中国移动参与 IPv6 的研究和推动已经持续近 20 年,在技术研究、产业推动、现网部署、规模商用方面都取得了重大进展。
2003年是中国移动开始进行 IPv6 研发的元年,这一年我们参加了国家 CNGI项目。2011 年,中国移动在 3GPP 主导发布了首个移动网 IPv6 过渡指导报告,推动了移动网 IPv6 的过渡进程。众所周知,移动网络更新换代以 10 年左右为周期,中国移动的这一举措突破了移动网和 IPv6 的共同发展瓶颈,实现了两者的融合发展。
2014年,中国移动决策在 VoLTE网络中使用 IPv6 单栈,也为后续 IPv6 的单栈推进奠定了基础。截至目前,中国移动已经建成了全球用户规模最大的 IPv6 双栈 4/5G 网络以及最大的 IPv6 单栈 4/5g 云网络。
经过 20 年努力,我们实现了 IPv6 与移动网络的同步发展,通过 3G 起步,4G同步, 5G 内生,切实推动了 IPv6 的快速发展和应用,并各个方面取得了重要进展。
可以说,中国移动已经成功打造了端到端的 IPv6 基础网络能力。
在用户和终端方面,截至今年 7 月,我们的 IPv6 移动网络用户达到 7.72 亿,流量占比达41.7%,而固定网络 IPv6 用户达到 1.69 亿,流量占比达12.6%,取得了重要进展。
另外,在网络基础设施、应用基础设施和自营网站方面也有长足发展。承载网络超 9000 台路由器,100% 支持 IPv6 单双栈。自营网站和自营 App 也在自研 IPv6 浓度测试工具的推动下快速实现了升级改造。目前,自有网站 IPv6 浓度达100%,自营 App 的IPv6 浓度接近98%。
进入 IPv6 时代后,中国移动也在携手业界共同推动创新成果的落地。
首先,中国移动推动了 3GPP 和 IETF 两大组织在 IPv6 方面的合作,将 IPv6 和移动网标准的推动进行了融合。其次,在关键技术创新方面也做出了较多贡献,比如由中国移动主导的BIH/PNAT技术为手机支持 IPv6 提供了非常好的过渡方案。相关技术方案也已经在 EITF 发布为 FC 6535 ,该方案也为全球多个移动操作系统的IPv6过渡提供了技术支持,比如安卓系统等。
同时,在3GPP 也针对IPv6 的演进和过渡提出了相关架构,获得了多项奖项,比如中国通信标准化协会科学技术一等奖、中国标准创新贡献一等奖、中国通信学会科学技术一等奖等。
随着技术的发展,中国移动也在大力推动算力网络战略。
算力网络基础架构可以分为三个层面,最底层为算网一体的基础设施,中间层为集成了AI的算网大脑,为网络提供端到端的全局视角的智能调度。最上层为融合统一的运营服务层,会产生很多新业态,比如算力交易、能力开放等。
最底层,我们希望构建统一算网IP底座,持续推动 IPv6 和 SRv6 的创新,为底座注入新动力。
G-SRv6在新的运营商基础设施里已经成为非常重要的核心协议,但其开销较大,特别是 ToB 网络下开销大可能会成为一种致命问题。
比如,运营商要使用管道技术封装客户业务,而运营商为客户提供净带宽的同时毛带宽也需要一系列的配置。假设客户有1G的带宽需求,如果使用SRv6 技术,客户往往会要求最小包长为 256 byte 时要达到限速,意味着每增加一层 128 Byte的标签,则会损失 12.5% 带宽。如果链路有 8 层 SRv6 ,则毛带宽需要用 2G 才能达到客户侧带宽1G的需求。
因此,我们提出了 G-SRv6 的技术,该技术主要存在以下几个创新之处。
第一,采用了压缩前缀技术。利用IPv6地址格式规律,压缩后的G-SID仅包含不同部分,解决SRv6封装效率低问题。
第二,采用二维指针定位技术,快速实现 SID匹配。
第三,支持多长度 SID混编。能够在不同场景下支持多种网络混合连接,使网络具备极佳的灵活性。
第四,支持COC压缩标记,从而能够拉通转发。
以上技术均已写入 IETF C-SID,将成为 SRv6 未来重要的基础技术。
针对SRv6存在的问题,在标准的推动过程中主要存在三个流派、五种方案。三个流派分别为共用前缀+SID拼接、共用前缀+SID shifting以及SID与 IPv6 地址映射。
为了解决问题, IETF 成立了 SRv6 头压缩设计组。经过两年的多方磋商,最终达成了妥协方案,采用了中国团队为主导的G-SRv6和3思科为主导的micro-SID方案的融合方案。该方案在 Draft 被称为 C-SID方案,目前已经被 IETF 接收为工作组文稿,为后续标准的推进奠定了基础。
为了构建完整的网络,中国移动牵头构建了全面的技术和标准体系。上图金字塔模型是技术和标准体系的呈现。
最下层为基础层,主导G-SRv6帧格式、转发机制、路由协议;第二层为保障层,包括基础路由、保护方案、基础 OAM 方案;最上层有针对 G-SRv6 的跨域方案、切片方案,同时我们也在拓展算网融合,智享WAN采用 G-SRv6 技术作为基础,能够实现类似于 SD-WAN 的服务,能够将网络和云互联,实现云、边、端、网的算网整合。
目前,以上能力已经形成产品,将很快投入现网部署。
在技术体系之下,中国移动积极构建了 G-SRv6 的完整产业链。国内参与方包括华为、中兴、华三、锐捷,国际上包括思科、博通、马威尔等,形成了包括芯片、设备、控制器、测试仪表在内的全面的G-SRv6产业链。
中国移动也希望基于 G-SRv6 统一协议,构建从接入、骨干、云内的端到端的基础 IP 网络,预计很快可为用户提供确定、敏捷的G-SR6服务。
我们希望能够面向算力网络构建统一的 IP 底座,它将具备以下几个特点:
第一,采用 G-SRv6 统一协议,实现云间以及云内的网络整合;
第二,通过高可靠确定性技术实现更好的算法服务,比如可以通过随流检测提供更精细化的性能和故障监测,通过网络切片实现确定性、差异化的网络服务。
第三,通过算和网的融合,发挥 G-SRv6 的应用感知和业务链特性,真正实现多要素拉通。
最终,基于 IPv6 和 G-SRv6底座构建出大带宽、低时延、高可靠、统一 IP 网络协议的整体的 IP 网络底座。