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段晓东：5G网络设计将进一步引导向IPv6过渡

2018-03-08 中国教育网络

　　段晓东　中国移动研究院网络技术研究所所长

　　在2017年全球网络技术大会（GNTC）上，中国移动研究院网络所所长段晓东做了《IPv6进展及对新一代IP网络的思考》主题演讲，介绍了近10年来从4G/LTE向5G无线网络技术框架国际标准制订的过程。段晓东说，对于IPv6，他有两个思考：第一，如何确保移动通讯和IPv6同步发展；第二，IPv6网络未来如何发展。

　　如何确保移动通讯和IPv6同步发展？

　　段晓东表示，2G/3G用户同时在线率仅为5.3%左右，而LTE用户由于永远在线的特性，约需至少6亿以上地址。VoLTE终端至少需要两个永久在线的PDN连接（两个APN，每个APN都需要一个地址），一个用于互联网访问，一个用于语音通信。若用户全部演进为VoLTE模式，则需十几亿地址。可见IPv6是移动互联网的基础，也是网络长期演进发展的需要。

　　段晓东介绍，中国移动从很早之前就意识到IPv6不仅仅是互联网演进的基础，也是移动互联网发展的重要基础。经过几年的发展，中国移动在IPv6推动上取得了实质性的进展。在推动IPv6与移动互联网融合时，主要有三个大的举措：

　　举措一，确保LTE和IPv6同步发展。目前中国移动已经在全网范围内要求所有EPC相关设备支持IPv6，并采用IPv4/IPv6双栈APN接入LTE数据方式解决了双连接问题。他表示，IPv6自身的发展要借助LTE发展的阶梯，将整个IPv6引入到移动网络中来，向前推进IPv6，保证对LTE的支持。

　　举措二，将语音业务搬迁到LTE上之后，中国移动决定VoLTE用IPv6，不再采用与IPv4转换的方式。举措三，大力推动IPv6发展。通过多个协会推进IPv6，如在2009年和2010年联合3GPP和IETF召开IPv6峰会推进移动通信IPv6化。在3GPP发布首个移动网IPv6过渡指导报告TR23.975，自主研发PNAT/BIH技术，发布IETFRFC6535等国际标准，发起轻量级物联网等工作组，推动IPv6与物联网结合。他表示，到了5G时代，希望能够利用互联网协议，打开整个网络的开放性，5G会进一步引导大家向IPv6过渡。

　　他认为，5G中引入IPv6，很重要的一个应用是边缘计算，这是只有IPv6才支持的一个功能，意味着如果将来我们想体现边缘计算的很多优势，必须引入IPv6技术。

　　下一步IPv6如何发展？

　　段晓东提到，他在IPv6工作组快十年了，感觉到IP层面的改变非常困难，但确实应当需要变化。主要有几个需求：

　　第一个需求是业务端到端的需求。带宽的问题一定是靠不断地投资、不断地扩展解决的，带宽并不是一个大的技术问题。

　　第二个需求是速率。随着4G、5G技术的提升，接入技术的提升也不是问题。而如何控制端到端的时延成为一个大的问题，很多医疗场景、车联网等应用都对时延提出了极高的需求，必须解决这个难题。此外，还要确定性时延。如何能够实现确定性时延，这是IP网络包括移动通讯网络都没有解决的问题，暂时还没有一个方法论。

　　第三个需求是网络切片（即对网络实行分流管理。网络切片本质上就是将运营商的物理网络划分为多个虚拟网络，每一个虚拟网络根据不同的服务需求，比如时延、带宽、安全性和可靠性等来划分，以灵活地应对不同的网络应用场景），可能会成为下一代网络服务中的一个基本服务平台。段晓东认为，5G商用，切片可能是第一商用，和以前4G时代不一样，因为大家都希望用5G的低时延的切片化网络做服务。切片的概念像过去的VPN，它是一个升级版的VPN，带有很多细密度参数要求和定制化要求的服务的集合，对时延、带宽、隔离性等服务的要求都不一样。

　　第四个需求源于计算模式发生变化。段晓东认为，过去是云计算，现在到了边缘计算，泛在计算的场景越来越广泛。他发现，其实很多工业互联网的组织发生的变化超过了通讯界的想象，它有很多自己的计算模式，包括在很多工业、机场中，有很多智能化的节点逐渐都配合工业4.0层层推进，这种计算将可能导致我们过去以主机为中心的通讯服务、信息模型的变化。将来信息智能化节点可能会进一步离散化，从云计算、边缘计算到智能计算，以后数据中心范围会越来越广。如果考虑边缘计算这个海量的连接，这个模型可能真正将计算和存储由端的概念变成网的概念，那么，IP承载网如何适应这个变化，提高网络的协同能力？这也是一个很重要的诉求。

　　总之，这四个方面其实给IP网提出了很多挑战，其中未来业务对低时延要求苛刻，成为IP承载网未来技术演进的重要需求之一，而确定性时延是下一代承载网面临的重要挑战和技术难题之一。他表示，中国移动正从下面几步展开尝试：

　　第一步是在开始转发机制上做一些变革，包括节点之间一定要引用精确时间同步，要精确锁定时延。

　　第二步是保证通用性和专用性并存，互联网讲究通用性，今天的人们可能要将通用系统进行并存考虑，这就牵扯到IP网有可能要引入一些管理。

　　第三步是控制面的变革，关于集中控制和分布控制，永远是一个很有意思的话题，这个话题讨论得很多，现在基本上以集中控制下发配置，分布式计算结合来实现所谓的一种泛SDN。

　　IPv6是新一代IP网络的起点。我们如何推进它？段晓东认为有两点：

　　一是移动通讯网络都是局部推进的过程，可以采取粘连很多孤岛，逐渐渗透推进IPv6网络的变革。依靠工程与技术的变革，完全靠基础变革很难，一定要结合技术创新和工程创新。

　　二是要同时引入很多工程的计算，包括边缘计算。要想在5G时代网络中满足工业互联网垂直行业的要求，应当把这两点结合在一起。

　　他表示，IPv6是新一代网络起点，我们要为建立一个全IPv6的连接，建立一个网络强国做出更多的贡献。考虑到后续IPv6使用越来越多，5G网络设计将进一步引导向IPv6过渡。

　　（本文根据中国移动研究院网络所所长段晓东在“2017年全球网络技术大会”上的演讲整理。供稿/特约编辑沈阳）

http://www.media.edu.cn/zcjd/fmbd/201803/t20180308_1588631.shtml