文｜劉玉英

三網(wǎng)融合是指電信網(wǎng)、計算機(jī)網(wǎng)和有線電視網(wǎng)三大網(wǎng)絡(luò)通過技術(shù)改造, 能夠提供包括語音、數(shù)據(jù)、圖像等綜合多媒體的通信業(yè)務(wù)。隨著移動數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)不斷增加，用戶的在線時長也在不斷增加，三網(wǎng)融合使得終端也不斷增加，這大大增加了對IP地址資源的需求，現(xiàn)有的IPv4已無法滿足如此大的IP地址需求，從而對IPv6的需求變得越來越迫切。IPv6是為了解決IPv4所存在的IP地址資源不足等一些問題提出的，同時它還在許多方面提出了改進(jìn)，例如路由方面、自動配置方面。經(jīng)過一個較長的IPv4和IPv6共存的時期，IPv6 最終會完全取代IPv4 在互聯(lián)網(wǎng)上占據(jù)統(tǒng)治地位。

三網(wǎng)融合的概念及發(fā)展

互聯(lián)網(wǎng)、電信網(wǎng)、廣播電視網(wǎng)三網(wǎng)合一，1996年就已在國內(nèi)提出。當(dāng)時三個信息網(wǎng)絡(luò)都是沿著自己的某種方式在發(fā)展，力求滿足社會的需求。一是郵電通信網(wǎng)，它是信息基本通道，也是國家基礎(chǔ)設(shè)施不可缺少的部分；二是計算機(jī)網(wǎng)，從中國網(wǎng)（CHINANET）到互聯(lián)網(wǎng)（Internet）,已成為重要科研機(jī)關(guān)及部門交換信息的主渠道；三是不被人們所重視但又非常需要的有線電視網(wǎng)(CACT)。三網(wǎng)怎么融合為一，一直以來有兩種定義：一是物理層的融合，即將三張網(wǎng)合而為一；二是業(yè)務(wù)層的融合，即在同一個網(wǎng)絡(luò)上可以同時開展語音、數(shù)據(jù)和視頻等多種不同的業(yè)務(wù)，其實就是“數(shù)字融合”。第一種定義實際上是部門的變革。網(wǎng)絡(luò)統(tǒng)一的背后是管理權(quán)的整合，實施和運作難度很大。第二種定義從市場角度來看，一個三方競爭的狀態(tài)有利于消費者和業(yè)務(wù)成長。所以“三網(wǎng)融合”并不是指目前用于傳播語音、數(shù)據(jù)和視頻信號的三個網(wǎng)最終融合為物理上的一個網(wǎng)絡(luò)，或者其中的某一個網(wǎng)絡(luò)將取代另一個網(wǎng)絡(luò)，而主要是指高層業(yè)務(wù)應(yīng)用的融合。

三網(wǎng)融合的終極動力源于用戶需求，用戶需求則源于對生活品質(zhì)的不斷追求。理想情況下，用戶只需關(guān)注服務(wù)的內(nèi)容、質(zhì)量和安全等因素，而無需關(guān)注服務(wù)的提供方式。NGB (下一代廣播電視網(wǎng))是以有線電視網(wǎng)數(shù)字化和移動多媒體廣播電視為基礎(chǔ)，實現(xiàn)視頻、語音、數(shù)據(jù)和移動業(yè)務(wù)等綜合承載的網(wǎng)絡(luò)；電信網(wǎng)則利用NGN（下一代網(wǎng)絡(luò)）技術(shù)實現(xiàn)基于分組的視頻、語音、數(shù)據(jù)和移動等業(yè)務(wù)綜合承載；正在向NGI（下一代互聯(lián)網(wǎng)）方向演進(jìn)的互聯(lián)網(wǎng)也基本具備“四重播放”能力。由于IP技術(shù)的開放性、經(jīng)濟(jì)性以及在異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)整合方面的優(yōu)勢，NGB、NGN及NGI 等都選擇IP作為基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，因此三網(wǎng)融合將產(chǎn)生巨大的IP地址需求：一是以IPTV為代表的視頻業(yè)務(wù)需要更大的IP尋址空間；二是物聯(lián)網(wǎng)等相關(guān)業(yè)務(wù)的大規(guī)模開展將使IP延展到更廣泛的網(wǎng)絡(luò)空間。物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的一個重要前提就是網(wǎng)絡(luò)范圍的延展，而三網(wǎng)融合將進(jìn)一步推進(jìn)新一代網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，擴(kuò)大網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍，因此三網(wǎng)融合可以為物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)業(yè)務(wù)的開展奠定更堅實的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)。

IPv6的特點

新一代的IPv6將從根本上解決目前IPv4存在的問題，同時還將提供更多的高性能服務(wù)。對比IPv4，IPv6有如下優(yōu)點：簡化的報頭和靈活的擴(kuò)展；層次化的地址結(jié)構(gòu)；即插即用的連網(wǎng)方式；網(wǎng)絡(luò)層的認(rèn)證與加密；服務(wù)質(zhì)量的滿足；對移動通訊更好的支持。具體體現(xiàn)在以下幾個方面：

1、地址空間巨大，IPv6采用128位編址方式，不會存在地址空間枯竭的問題；

2、嚴(yán)格的繼承性編址方式，更加容易實現(xiàn)地址聚合，簡潔的數(shù)據(jù)報頭使得尋址方式更加快捷，大大提高了選路效率；

3、先進(jìn)的無狀態(tài)尋址方式可以支持即插即用，新上線的終端無須人工干預(yù)即可工作；

4、提高了QoS服務(wù)質(zhì)量，對各種流媒體信息可根據(jù)緊急性和服務(wù)類別確定數(shù)據(jù)包的優(yōu)先級，數(shù)據(jù)的傳輸質(zhì)量和延時指標(biāo)可以人為進(jìn)行控制，從很大程度上保證了多媒體數(shù)據(jù)的傳輸質(zhì)量；

5、加強(qiáng)了組播功能，同時IPv6網(wǎng)絡(luò)在帶寬上將大大地提高，使實現(xiàn)高性能的大規(guī)模音視頻應(yīng)用成為可能；

6、IPv6強(qiáng)制執(zhí)行必選的IPsec協(xié)議，保證了監(jiān)控信息的安全性；

7、支持與3G的無縫連接，為發(fā)展新的移動業(yè)務(wù)應(yīng)用與管理提供了可靠的平臺。

因此，基于IPv6互聯(lián)網(wǎng)將可能開發(fā)出性能更加可靠、功能更豐富、使用更靈活方便、智能化程度更高、速度更快、容量更大和范圍更廣的產(chǎn)品和應(yīng)用。

IPv6在三網(wǎng)融合中的應(yīng)用優(yōu)勢

支持地址分配

IPv4中，地址是用戶擁有的。這種方式的缺點是ISP必須在路由表中為每個用戶的網(wǎng)絡(luò)號維護(hù)一條表項。隨著用戶數(shù)的增加，會出現(xiàn)大量無法會聚的特殊路由，即使無類別域間路由（CIDR）也不能處理這樣的路由表爆炸現(xiàn)象。IPv6改變了地址的分配方式，從用戶擁有變成了ISP 擁有。全球網(wǎng)絡(luò)號由因特網(wǎng)地址分配機(jī)構(gòu)（IANA）分配給ISP，用戶的全球網(wǎng)絡(luò)地址是ISP 地址空間的子集。每當(dāng)用戶改變ISP時，全球網(wǎng)絡(luò)地址必須更新為新ISP提供的地址。這樣ISP能有效地控制路由信息，避免路由爆炸現(xiàn)象的出現(xiàn)。

支持移動性

現(xiàn)在的互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議IPv4，原本不提供任何移動性支持。針對這一情況，IETF 于1996年制訂了支持移動互聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的協(xié)議，稱為移動IP，其協(xié)議有兩種版本：基于IPv4的移動IPv4和基于IPv6的移動IPv6。移動IPv6協(xié)議為用戶提供可移動的IP數(shù)據(jù)服務(wù)，讓用戶可以在世界各地都使用同樣的IPv6 地址，非常適合未來無線上網(wǎng)。移動IPv6協(xié)議的優(yōu)點在移動終端數(shù)量持續(xù)上漲的今天尤其突出。移動IPv6能夠通過簡單的擴(kuò)展，滿足大規(guī)模移動用戶的需求。

支持組播

IPv6加強(qiáng)了組播功能，這是一種可將信息傳遞給所有已登記了欲接收該消息的主機(jī)的功能。組播的意義在于只有用戶加入相應(yīng)的組播組才能收到發(fā)給該組的信息，這對于視頻節(jié)目的發(fā)送來說意義尤其重大，模擬電視中的頻道概念就完全可以用組播組的概念來代替。而且組播組的范圍可以包括同一本地網(wǎng)、同一機(jī)構(gòu)網(wǎng)、甚至IPv6全球地址空間中的任何位置的節(jié)點，這就為網(wǎng)絡(luò)多媒體信息服務(wù)提供了更大的靈活性。

支持物聯(lián)網(wǎng)及網(wǎng)絡(luò)視頻管理

網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控這一系統(tǒng)要運營在下一代互聯(lián)網(wǎng)上，就需要實現(xiàn)對IPv6協(xié)議的支持。對網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控而言，IPv6的一插即用和巨大的地址空間為網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控提供了巨大的市場空間，如通過高度集成的網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)，可將視音頻信息通過互聯(lián)網(wǎng)遠(yuǎn)距離傳輸；無須任何外接設(shè)備，就可將網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)直接插入網(wǎng)口，即插即用；遠(yuǎn)端用戶可以通過PC、筆記本、PDA、手機(jī)等任何聯(lián)網(wǎng)的終端隨時、隨地訪問網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)，遠(yuǎn)程監(jiān)控暢通無阻；每個網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)都分配有一個全球唯一的IPv6地址，支持網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)的即插即用和端到端通信。

支持安全性

廣電有線電視網(wǎng)絡(luò)由點對面的單向廣播式的傳輸轉(zhuǎn)向雙向互動傳輸，其對安全性要求是不容置疑的。原來的互聯(lián)網(wǎng)安全機(jī)制只建立于應(yīng)用程序級，無法從IP層來保證安全。為了加強(qiáng)互聯(lián)網(wǎng)的安全性，從1995年開始，IETF著手研究制定了一套IP 安全（IPSec）協(xié)議用于保護(hù)IP通信的安全。IPSec是IPv6的一個組成部分，也是IPv4的一個可選擴(kuò)展協(xié)議。實質(zhì)上，IPv6不會比IPv4更加安全。但由于IPSec提供的端到端安全性的兩個基本組件認(rèn)證和加密都是IPv6協(xié)議的必備組件，而在IPv4中，它們只是可選組件，因此，采用IPv6，安全性會更加簡便、一致。更重要的是，IPv6使我們有機(jī)會在將網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)換到這種新型協(xié)議的同時發(fā)展端到端安全性。

IPv6應(yīng)用到三網(wǎng)融合過程中要注意的技術(shù)問題

現(xiàn)在的互聯(lián)網(wǎng)設(shè)備主要基于IPv4，不可能短時間內(nèi)通過設(shè)備置換的方式升級到IPv6。在三網(wǎng)融合過程中建設(shè)一張獨立的IPv6網(wǎng)絡(luò)同樣是不現(xiàn)實的，目前最可行的方式就是循序漸進(jìn)，逐步實現(xiàn)IPv4向IPv6的過渡。

要根據(jù)具體情況選擇合理過渡方式

目前，主要的過渡技術(shù)有雙棧技術(shù)、隧道技術(shù)和協(xié)議轉(zhuǎn)換技術(shù)等。雙棧技術(shù)就是在設(shè)備上同時安裝IPv4和IPv6協(xié)議棧， 應(yīng)用程序根據(jù)DNS解析地址類型選擇使用IPv6或IPv4；隧道技術(shù)有多種實現(xiàn)方式，主要將IPv6報文作為IPv4的負(fù)載，實現(xiàn)IPv6孤島之間的互聯(lián)，或者以相反方式實現(xiàn)IPv4孤島之間的互聯(lián)；協(xié)議轉(zhuǎn)換技術(shù)通常應(yīng)用在IPv6和IPv4網(wǎng)絡(luò)的交界處，實現(xiàn)IPv6主機(jī)與IPv4主機(jī)之間的互通。每種過渡技術(shù)都有一定的適用場景，在三網(wǎng)融合環(huán)境下，應(yīng)遵照雙棧技術(shù)為主和其他過渡技術(shù)為輔的原則，針對不同企業(yè)的網(wǎng)絡(luò)及業(yè)務(wù)現(xiàn)狀，靈活調(diào)整策略，實現(xiàn)IPv6的引入。

廣電運營商網(wǎng)絡(luò)在三網(wǎng)融合初期的一個顯著特點是Quad-play業(yè)務(wù)剛起步，除IPTV業(yè)務(wù)外，語音和數(shù)據(jù)等業(yè)務(wù)都相對較少，移動業(yè)務(wù)基本沒有，用戶對外部網(wǎng)絡(luò)資源的訪問較少；而電信運營商已經(jīng)建立了基本具備Quad-play能力的基于IPv4的網(wǎng)絡(luò)，在三網(wǎng)融合條件下，電信運營商通常只會在現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上進(jìn)行優(yōu)化，以滿足IPTV 等業(yè)務(wù)大規(guī)模開展的需求。針對雙向化改造程度和IPTV業(yè)務(wù)開展情況的不同，廣電運營商網(wǎng)絡(luò)和電信運營商引入IPv6所采用的技術(shù)手段有所區(qū)別。對于即將或正在進(jìn)行雙向改造的廣電運營商網(wǎng)絡(luò)和尚未開展IPTV業(yè)務(wù)的電信運營商網(wǎng)絡(luò)，用戶終端和IPTV平臺應(yīng)優(yōu)先使用IPv6，而接入和骨干網(wǎng)絡(luò)則應(yīng)以雙棧為主，以應(yīng)對語音和數(shù)據(jù)等需訪問外部網(wǎng)絡(luò)資源的情況；對已經(jīng)完成雙向改造的廣電運營商網(wǎng)絡(luò)和已經(jīng)通過合作方式開展IPTV業(yè)務(wù)的電信運營商網(wǎng)絡(luò)，平臺、網(wǎng)絡(luò)和終端都已經(jīng)采用了IPv4，為實現(xiàn)IPv4向IPv6的過渡，需要在網(wǎng)絡(luò)和平臺上啟用雙棧協(xié)議。對于新入網(wǎng)用戶，IPTV終端可直接采用IPv6；對于老用戶則需要在IPTV終端上啟用雙棧協(xié)議，使該用戶逐步由IPv4向IPv6遷移。如果終端或平臺不支持雙棧，則需要啟用協(xié)議轉(zhuǎn)換技術(shù)，實現(xiàn)IPv4終端對IPv6資源的訪問或IPv6終端對IPv4資源的訪問。如果從IPTV平臺到終端的網(wǎng)絡(luò)路徑中存在IPv6孤島，則需要在IPv6孤島邊緣使用隧道技術(shù)，實現(xiàn)IPv6流量在IPv4 環(huán)境下的穿越。

注意實現(xiàn)地址科學(xué)規(guī)劃和管理

在IPv6 地址體系結(jié)構(gòu)的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計中，64位前綴與64位接口標(biāo)識共同組成一個完整的IPv6地址。然而，如果不考慮地址聚合等因素，小于64位的子網(wǎng)前綴沒有太大現(xiàn)實意義。在可預(yù)見的未來，幾乎不會出現(xiàn)地址規(guī)模超過264個地址的局域網(wǎng)，如果采用標(biāo)準(zhǔn)的IPv6地址體系結(jié)構(gòu)，將會造成IPv6 地址空間的極大浪費。因此，在IPv6地址實際分配過程中，應(yīng)考慮子網(wǎng)前綴大于64位的情況。

目前，IPv6 地址配置方式包括手工配置、有狀態(tài)自動配置和無狀態(tài)自動配置三種。手工配置通常用于點對點鏈路或隧道節(jié)點的地址配置，RFC 3627指出點對點鏈路最好使用/64地址，而非/112 地址，但是為了避免地址浪費，應(yīng)盡量為點對點鏈路或隧道節(jié)點手工配置/127或/126的地址。盡管無狀態(tài)自動配置方式支持即插即用，終端可以在無需任何配置的條件下接入網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)便捷接入，但這種方式需要通過EUI64規(guī)范所產(chǎn)生的64位接口標(biāo)識形成一個符合IPv6標(biāo)準(zhǔn)地址結(jié)構(gòu)的地址，在一定程度上造成了地址空間的浪費。在網(wǎng)絡(luò)改造過程中，應(yīng)盡量避免采用無狀態(tài)自動地址配置方式。有狀態(tài)自動配置方式可實現(xiàn)任意長度子網(wǎng)前綴的IPv6地址配置，有利于IPv6地址的科學(xué)分配與管理，是目前比較可取的地址配置方式。

關(guān)注安全問題

IPv4設(shè)計之初，就假設(shè)網(wǎng)絡(luò)是構(gòu)建在一個安全可信的環(huán)境下，這種理念帶來了很多安全困擾。IPv6在設(shè)計之初就對網(wǎng)絡(luò)安全風(fēng)險及其應(yīng)對措施進(jìn)行了充分考慮，并通過IPSec 等機(jī)制在一定程度上解決了IPv4網(wǎng)絡(luò)中存在的一些安全問題。但是，作為網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議，IPv6的引入依然無法解決目前IPv4網(wǎng)絡(luò)中面臨的鏈路層、應(yīng)用層等安全問題。另外，新協(xié)議的引入，特別是IPv4 網(wǎng)絡(luò)向IPv6 網(wǎng)絡(luò)過渡過程中，也將給網(wǎng)絡(luò)帶來新的安全問題。

1、無狀態(tài)地址自動配置的安全性

無狀態(tài)地址自動配置在很大程度上依賴于鄰居發(fā)現(xiàn)（neighbor discovery，ND）協(xié)議。ND協(xié)議可實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)配置過程的自動化，但是鏈路可信是ND協(xié)議正常運行的默認(rèn)前提，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)中存在惡意節(jié)點時，ND協(xié)議的這一缺陷將使網(wǎng)絡(luò)面臨攻擊的風(fēng)險。

2、協(xié)議轉(zhuǎn)換技術(shù)的安全性

協(xié)議轉(zhuǎn)換技術(shù)需要對地址、報頭和協(xié)議進(jìn)行轉(zhuǎn)換，對各種虛假信息較為敏感，能夠防范地址欺騙攻擊或不完整報文攻擊。但事物總具有兩面性，這種方式將耗費路由器的大量資源，對路由器性能要求較高。由于協(xié)議轉(zhuǎn)換設(shè)備是IPv4網(wǎng)絡(luò)與IPv6網(wǎng)絡(luò)的互通關(guān)鍵節(jié)點，如果攻擊者根據(jù)此特點對協(xié)議轉(zhuǎn)換設(shè)備發(fā)動拒絕服務(wù)攻擊，將造成IPv4與IPv6網(wǎng)絡(luò)之間的業(yè)務(wù)中斷。

結(jié)束語

總之，三網(wǎng)融合是現(xiàn)代電子信息技術(shù)發(fā)展的趨勢，也是中國工業(yè)信息化的迫切需要，加快三網(wǎng)融合也有利于提高國家信息化的水平。目前互聯(lián)網(wǎng)和電信網(wǎng)已實現(xiàn)了融合，很多家庭的寬帶和電話使用的就是一條線路，當(dāng)前的任務(wù)主要是電信系統(tǒng)和廣電系統(tǒng)的合二為一，IPv6的應(yīng)用已為此掃清了技術(shù)障礙，雖然目前還存在著體制問題特別是運營體制和競爭體制的干擾，但三網(wǎng)融合的大趨勢是不可改變的，三網(wǎng)融合離我們已經(jīng)越來越近了，我們期待著。