关于下一代互联网的标准体系

关于下一代互联网的

标准体系

南京邮电大学教授、博士生导师

张顺颐2/4/20231互联网即Internet，是IP网络的主要的应用。

IP业务呈现爆炸性的增长，业务量的组织是指数级的。

IP业务近年来转向实时业务，如IP电话、数据、IPTV及视频业务等。2/4/20232

IP网络的发展速度惊人，目前全球IP网络的基础设施平均1－2年要全面升级一次，骨干网络的带宽大约每6－8个月翻一番。支持宽带的DWDM技术在适应化方面取得了突破性的进展，千兆（G）比特的路由器、百万兆（T）比特的路由器相继问世。2/4/20233

IP网络技术的发展惊人，业务增加，应用增加。IP网络正在向下一代网络演进。

IPv4是在上世纪七十年代制定的。

IPv6是在92年提出，95年定稿的，在98年又作了较大的修改。IPv6比起IPv4在IP地址量、安全性、服务质量、移动性、扩张性等方面具有明显的优势。2/4/20234一、IPv6标准现状

IPv6标准的制定机构：

IETF（InternetEngineeringTaskForce）

称为互联网工程任务组；

IETF成立于1986年，开始时仅是一个论坛，由美国国防部高级研究计划署的网络（最早的互联网ARPANET）、美国国防部数字网（DDN）、互联网核心网网关系统的研究人员创建，目前已经成为互联网的体系结构、技术标准（建议）的开放性的团体。2/4/20235IETF的主要任务定义互联网中出现的技术问题并提出技术方案；详细说明协议的发展或用途，解决相关的问题；向互联网工程指导组（IESG，InternetEngineeringSteeringGroup）提出针对互联网协议的标准及用途的建议；促进RETF技术成果向互联网的推广，为互联网的各方人员提供合作平台；2/4/20236

RETF的主要工作机构

IPng：下一代因特网协议工作组，也称

IPv6工作组。主要负责IPv6有关的基础协议

的制定，于1995年成立，其中IPng制定的第

一个IPv6协议，即RFC2460；

NGtrans：下一代网络演进工作组，主要

负责与下一代网络演进有关的标准制定工

作。2/4/20237二、IPng（IPv6）工作组制定的规范：

IPng是IETF中比较活跃的工作组之一，每次会议都会收到许多标准的提案。目前已经有53项成为标准（RFC），17项成为互联网草案（InternetDraft）。具体有：2/4/20238（1）IP规范类：

互联网协议第六版规范RFC2460；2/4/20239（2）地址寻址类：IPv6寻址结构RFC2373；

IPv6寻址结构，互联网草案；

IPv6地址分配管理RFC1881；IPv6单播地址分配结构RFC1887；2/4/202310IPv6聚类全球单播地址的格式RFC2374；建议的TLA和NLA设置规则RFC2450；初期IPv6Sub－TLAID设置RFC2928；IPv6实验地址分配RFC2471；2/4/202311IPv6中连接当地（Link－Local）地址寻址和名字解析，互联网草案；IPv6组播地址设置RFC2375；保留的IPv6子网任播地址RFC2526；一种管理IPv6地址比特位设置的灵活方法，互联网草案；2/4/202312在URL中IPv6地址的语句格式RFC2732；IPv6局部地址结构，互联网草案；基于单播前缀的IPv6组播地址，互联网草案；2/4/202313（3）多穴查找（Multihoming）类；IPv6缺省地址选择，互联网草案；用路由聚类的IPv6多地穴查找，互联网草案；

IPv6聚类方案的多地址路由域问题，互联网草案；2/4/202314（4）互联网控制信息协议类：IPv6互联网控制信息协议RFC2463；

2/4/202315（5）逐跳选项类：IPv6路由器报警选项RFC2711；IPv6巨型数据包RFC2675；2/4/202316（6）组播类：IPv6组播信息接收者发现RFRC2710；

2/4/202317（7）MTU路径发现类：

IPv6路径发现RFC1981；2/4/202318（8）报头压缩类：IPv6报头压缩RFC2507；在点到点协议（PPP）上的IP报头压缩RFC2509；低速串行连接的IP/UDP/RTP报头压缩RFC2508；2/4/202319（9）建隧道传送数据包类：

IPv6规范中建隧道发送数据包的通用方法RFC2473；2/4/202320（10）域名系统类：

支持IPv6的域名服务器（DNS）扩展RFC1886；支持IPv6地址聚类和重编号的DNS扩展RFC2874；

IPv6节点信息问题（InformationQueries）,互联网草案；2/4/202321（11）演进机制类：

IPv6主机和路由器的演进机制RFC2893；

IPv6演进的路由方面问题RFC2185；不采用明显的隧道，在IPv4域中连接IPv6区域RFC3056；2/4/202322（12）路由类：

IPv6路由协议RFCRIPngRFC2080；支持IPv6的开放式最短路径优先（OSPF）RFC2740；

BGP－4的多协议扩展RFC2283

支持IPv6的IGRPng，互联网草案；2/4/202323（13）重编号类（Renumbering）：

IPv6的路由器重编号RFC2894；2/4/202324（14）安全性类：

互联网协议的安全性结构RFC2401；

IP论证报头RFC2402；

IP封装安全性载荷（ESP）RFC2406；采用MD5密钥的IP论证RFC1828;ESPDES－CBC转换RFC1829；2/4/202325（15）IPv6邻居发现RFC2461；

IPv6邻居发现RFC2461；对反向发现的IPv6邻居发现开展RFC3122；2/4/202326（16）自动配置类；

IPv6无状态地址自动配置RFC2462；

IPv6中对无状态地址自动配置的保密性扩展RFC3041；

IPv6动态主机配置协议（DHCPv6）互联网草案；

DHCPv6的扩展，互联网草案；

IPv6的DNS服务器发现机制分析，互联网草案；缺省路由器的优先和更特殊的路由，互联网草案；2/4/202327（17）程序接口类：

为IPv6扩展的基本连接接口RFC2553；

IPv6的高级连接API，互联网草案；2/4/202328（18）OSINSAP映射类：

OSINSAP和IPv6，RFC1888；2/4/202329（19）移动性类：IPv6的移动性支持，互联网草案；2/4/202330（20）基于不同媒体的IPv6：

在以太网上传输IPv6数据包的方法RFC2464；在环形网上传输IPv6数据包的方法RFC2470；没有明显隧道地在IPv4上传输IPv6数据包的方法RFC2529；在ARC网上传输IPv6数据包的方法RFC2497；2/4/202331

在PPP上的IPv6，RFC2472；非广播多接入（NBMA）网络上的IPv6，RFC2491；

ATM网络上的IPv6，RFC2492;

帧中继网络上的IPv6数据包传输，RFC2590；

IEEE1394网络上的IPv6数据包传输，互联网草案；2/4/202332（21）网络管理类：

对组播接收者发现协议的IPv6管理信息库，RFC3019；互联网网络文本约定，RFC2851；

IPv6管理信息库：文本约定和通用组RFC2851；

IPv6管理信息库：ICMPv6组，RFC2466；传输控制协议的IPv6管理信息库，RFC2452；用户数据报协议的IPv6管理信息库，RFC2454；2/4/202333二、NGtrans：下一代网络演进工作组，主要负责与下一代网络演进有关的标准的制定。2/4/202334NGtrans工作组的任务有四项：对用于IPv6演进的方法和工具进行规范；对IPv6演进中如何采用这些方法和工具编制文档；协调6BONE试验床，完成试验地址分配；系统IETF和其他组织有关的IPv6活动；2/4/202335NGtrans制定的标准有：1、互联网协议：主要内容有：在互联网中引入IPv6概述；双栈演进机制；IETF标准中采用IPv4地址的状况描述；用BGP实现跨越IPv4网的IPv6网络的连接；2/4/202336

对进入的数据包增强路由时，无状态IP/ICMP翻译算法（SIIT）和DSTM机制的扩展；区域内自动隧道寻址协议；

IPv6SMTP操作要求；基于IGMP/MLP代理服务器的IPv4/IPv6组播翻译器；2/4/202337

进入双栈互联网；采用“Bump－in－API”双栈主机；

NGtransIPv6DNS操作要求和计划图；蛀木虫：通过网络地址转换（NAT）在数据报协议（UDP）上做IPv6隧道；

6to4和DNS；2/4/2023382、RFCIPv6演进中的路由，RFC2185；无状态IP/ICMP翻译算法（SIIT）,RFC2765；网络地址翻译－协议翻译（NAT－PT），RFC2766；采用“Bump－in－Stack”技术的双栈主机，RFC2767；6bone骨干网络路由指南，RFC2772；IPv6主机和路由器的演进机制，RFC2893；2/4/2023396BONEpTLA和pNLA格式，RFC2921；IPv6隧道代理，RFC3053；通过IPv4网络的IPv6网连接，RFC3056；基于SOCKS的IPv6/IPv4网关机制，RFC3089；6to4中继路由器的泛播地址前缀，RFC3068；IPv6toIPv4传输中继翻译器，RFC3142；2/4/202340三、我国IPv6标准现状1、中国的IPv6完成了实验网，但是尚没有建设商业网，也没有大规模生产IPv6的设备。属于IPv6发展的初期；2、中国在制定自己的IPv6标准，这样将为我国IPv6网络、技术、产品和市场的迅速发展提供有力的保障；2/4/2023413、中国将是全球互联网的第一大国，存在极大的市场，因此中国的IPv6标准的制定，必将对全球的IPv6的标准的制定、市场的发展起到巨大的推动作用。特别是中国IPv6标准的制定，将深刻影响全球IPv6标准的走向，从而增加中国在新技术研究、发明和使用方面的份额，有利于我国IPv6产业的发展；2/4/2023424、IP地址是当前互联网发展的瓶颈，中国竭力推动IPv6，将从根本上解决这一问题。目前美国在IPv6上也表示出回答的积极性，形势对我们非常有利。2/4/2023435、我国IPv6标准制定的内容，可能包括以下6个方面：

（1）基本协议类：将以国际标准为主，与我国的实际情况相结合；主要内容有：2/4/202344

IPv6基本协议；路由协议；地址结构协议；邻居发现协议；安全协议；移动性协议；2/4/202345（2）网络的体系结构和性能指标分配；这是我国标准化的重点之一。主要内容有：

双栈演进机制；双栈路由器技术；设置主机技术；

IPv6隧道技术；网络地址翻译－协议翻译（NAT－PT）；

NGtransIPv6DNS；

IPv6演进中的路由；

IPv6主机和路由器的演进机制；2/4/202346（3）网络的评估标准和测试方法：

IPv4网络主要研究网络的生存能力和信息传输的公平性，而IPv6网络国家看重网络的可管理性、可维护性、网络提供的端到端的服务质量(QoS)和承载多业务的能力，当然也会关心网络的生存能力和信息传输的公平性。2/4/202347（4）网络设备规范和网络设备测试规范：

IPv6网络设备可以分为两大类：纯