“IPv6网络关键技术研究和城域示范系统”是中科院在2001年启动的知识创新工程重要方向性项目，中科院计算所所长李国杰院士担任项目的首席科学家。项目由计算所牵头，联合声学所、网络中心等单位联合攻关。中科院计算所承担了其中的“IPv6关键支撑技术”和“城域示范”的研究任务。

　　“各个发达国家以及各大网络设备厂商都在研究IPv6的实用化。计算所作为信息技术研究领域的国家队，应当提供信息产业需要的共性技术、关键技术。我们的研究必须有我们自己的特色，研究成果必须实用。”这是李国杰所长两年前给课题定下的目标。

　　有特色意味着与众不同，不是metoo（人家有的我也要有）；实用意味着要有用户。

　　“我们采取的策略，是避开骨干网建设，避开大型路由器的研制，集中于IPv6关键支撑技术和城域网构建技术及其应用示范。这样既可以保证我们有研究的优势和基础，又能有较切实际的应用，从而有效地推动我国IPv6技术和应用的发展。”李忠诚研究员介绍说。

　　IPv6实用化首先要建立一个实验平台，在这个实验平台上进行相关关键技术的探索。为什么选定城域网？李忠诚有他的解释：

　　“关于IPv6的实验已经有一些单位在做，例如在骨干网上实施IPv6。我们认为，骨干网上IPv6的实验和部署是一个巨大的工程，从已经开展的情况看，主要问题是缺少用户。网络规模不仅在于地理范围大小，更重要的在于接入的规模。从网络技术上讲，城域网仅是广域网在地理规模上的缩小，城域网可以看成广域网的一个子集，而同时城域网直接贴近用户。我国许多城市都处于城域网刚建设好、正在建设或将要建设的阶段，选择城域范围构建IPv6实验网络具有突出的优点。当末端网络中不再需要IPv4时，将可以极大地加速实现全面过渡到IPv6的过程。IPv6城域岛屿的建立和进而实现的各IPv6城域岛屿的互连将加快我国向下一代网络过渡的步伐。”这样的IPv6实验网络选定重庆网通、北京科教信息网和国家科技文献情报中心网。

　　项目面临的第二个问题是：研究哪些关键支撑技术？

　　IPv6的相关关键技术很多，计算所不可能面面俱到，什么都做。例如基于IPv6的电信级路由器，思科、Juniper等世界级厂商已经在大力研发，甚至已经有产品，这些厂商在路由器、交换机等领域拥有难以匹敌的优势。“如果选择人家的这些强项作为研究重点，首先我们在起跑线上就落后很多，更重要的是就算是拿出研究成果，也很可能没有用户。”

　　“我们研究了世界各大厂商在IPv6领域的研发现状，各大厂商已经开发出不少基于IPv6的设备，这些不同厂商生产的设备之间的协议一致性及互操作性是一个非常关键的问题。因此我们确定的第一个目标就是开发一套IPv6测试系统。”

　　这套IPv6测试系统开发成功了。计算所开发的实际上是专用测试软件，具有完全自主知识产权，并通过技术转让，与国际知名协议测试仪厂家的专用硬件结合构成专用IPv6测试仪，目前已被法国电信、韩国电信等多家大型运营商以及众多电信网络设备制造商采用。不久前，美国国防部举办名为Moonv6的大型IPv6测试，三十多家国际著名厂商参与，计算所开发的这套测试系统的测试能力在此次测试中得到有效验证。

　　不要小看这一成果。从技术的角度看，首先，只有在对IPv6有透彻、精深理解的基础上才可能开发出这样的专用测试系统，这说明我国研究人员已经掌握了IPv6网络的核心技术；其次，面对市场上五花八门的各种IPv6设备，就需要在精深理解IPv6的基础上定义一种描述语言，能够高效地描述测试例，而测试例的设计必须具有通用性，需要设计测试系统的结构，使他不依赖于任何被测网络设备和操作系统。计算所在这一方面的研究已经申请了4项国家发明专利。

　　从应用的角度看，这套专用测试软件开发成功后立即打入国际市场，被众多国际厂商认可，软件以国际流行的方式许可给相关硬件厂商，每销售一台测试仪，计算所都将获得一份软件许可费；从用户层面看，使用这套专用测试仪器的用户都是国际知名厂商，都是高端用户，这一事实本身说明这一研究成果的含金量。

　　研究成果的转化在我国学术界一直是一个难题。计算所开发的IPv6测试系统迅速得到国内外用户的认可，成为研究成果转化的一个成功案例。这一成功案例有两项有益提示：第一，知识创新不能metoo，不能看着人家的蛋糕眼馋，创新意味着走自己的路，做自己的蛋糕；第二，知识创新不等于好高骛远，什么都要自己做的目标在当今世界是不可能实现的。我们要做的事情是实现“你中有我”，研发成果应当有用户；与其瞄准人家的强项硬拼，不如“你打你的，我打我的”，根据用户需求确定我们的研究方向。

　　“测试不同厂商的设备是否互连互通是第一个方面的关键技术，第二个方面是什么？”我问。

　　“我们考虑IPv6网络将同现有的基于IPv4的互联网长期共存，IPv4与IPv6的互通因为存在地址转换问题形成瓶颈，所以高性能的IPv6与IPv4的转换网关就成为解决这一瓶颈问题的关键技术。因此，我们把IPv6与IPv4的高性能转换网关和IPv4／IPv6转换和互通综合解决方案确定为第二个方面的关键技术。”李忠诚的回答很简明。

　　尽管IPv6的呼声日高，但是在相当长的时间内IPv6不可能完全取代IPv4。这是因为基于IPv4的互联网起源于美国，美国拥有40余亿IP地址的74％，平均每个美国人拥有10个以上的IP地址，而中国近8000万网民只有3000余万IP地址，因此在相当长的时间内美国不会遇到欧洲、亚太区国家存在的域名匮乏问题；其次，美国在IPv4网络投资巨大，当然要设法获得尽可能多的回报。这两点是美国对基于IPv6的民用网络不太积极的原因。就是在中国，要在短时间内淘汰IPv4网络也会造成极大的浪费，这就是未来IPv6同IPv4共存的背景。

　　“高性能转换网关开发结果成功吗？”

　　“很成功，我们采用Intel公司最新型的网络处理器芯片IXP1200和IXP2400研制的百兆和千兆转换网关，成功实现线速。”线速是行话，意思就是线路允许的最高速度。

　　“这里的技术难点在哪里？”

　　“关键是高性能。为了达到高性能，需要精心地设计系统的体系结构。如Intel的网络处理器IXP2400有8个微引擎，我们必须设计一套方案，充分利用这一芯片的8个微引擎，在数据平面和控制平面合理划分任务，合理调度资源，动态平衡流量，以实现线速；另外我们在基于网络处理器结构的NAT－PT转换网关上已经实现了DNS（域名系统）、FTP（文件传输协议）两种网络应用的应用层网关（ALG），针对其它网络应用的应用层网关正在开发。这种转换网关设备已经成功应用在重庆网通IPv6试验网、北京科教移动IPv6示范网，并将应用于中国联通等运营商的IPv6骨干结点。”

　　李忠诚进一步介绍说，在中国这样一个IPv4地址严重缺乏的国家，目前大量用户不得不采用IP私有地址通过NAT（网络地址翻译）技术访问互联网，而NAT技术本身就有很多种。在IPv6部署初期，IPv6节点通过建立隧道的方式穿透IPv4网络与远端的IPv6节点通信是一种普遍采用的技术，称为隧道技术。但隧道如何通过多种类型的NAT使得NAT域内的IPv6终端可以和其它IPv6节点进行全球端到端的通信，目前国际上还没有合适的解决方案。中科院计算所自行设计并实现了一种隧道技术，他们称为“丝绸之路（Silkroad）”隧道，是一种能穿透任意数量和任何类型NAT的IPv6隧道技术。采用该技术实现的面向NAT用户的IPv6接入系统为NAT用户提供IPv6地址配置和接入服务，使得NAT域内的IPv6终端可以和其它的IPv6站点进行全球范围的端到端通信，同时支持移动和异地漫游功能。”“在像中国这样因IPv4地址匮乏而拥有众多NAT用户的国家，这种技术很有部署前景，很实用。”日前，他们已将该技术写成“互联网草案（InternetDraft）”，提交给IETF。“你们瞄准的第三个方面关键技术是什么？”

　　“IPv6网是一个分布式的广域网，它的终端数量将大大超过IPv4网络，同时网元设备就是路由器、交换机、服务器的数量也大大增加，因此IPv6网的路由策略与现有的IPv4网完全不同。这就需要一个高效的网络监控管理系统来对IPv6网的网元设备进行管理。我们从一开始就把IPv6网络的监测、分析和管理作为研发的一个重点，因为我们认为这是IPv6实用化的一个很重要的环节，是IPv6网络性能能够充分发挥的基础条件。我们利用在数据采集、协议分析、网络测量、网络行为分析等方面的研发优势，设计实现了能够满足电信级要求的IPv6网络监控管理系统，它支持对IPv6网络和IPv4／IPv6混合网络的监测管理，采用主动测试、被动测试和SNMP相结合的技术，分布式采集处理与集中式存储分析相结合的方式，支持对高速网络2－7层的协议性能分析。数据采集探针采用高性能网络处理器，提供10／100／1000Mbps以太网、OC－3／OC－12／OC－48POS、OC－3／OC－12ATM等各种高速接口。系统可以支持多达256个探针。我们研制的网络性能分析系统能够比较全面地监测IPv6网络性能，如单向延迟、双向延迟、单向丢包率、双向丢包率、延迟抖动、吞吐量、带宽和路由状况和IPv6应用性能，包括FTP、TELNET、HTTP、POP3、SMTP、流媒体和用户定制的应用等。这些工具随着IPv6的大规模试验、示范和逐渐走向实用，会发挥越来越大的作用。”

　　笔者得知，我国最大的网络设备生产厂商华为公司已经决定把计算所开发的IPv6网络监管系统的探针作为一个模块加载在其开发的IPv6路由器上。这又是一个研究成果实用化的成功案例。

　　“其它还有哪些主要研究成果？”

　　“第四个方面是基于IPv6的信息安全系统；第五个方面是在北京市科委和科技部奥运专项支持下的面向2008年北京奥运会的数字奥运项目：移动IPv6网关和城域示范。我们开发的移动IPv6网关重点突出授权、认证、计费功能，也就是通常所说的AAA功能，瞄准的也是移动IPv6的实用化。”

　　李忠诚说的移动IPv6网相当于现在人们常听说的Wi－Fi无线移动网络，现在的Wi－Fi网是基于IPv4的，而IPv6对移动的支持大大强于IPv4。

　　李忠诚特别强调移动IPv6的实用性：“如果没有授权、认证、计费功能，IPv6就不可能真正实用。”

　　“从技术层次上比较，这五个方面的研究成果如何排序？”

　　“很难排序，从技术成熟的程度和推广转化的角度看，首先是IPv6测试系统，其次是高性能IPv6／IPv4转换网关和互联互通综合解决方案，第三是IPv6监管系统，第四是移动IPv6系统，第五是信息安全系统。”

　　尽管从技术层次看，这五个方面的研究成果各有不同，但这五个方面研究成果有一个共同点：在强调技术创新的同时，突出实用。实用的涵义也可以分为许多层次，但是最重要的是有用户。通过具有实用价值的关键共性技术的创新，引起设备厂商、运营商和用户的关注，这一点中科院计算所做到了。

　　这五个方面的研究成果值得关注，因为这表明我国在IPv6征途上迈出了坚实的一步。李忠诚还介绍说，计算所在支持IPv6的应用和支持IPv6的网络计算机等方面也做了大量工作，并陆续在重庆网通等IPv6示范网上示范使用。相关研究成果的成功转化不仅源于研究人员的技术素养，更基于研究人员对于用户需求以及市场认真细致的分析。笔者以为，这是更值得关注的。