IPv6進展優於預期 數位家庭普及有望

2008-04-08
在台灣政府機關全力部署下,推展數位家庭的兩大基石--寬頻和網路位址,已引起國際矚目;另一方面,台灣上網人口及普及率亦達一定水準。在基礎設施耕耘有成後,若能鼓勵更多的網路服務業者加速轉換腳步,並吸引設備業者及建商共襄盛舉,數位家庭將不再是遙不可及的夢想。
圖1 台灣網路資訊中心董事長賴飛羆表示,台灣上網人口比率在亞太地區名列前茅,但在應用的商用化及多元化還有許多發展空間。
台灣網路資訊中心(TWNIC)於2月所公布2008年「台灣寬頻網路使用調查」報告顯示,截至2008年1月31日為止,台灣地區上網人口已突破一千五百萬人,普及率達68.03%。此次研究主持人輔仁大學梁德馨教授指出,歷次調查結果顯示,台灣地區上網人數及普及率呈現穩定成長的趨勢,在數位化的表現上毫不遜色;以擁有最多上網人口的中國大陸為例,其普及率也只有15.9%,遠低於台灣。  

進一步分析,其中寬頻網路使用比例約63.37%,與2007年的63.36%呈持平狀態。在家戶上網方面,台灣地區約有72%的家庭可以上網,其中67%的家庭使用寬頻;而目前尚未使用寬頻上網的家庭,有10.20%表示有意願在未來半年內使用寬頻上網。台灣網路資訊中心董事長賴飛羆(圖1)表示,台灣寬頻使用滲透率在全球名列第四,僅次於韓國、香港和日本,網路文明程度已達一定水準;如何改善城鄉及年齡的數位落差,將是下一個努力目標。綜合來看,台灣在推動家庭數位化方面已有相當成果,將有利於實現數位家庭概念。  

數位家庭最大的特色,在於把人與機器的網路溝通擴大至機器與機器的互聯;故基礎骨幹網路建設除了要考慮頻寬外,通訊協定位址(Internet Protocol Address)的分配也是一大考驗。位於網路堆疊中心的IP擔負網路門牌號碼的角色,其作用在於為不同網路介面的傳輸協定或應用提供統一的通訊方式;若要將家中所有可聯網的電子裝置加以數位化,必須個別賦予一個獨立IP,才能實現機器與機器之間對話的理想。  

位址將耗盡 各國競相投入IPv6發展  

隨著寬頻用戶持續成長,現行的IPv4由於位址長度只有32位元,所能分配使用的組合數量最多只有兩百三十二個,預估將於未來3~5年內耗盡。此外,由於無線技術和行動上網的推波助瀾,未來網路應用各項服務品質(QoS)之要求亦不斷提升,包括移動性、網路安全、保障頻寬、分級服務(Differentiated Service)等,傳統IPv4已無法滿足需求,故推動新一代協定IPv6乃成為建設發展當務之急(表1)。

表1 IPv4與IPv6的比較                  ◎製表者:任苙萍
特性 IPv4 IPv6
來源及目的位址 32位元 128位元
保全機制 外掛 標配
標頭的服務品質識別 利用Flow Label環境參數設定
資料封包分割 路由器和發送主機端 僅支援發送主機端,讓路由器能專注於路由功能
解析方式 以廣播發送位址解析通訊協定
(Address Resolution Protocol, ARP)
多重播送鄰近訊息要求
在次網上發送流量到所有節點 廣播 區域連結到所有多重播送位址
組態位址 手動設定或藉由自動主機組態協定
(Dynamic Host Configuration Protocol, DHCP)
自動組態

為因應數位化時代的眾多需求,業界早有以IPv6取代IPv4的敦促聲出現。綜觀現今全球對IPv6的布署情況,日本已將IPv6列為e-Japan及u-Japan重點發展項目,有超過十一家網路服務供應商(ISP)提供IPv6商用服務;韓國將IPv6納入韓國IT839戰略計畫的三大基礎建設發展項目之一,致力於結合WiBro移動網路和家庭網路;歐洲亦有英國電信將廠商提供IPv6的能力列為徵選廠商的重要條件,而法國電信則是提供IPv4/IPv6雙軌並行的商用服務。  

美國政府的動作更為積極,早在2003年便明訂今年6月是將通訊網路轉換至IPv6的最後期限,為此,美國國家標準技術研究院(NIST)在今年1月全面發布IPv6 Ready產品需求,要求政府機構必須購買IPv6 Ready的安全和網路產品;而美國管理和預算辦公室亦在2月要求在今年年中之前,聯邦政府各級網路須具備發送或接受IPv6網路資料的能力。中國在網路建設上亦展現雄心壯志,不但已著手建置全球最大的IPv6骨幹網路,擬在2008年北京奧運會場上展示IPv6關鍵技術的實力與成果;同時在今年1月間宣布投入基於十進制的IPv9技術(IPv4和IPv6皆為十六進制),該協定是中國於2000年左右開始自主開發,試圖擺脫美國對現有網際網路的壟斷態勢,惟目前尚未被網際網路工程任務小組(Internet Engineer Task Force, IETF)所認可。  

IPv9所提供的位址數量是IPv6的四倍,可由中國自主分配,還可重新分配IPv4和IPv6的位址;更重要的是,它將域名與IP地址合為一體,解決了數字域名的解析難題,除了原有英文及中文域名外,又多了數字域名的選擇。一旦IPv9被國際組織所接受,IPv6的主流地位恐將受影響,也可能牽動國際網際網路勢力的消長。  

路障未除 服務業者對IPv6多觀望  

不可否認,IPv6仍是當前的討論要角。雖然政府積極以各項合作計畫和網路骨幹的架設大力宣導推廣,但礙於眾多因素,目前僅有少數網路業者的網站可支援IPv6,較大型的業者如Yahoo!奇摩、谷歌(Google)等,目前尚在觀望中。  

IPv6提供新的定址方式,雖然擁有可擴充新的通訊協定、減輕路由器(Router)負擔、即插即用、強化移動性及安全性等好處,但同時也具有一些問題尚待解決。現階段全球IPv6網域名稱系統(Domain Name System, DNS)運作仍存在諸多限制,包括DNS伺服器必須要有完整的IPv4/IPv6連線環境才能正常支援;Windows XP本身不支援DNS Query over IPv6;DNS伺服器必須升級為可支援Query over IPv6的版本(Bind9或Win 2003);全球根伺服器(Root Server)尚未完全建置DNS正解,包含.tw及子網域(如.com.tw和.net.tw等)皆未完成設定;以及如何將DNS伺服器位址,以動態方式讓用戶端作業系統自動組態(Autoconfig)的作法尚未確定等。  

另由於執行IPv6內建之IPSec加密機制,須耗費大量的計算資源,在可見的未來,內建到個人數位助理(PDA)等行動裝置支援之可能性不高;其次在行動應用上,Mobile IPv6終端所須具備的主要程式,目前Windows尚未支援,而行動認證機制亦未確定是否可以完全自動化。更重要的是,Mobile IP多應用在無線上網的環境下,而Mobile IPv6與IPSec或其他安全機制之整合,需要的計算資源並非目前手持式裝置可以負荷。

因此,現階段IPv6之DNS解析仍必須透過IPv4才能正常運作,在原生IPv6環境下,無法完成DNS解析;在整體環境未臻成熟前,多採IPv4和IPv6雙軌並行的過渡方案。根據國家資訊通信發展推動小組(NICI)的分類,目前有三種轉移機制:

雙重堆疊(Dual Stack)
  允許IPv4和IPv6共存於同一裝置/網路。
通道機制(Tunneling)
  將兩端支援IPv6設備所發出的封包,重新封裝成IPv4所能接受的封包格式,讓不相容的兩種網路架構能互相溝通。
轉譯機制(Translation)
  轉譯機制(Translation)允許只單一支援IPv4或IPv6的裝置彼此溝通。
從以上三種轉移機制來看,並無單一機制可適用於所有網路現況,而Dual Stack為建議機制。除設備考量外,軟體、應用服務及作業系統也須注意IPv6功能支援;相信在美國2008年最後通碟的催促下,將有助於應用環境更趨成熟。身為國際IPv6 Ready Logo委員會創始會員之一的NICI於2001年決議成立「IPv6推動工作小組」(圖2),並擬定「IPv6建置發展計畫」;其目標在於建立IPv6網路互聯與應用之互通性測試方法,建置標準測試環境,訂定測試項目、測試範圍、測試方法及標準等測試規範,並協助IPv6廠商獲得國際IPv6 Ready Logo標章。

資料來源:IPv6推動工作小組網站
圖2 行政院IPv6推動工作小組

台灣IPv6初步部署有成  

台灣在5年前便開始積極推動IPv6計畫(圖3),並在2007年11月聯合國內七大電信業者共同啟用IPv6系統,且在日前舉辦的「2008亞太網路科技高峰會」(APRICOT 2008)上呈現具體展示成果;大會期間提供1小時的IPv6連線上網,讓參與者實地體驗IPv6的環境,使用堪稱順暢。

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資料來源:IPv6推動工作小組網站
圖3 2002~2011年台灣IPv6標準與應用測試發展規畫

圖4 交通部郵電司長鄧添來指出,很多大工程可能耗時甚久,但只要方向正確,還是必須進行。

交通部郵電司長鄧添來(圖4)表示,台灣寬頻用戶已突破目標值的六百萬戶、達到六百二十六萬戶,未來要實現U-Taiwan遠景有幾個工作主軸,即:中文網域、IPv6環境的建構、網路安全,以及網路通訊匯流技術等;雖然下一代網路通訊協定IPv6在去年底已啟用,不過使用者的接受度才是IPv6能否普及的重點,而網站架構是否支援IPv6會決定使用者的接受度。  

從前述探討可知,要將網站轉換成IPv6架構,必須斥資轉換伺服器並改寫作業系統,因此在整體網路基礎骨幹建設達到一定成熟度前,網路業者傾向抱持觀望態度。因IPv6會是許多未來網路應用發展的關鍵,例如遠端監控系統、RFID等應用;在IPv4/IPv6雙網協定支援環境就緒後,如何引領ISP大力投入骨幹網路的建設,將是下階段目標。他並透露,民眾目前已可透過IPv6網路觀測屏東海洋生物館、福山植物園、核三廠附近的即時影像,且今年還將與木柵動物園進一步利用IPv6提供高畫質影音串流,觀察園區動物的即時動態。  

無縫連接為終極目標  

另值得注意的是無縫連接(Seamless)問題。BBC News於日前選出了實現數位家庭的十大核心技術,無縫連接與家庭伺服器、隨身電視、智慧型電視、音樂串流、投影機、雙螢幕電視、萬能遙控、無線數位相框和臉部辨識同列榜上。畢竟,家中電器設備不可能全部以走線方式聯網,在頻寬和設備漸露曙光之際,業者對於跨平台經驗的無縫連接似乎仍力有未逮;而不同無線標準和譜頻系統導致終端裝置的不相容將是最大阻礙,讓數位內容只能困守在猶如孤島的單一裝置。  

事實上,擁有兩百五十個會員的數位生活網路聯盟(Digital Living Network Alliance, DLNA)早已體認到此一問題,於2006年開始力倡有線和無線消費裝置的互通性支援,目前已有一千八百個消費性電子和個人電腦產品獲得DLNA的認證,而日前諾基亞(Nokia) N95手機亦宣布通過DLNA認證,成為首款支援DLNA的手機,獲得認證者將可自由與他牌產品進行溝通及分享內容。ABI Resaerch在今年1月發布調查指出,諸多解決方案和商業模式的垂直整合,是成功構築家庭網路的關鍵;而廠商也了解到必須提供端到端(End-to-end)的解決方案,才能吸引新的消費者。數位家庭之夢所以會如此好事多磨,跟基礎建設的遲滯有很大的關係;如今在網路接取技術日趨完善以及IP位址大量釋出下,相信可導引消費者欣然來歸。

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