基於IPv6架構下的殺手級應用市場

IP網路是以TCP/IP協定為基礎的通信協定網路，在Web與Web base技術和業務相繼出現後，IP網路的作用得到了徹底的應用，近年來，IP網路的發展十分驚人，現正朝向即時業務來發展，VoIP就是一個很好的例子，而基於此一網路體系IPv4協定的不足，讓IPv6協定的崛起更被看好。IPv6技術體系經歷了十多年的發展，一直不見其發揮影響力，直到最近歐洲及亞洲的大力推動下，標準化的進程明顯加快，具有IPv6特性的網路設備與網路終端產品及相關硬體平台相繼出現，在此一趨勢下，基於IPv6標準的關鍵性應用如家庭網路、個人智慧型終端產品等將逐步出現，而其所引爆的商機也將出乎大家的想像。  

IPv6在IP位址數量、安全性、服務品質與移動性具明顯優勢  

目前使用的IP協定是70年代所制訂的IPv4，隨著全球IP網路規模的不斷擴大和用戶數的迅速成長，IPv4協定已經不能適應發展的需要。早在90年代初，有關專家就預見到IP協定替換的必要性，提出在下一代網路中用IPv6協定來取代IPv4。由於IPv4只用32位2進位數字來表示位址，位址空間很小，IP網路將因位址空間的耗盡而無法繼續發展，根據目前的申請數量來預估，2008年前IPv4剩餘的位址空間將消耗殆盡。因而，IPv6首先要解決的問題是擴大位址空間，IPv6有許多優良的特性，尤其在IP位址數量、安全性、服務品質與移動性等方面，其優勢更加明顯。  

採用IPv6的網路將比現有的網路更具擴展性，更安全，並更容易為用戶提供高品質服務。  

現階段IPv6協定主要是由IETF(Internet Engineering Task Force)負責標準制訂工作表1，在IETF中，有兩個工作組與制定IPv6標準有關。一個是IPng工作組，或稱IPv6工作組，主要負責與IPv6 有關的基礎協定的制定。另一個是NGtrans工作組，主要負責與下一代網路演進有關的標準的制定。  

標頭校驗和分割定位在IPv6標頭中消失  

雖然IPv6的標頭位元組長度2倍於IPv6(40個位元組與20個位元組)，但IPv6擁有簡化的結構表2。IPv6有8個欄位，IPv4則有14個。IPv6捨棄及改用了幾個IPv4中的欄位，從而使處理更有效率。  

Version欄位在2種協定中沒有變化仍是4位元。IPv6捨棄了IPv4的Internet Header Length(網路標頭長度)、Type of Service、Identification、Flags、Fragment Offset和Header Checksum和欄位。Total Lenght、Time to Live和Protocol欄位在IPv6中有了新名字，功能稍微進行了重新定義。IPv4中的Option欄位已消失，改為Extension功能。最後，IPv6加入了2個新欄位：Traffic Class和Flow Label。  

依據此一設計方式會驚訝地發現標頭校驗和與分割定位從IPv6的標頭當中消失了。捨棄封包的標頭校驗是為了提高路由效率。雖然封包標頭仍有可能出現錯誤，不過考慮到IP層的上下層，資料連結層和傳輸層會檢查錯誤，這風險就變得可以接受了。至於分割定位，IPv6確實允許對封包進行分割，但這過程是在標頭的擴展部分而不是標頭本身進行。此外，IPv6封包只能由源節點進行分割、目標節點進行重新組裝，不允許路由器介入進來對包進行分割或重新組裝。這種分割定位特性的目的在於降低傳輸中的處理開銷，而且假定如今網路的Flags大小足夠大，大多數封包不需要分割定位。  

實現分割定位及其它選項功能的擴展機制是IPv6重新設計的一個重要特性。它取代了IPv4的Options欄位，這就增強了IPv6封包的安全功能，並且豐富了源路由選擇。  

實現IPv4向IPv6過渡的技術轉換  

由於IPv4從技術發展的商業化的應用時間長，加上配置廣泛讓作為下一代取代標準的IPv6一直未受到較高的重視，另外，吸引人的巨大IP位址誘因對於企業用戶而言意義並不大，因為使用專用IP地址和通過網路位址轉換(NAT)，已能滿足一般內部網路運用。  

實在不足，還可運用IANA(Internet號碼分配授權機構)保留位址。其次，擁有74﹪IP位址的美國態度一直不是十分積極也導致了IPv6商用技術的延緩。  

不過，因IPv6在安全性、移動IP需求的考量下確有很大的成長空間，IPv6成為主流標準指日可待，現階段只在於如何以更低成本由IPv4向IPv6作平滑過渡表3。儘管IPv6的優勢明顯，但是一下子鋪設一個IPv6網的成本顯然太高，也是系統業者短期之內無法承擔的。逐步將IPv4向IPv6遷移，是目前業界的共識。  

因為IPv6雖然是發展趨勢，也比較成熟完善，但仍存在一些需要解決的問題，因此，系統業者對將網路轉入新協定會存有裹足不前的心態，而且，目前數量龐大的IPv4協定網路中的設備和裝置仍然需要得到IPv6的支援。  

因此，在IPv4的環境下，降低IPv6的發展門檻，成為開啟IPv6標準時代的重要條件。Juniper Networks現在的兩大系列路由器產品都已經做到了硬體支援IPv6。估計到2006年，不支援IPv6的網路設備產品將會沒有市場。  

既支援IPv4又支援IPv6的雙協定棧路由器已經不是可有可無，而成為主要趨勢。目前，除了Juniper Networks外Hitachi、NEC、Cisco、Foundry Networks、Fujitsu等公司都已經推出硬體支援IPv6的產品。  

降低發展門檻的另一個辦法是通過軟體升級的方法，現在許多網路設備都以通過軟體升級的辦法支援IPv6，雖然軟體升級將會影響網路的傳輸速度，但在一些要求不太高的環境，可以不更換設備，這也是降低成本的有效方法。  

越來越多國際標準化組織加入  

目前IPv6標準的發展趨勢是以IETF為IPv6標準制定工作的主體。但是，鑑於IPv6的重要性，特別是對於下一代網路(NGN)的巨大影響，有越來越多的國際標準化組織加入IPv6標準的制定行列。從傳統定義上來說，網際網路和行動通信是兩個不同的行業。但是，隨著IP技術的發展，這2個行業的共同點將越來越多。尤其是隨著第三代行動通訊「全IP」解決方案的提出，IPv6已成為網際網路和行動通信網的公用基本協定。儘管IPv6標準發源於網際網路的應用，但是從商業意義上來說，行動通訊將有可能是最大的受惠者之一。正因為如此，對國際標準化組織而言，除了IETF繼續完善與IPv6有關的標準外， 3GPP和ITU-T也成立了相對應的工作組來制定與IPv6相關的標準。同時，IETF和3GPP也聯合組成了一個工作組，以便協調IPv6標準在第三代行動通訊系統中的應用。  

就全球的觀點來看，在IPv6領域領先的國家是日本，全世界最早實現IPv6硬體支援的是Hitachi等日本網路設備廠商。日本政府已經把IPv6確立為使日本重新成為資訊化強國的策略之一，2001年3月在「e-Japan重點計劃」中，明確設定在2005年完成網路向IPv6的過渡。此外，日本政府為了鼓勵電信業者及ISP建構IPv6網路，提出設備採購稅金減免及零利率(或低利率)貸款等政策，預定在2007年時，網路基礎建設可近乎全面支援 IPv6。2003年初Sony也宣佈於2005年時該公司全產品線將支援IPv6，可見日本企業配合的程度。  

在歐洲，歐盟委員會(EU Commission)已正式建議各國政府及工業界儘早投入IPv6，2001年更在成立IPv6工作小組(IPv6 Task Force)，為歐洲地區規畫2005年前整體IPv6發展藍圖。目前歐洲地區IPv6相關的跨國研究計劃共有31個，參與國家達37國，投入研究的單位超過100個，總金額達1.56億歐元。2002年所宣佈的「eEurope2005」亦將IPv6的推動列為重點。  

而近期，網路發源地的美國一改之前對IPv6的冷淡態度，對IPv6也表現出不同於以往的熱情，並積極付諸具體行動。2003年6月，美國國防部正式提出在美國軍方正規劃實施的「全球資訊網格」(Global Information Grid, GIG)中全面部署IPv6的重要政策。到2008財政年，在整個國防部的網路之間和內部網路之中完成向IPv6的過渡，並為此作出300億美元以上的 IT預算。另外，美國主要網路設備及系統廠商如Cisco、Juniper、Microsoft、Sun、HP、Compaq等之產品也已提供IPv6支援，並積極參與IPv6相關國際會議及國際標準制定(表4)。  

中國信息產業部在2003年11月底到12月召開的「第2次中國互聯網大會」上宣佈，將著手實施名為「中國下一代互聯網示範工程(:china next generation internet, CNGI)」的新一代網路計劃。按照此一計劃，中國將在2005年底以前投資14億元人民幣構築連接中國各主要城市的IPv6商用骨幹網。2006年正式開始IPv6商用服務，屆時將形成全球最大規模的IPv6商用網。而參與IPv6商用網建設的有中國電信、中國網通、中國聯通、中國移動、中國鐵通以及中國教育和科研電腦網(CERNET)等六家業者及組織。  

而台灣部分則有所謂的「e-Taiwan計畫」，目標為實現台灣IPv6網際網路環境，並加速IPv6軟硬體研發、網路互連及測試、骨幹建設及推廣應用，藉由政府及民間之力量，分別透過「IPv6推動工作小組」及「IPv6 Forum Taiwan」共同進行IPv6推動計畫。雖然台灣政府在2002年宣稱IPv6為重要戰略，並訂定2006年的目標。  

不過較令人擔憂的是實際上在2003年政府的研發投入僅5000萬新台幣，目前所做的，僅是零散的研究，提不出落實的時間表，而政府相關的網路也還未訂定支持的時間表，因此台灣在這一方面還有許多進步與加強的空間圖1。  

基於IPv6標準的殺手級應用  

驅動IPv6標準發展的動力將取決於市場，電信產業的固定IP網路與GPRS、3G等行動上網為公認的主要殺手級應用，也是近期發展最為快速的產業，不過未來基於IPv6標準的夢幻型應用也將不斷地誕生，如日本清水建設公司在2003年中就成功開發了採用IPv6的大樓管理系統，主要用於監視和控制大樓內部的電器、空調、防盜和防災等設備。  

更有突發奇想的應用是由日本的一家企業所研製的一種IPv6概念汽車，在汽車的雨刷、引擎與輪胎上分別裝有IP位址，分別檢測氣候、汽車性能與車速的檢查等，這些奇特的想法與應用，透過IPv6將陸續的被引發。  

不過，根據預估2004～2005年將是IPv6的初步應用階段，主要應用產品將集中在目前電信IP網路系統，如IP電話等，2006～2008年才是大規模佈署和升級的階段，這時行動網路與家庭網路系統則將扮演成長的要角。  

VoIP將帶起初期應用  

Internet的成功促進了IP網路的發展。目前，越來越多的人相信，未來的電信網將是基於IP技術的網路。當然，VoIP電信網不是簡單地將現有的 Internet使用的IP技術原封不動地移植過來，而是必須對IP網路進行徹底的變革。Internet是電腦網際網路，其主要任務是實現電腦相互之間的連結，用戶在此基礎上可以獲得一些如語音等的加值服務。而未來的VoIP電信網上必須具有服務品質保證，與提供點對點服務的安全性。目前VoIP電信網力圖將自由的IP網路變成有序、可管理的、有Qos保障、費用比一般IP網路高的以提供增值業務為主的網路，越來越多的營運商趨向組建單獨的VoIP電信網來提供此一業務，IPv6是首選的技術之一，以目前VoIP在全球的快速發展來看，VoIP電信網可能是近期IPv6最主要的殺手級應用之一。  

行動網路將扮演重要角色  

在3GPP決定以IPv6為基礎構築下一代行動通訊網路後，讓此一市場有提前到來的趨勢。目前很多電信業者都在構建基於IPv6的全IP的3G核心網，該最大的特點是封包交換業務的擴展可以提供基於IP的多媒體服務，並且實現了傳輸和控制的分離。這種結構標明了未來多媒體通信服務提供的方式，也說明了未來網路演進和融合的方式。  

在行動IPv6的發展過程中，Nokia推出了世界上第一個支援IPv6的GPRS網路，作為向新一代行動網路邁進的關鍵，Nokia的解決方案採用了 IPv4/v6雙協定棧技術，用戶可以同時訪問基於IPv4和IPv6的服務，從而保證了系統業者在從2.5G向3G過渡的同時，也實現IPv4向 IPv6的平滑過渡。此外，Ericsson與英國BT和香港無線通訊服務商數碼通公司合作，在全球首次成功利用手機的電話基礎設施進行了IPv6終端通訊實驗。隨後Ericsson又與數碼通合作開通了一個商用實驗性的純IPv6網路。除了3G之外，WMAN與WLAN網路所衍生出的IP應用也將加快圖 2。  

此外，IPv6標準也符合擁有巨大數量的各種細小設備網路而不是由價格昂貴的PC終端所組成的網路。隨著為各種設備增加網路功能的成本的下降，可以預見 IPv6將在連接由各種簡單裝置的超大型網路中運行良好，這些簡單設備不僅僅是手機和PDA，還可以是連結家庭網路以控制家用電器的運作與管理。另一個應用市場是延伸遊戲市場，目前包含PS2與Xbox等TV Game產品都已經支援網路介面，將形成另一型態的線上遊戲模式，並可以支援移動式的線上遊戲。