPv6域间组播协议

未立项

RFC3973

IPv6域间组播协议测试方法

未立项

RFC2710

组播监听者发现协议(MLD)

包含于路由器规范

安全相关协议

IPSes协议

已报批

QoS相关协议

尚无研究

未立项

移动相关协议

IPv6技术要求——支持计算机移动部分

报批

移动IP协议测试方法

未立项

IPv6与第三代移动通信

未立项

网管相关协议

支持IPv6的SNMP

IPv6相关MIB

未立项

未立项

设备

纯IPv6设备

IPv6边缘路由器设备技术规范

报批

IPv6边缘路由器设备测试方法

报批

IPv6核心路由器设备技术规范

IPv6核心路由器设备测试方法

IPv6宽带接入服务器设备技术规范

IPv6宽带接入服务器设备测试方法

IPv6三层交换机设备技术规范

IPv6三层交换机设备测试规范

报批

报批

工作中

工作中

工作中

工作中

双协议栈设备

双栈路由器设备技术规范

双栈路由器设备测试方法

未立项(过渡技术)

未立项(过渡技术)

组网

总体

IPv6组网总体技术要求

工作中

过渡与共存

双栈组网

工作中

RFC2473

隧道组网

工作中

RFC3125

NAT-PT组网

工作中

NGtrans IPv6 DNS

未立项

演进

IPv4网络与IPv6网络过渡技术

工作中

IPv6路由器过渡机制技术要求

工作中

网络服务质量

IPv6技术要求——服务质量

未立项

IPv6服务质量测试方法

未立项

网络安全

IPSec协议

与IP相同

网络管理

尚无研究

未立项

移动性支持

IPv6技术要求——支持计算机移动部分

已报批

业务

传统互联网业务

WWW业务

FTP业务

未立项

未立项

IPv6视讯业务

电话业务总体技术要求

未立项

流媒体业务总体技术要求

未立项

[/table]

　　在我国的IPv6标准系列中包含基本协议、路由协议、组播相关协议、安全相关协议、QoS相关协议、移动类协议、网管协议、IPv6设备相关协议、组网标准、业务标准等。其中：

　　●基本协议：包括IPv6协议、邻居发现协议等，主要是进行国际标准的本地化工作。这些协议主要制定于IPv6发展初期，用于推动IPv6在我国的发展进程。虽然这些协议的翻译工作早已完成，但是只有4个标准进入标准化流程并到达报批状态，其他标准都没有进入标准流程(未立项)。

　　●路由协议：包括支持IPv6的OSPF、BGP、RIP、ISIS，主要是进行国际标准的本地化。在IPv4标准体系中相应的技术规范都没有制定，在IPv6体系中为完整性考虑，都列有技术规范和测试方法。

　　●组播相关协议：主要包括PIM协议、MLD和域间组播等。由于当前组播业务还没有大规模开展，组播业务试验网运行也不是很顺利，因此标准相应滞后，只有MLD包含在设备规范中。

　　●安全相关协议：与信息安全直接相关的协议是IPSec标准。由于IPSec相关标准对于IPv4和IPv6来说只是封装不同，因此IPSec在IPv4系列标准中已经完成。

　　●QoS相关标准：虽然IPv6中有流标签、TOS等字段用于服务质量，但是这些字段如何应用一直在研究中。

　　●移动相关协议：移动相关协议主要指支持mobile IP的IPv6。其中mobile IPv6已报批，测试方法和3G中的IPv6都没有进入标准化流程。这些标准有望在3G技术的应用中迅速标准化。

　　●网管相关协议：网关相关协议主要包括支持IPv6的SNMP(简单网络管理协议)和相关的MIB(管理信息库)。其中MIB有大量相关协议，但由于主要是翻译工作，在IPv4中就没有做，相应IPv6中也就没有计划。

　　●IPv6设备相关协议：包括纯IPv6路由器、三层交换机、宽带接入服务器和双栈路由器。设备相关的技术要求和测试方法涉及我国的入网许可制度，直接关系到公众电信网的服务质量，一直是我国标准制定中的重点。这些标准没有直接对应的国际标准。

　　●组网相关标准：包括总体标准、过渡与共存标准、演进标准、服务质量标准、安全标准、网管标准和移动性标准。部分内容看上去与上文有所重复，但实际上偏重于组网中对上述技术的要求，因此还是有所区别。组网相关标准相对进展较慢，多数还在工作中。

　　●业务相关标准：业务是IPv6乃至下一代互联网能否成功的关键，主要包括传统互联网业务和一些在IPv4网络尚没有普遍开展的宽带业务。传统互联网业务包括WWW业务、FTP业务等内容，是IPv4中上述业务在IPv6上的复制，没有进入标准化流程。当前已开展研究的宽带业务主要是视讯业务，虽然视讯业务的标准同样没有进入标准化流程，但是在最近的一年中是研究的重点。

5、结束语

　　虽然业界对IPv6的商用化时间仍存在分歧，但是对于IPv6最终会取代IPv4并且在通信网络中发挥越来越大的作用已达成共识。中国作为一个互联网和通信技术及市场快速发展的国家，在IPv6的标准化工作上刻不容缓，不但应当符合国际标准，而且应当参与国际标准的制定。如各行业广泛参与标准制定，制造业迅速跟进且运营商及时提供相应网络和服务，我国完全有可能在下一代互联网方面占得先机。

　　下一代互联网除了IPv6以外还有很多其他方面内容，例如网络结构、服务质量保障框架、运营模式、安全体系等，应加紧研究，参与制定国际标准。

作者：魏亮 来源：泰尔网