建立全球最大NGI網路(下) 中國IPv6網路試驗狀況

2005-04-26
面對行動網路及網際網路的迅速發展,中國僅有約5,995萬的IPv4位址數,已無法滿足行動電話人口與上網人口的快速成長。在IP位址需求方面,由於位址嚴重短缺的危機...
面對行動網路及網際網路的迅速發展,中國僅有約5,995萬的IPv4位址數,已無法滿足行動電話人口與上網人口的快速成長。在IP位址需求方面,由於位址嚴重短缺的危機,中國政府除了積極進行IPv6標準的制定與技術研發外,電信營運商及設備商也漸漸意識到IPv6的發展趨勢,逐步參與相關的網路試驗與產品研發工作。  

中國IPv6的網路試驗首先係由學術網路所啟動。1998年中國教育科研網(CERNET)開始進行IPv6的相關研究,並於1999年與Nokia啟動Internet 6研究計劃(中國IPv6 試驗網路發展歷程參見圖1)。除國家資助佈建的學術網路外,2002年信息產業部傳輸研究所與天地互連信息技術公司(Beijing Internet Institute,BII)聯合發起成立6TNet下一代IP電信實驗網路計劃(IPv6 Telecom trial Network),而中國電信亦在2002年陸續於湖南、北京、上海、廣州等地啟動IPv6試驗網路,如中國網通、中國移動及中國聯通等電信營運商亦開始積極參與試驗網路的部署。顯見中國IPv6的發展已逐漸由單純的技術研發轉向產業化議題。  

中國積極部署IPv6網路試驗  

CERNET IPv6 Test Bed  

CERNET於1998年6月正式接入國際IPv6試驗網路6Bone,並於11月成為6Bone骨幹網成員,同時取得中國第一批IPv6位址。1999年,CERNET接入國際提供IPv6學術性服務的網路6REN(IPv6 Research & Education Networks),同年12月與Nokia合作,於北京建立中國第一個純粹的IPv6 Test Bed(native IPv6 MAN),包括華北、西北、西南、華南、華中、華東北、華東南、東北等八個地區網路中心陸續加入,進行IPv6相關技術之研發。  

CERNET為中國唯一的6Bone骨幹網成員,除積極與國際下一代網際網路(如美國Internet 2)進行互聯外,亦透過參與國家「863計劃」、國家計劃委員會及信息產業部的研究計劃,來進行IPv6之技術研究。CERNET IPv6主要的研究範圍包括IPv6的網路管理、安全性、QoS、Mobile Computing等議題,以及IPv6路由器之關鍵技術等,最終目標則在建立全國規模的示範網路,以提供新型態網路應用的驗證平台。  

NSFCNET進行 試運行階段  

1999年國家自然科學基金委員會投資2,000萬人民幣資金,設立下一代網際網路研究項目,並由清華大學、中國科學院計算機信息網路中心、北京大學、北京郵電大學、北京航空航天大學等單位聯合投資600萬人民幣,共同建設「中國高速互聯研究試驗網路」(NSFCNET)。NSFCNET於1999年11月正式啟動,2000年9月試驗網路開通,並透過DRAGON TAP與美國STAR TAP及Internet2實現互聯(圖2)。2001年7月,NSFCNET通過國家自然科學基金委員會鑑定驗收,目前網路已在北京建成六個節點,並正式進入試運行階段。  

NSFCNET互聯網路說明:  

‧DRAGON TAP:為NSFCNET自行研發的中國下一代網路交換中心  

‧STAR TAP(The Science,Technology, And Research Transit Access Point):由美國國家科學基金會提供基金所建設之下一代互聯網路交換中心  

‧Internet 2:為1996年由美國34所大學所發起的第二代網際網路科研計劃(目前已有205所大學成員)所建置之下一代網路  

‧CSTNET:中國科學技術網  

NSFCNET的主要目標在建設一個基於DWDM光傳輸技術的高速電腦學術性試驗網路,驗證並研究下一代網路的關鍵技術,解決網路體系結構、大規模網路行為特性等問題,以及研發可支援IPv6、廣播路由協議、QoS的下一代網路服務與應用,如遠距教育、遠距會議的即時互動等。  

NSFCNET的網路系統架構共分為基礎設施(Infrastructure)、服務及應用(Application)3層,並分別透過DWDM光纖傳輸系統、高速計算機互聯網路及示範網路建置3項計劃來執行(圖3)。其中在高速計算機互聯網路計劃中,便成功建置IPv6試驗網路,並與國際的IPv6試驗網路實現互聯。此外,高速計算機互聯網路計劃亦成功完成支援Multicast、網路管理及MPLS等網路服務試驗。  

除建置試驗網路外,NSFCNET亦企圖透過應用系統的運作,來建立中國下一代網路的雛型。相關的應用開發成果包括:  

(1)即時互動的遠距多媒體教育系統  

(2)支援MPEG1、MPEG2視訊影音傳輸的互動式VOD系統  

(3)採分散式、虛擬實境(Virtual Reality)、可視化技術及GIS平台,提供3維空間分析的數位地球試驗系統  

(4)整合高速互聯網路、科學資料庫及高性能運算技術的應用支援平台等。  

由於國家自然科學基金委員會主要定位在支持基礎研究工作,因此,NSFCNET首重試驗環境的建立,並作為技術實驗與技術交流的平台。針對IPv6與下一代網路的基礎研究課題,NSFCNET將持續擴展網路節點,提供相關的試驗網路來驗證技術的可行性,並作為未來商用網路建設及技術產業化的依據。  

下一代IP電信實驗網路計劃持續進行  

6TNet為信息產業部傳輸研究所(RITT)與BII聯合發起的下一代IP電信試驗網路計劃,於2002年3月正式啟動,為期3年(6TNet發展規劃參見圖4)。6TNet的主要目標在驗證IPv6相關的網路運作,研發並探討整合語音、數據、多媒體應用服務與相關的營運模式。2002年9月,6TNet建成3個骨幹節點,分別位於BII-BUPT NGN聯合實驗室(BII與北京郵電大學於2001年所成立之下一代網路研究開發中心)、CATR(信息產業部電信研究院)及RITT。此3個節點構成native IPv6 MAN的試驗環境,彼此間則以2.5G的光纖互聯。  

6TNet於2002年11月宣佈IPv6核心路由器的測試,目前已對主要設備廠商相關產品完成包括IPv6規範、協議、過渡策略及SNMP等測試工作。6TNet的網路運作主要採用Cisco、Juniper、Nokia、Fujitsu、NEC、6WIND及佳訊飛鴻等IPv6相關設備。在2003年3月啟動的IPv6智慧社區建設計劃(IPv6 Intelligence Residential District Project)中,6TNet則計劃建設一個智慧型社區網路,透過電信營運商的城域網(MAN)與6TNet連接,並經由6TNet接入6Bone(圖5)。在應用的提供方面,初期於智慧社區中將提供VOD及IPv6 Web service,未來則將逐步提供IPv4/IPv6雙協議網路管理、流量分析等網路服務。  

歸納6TNet的發展成效,在2002年的第一階段中,6TNet已展開建立下一代IP電信骨幹網與寬頻城域網模擬網路環境、驗證對目前IPv4服務的支援能力、測試行動IP寬頻服務以及參與國家IPv6相關設備與應用標準制定等工作。而在2003年的第二階段中,6TNet除展開IPv6智慧社區建設計劃外,2003年6月BII成立中國首家IPv6應用展示中心,並透過IPv6核心路由器與6TNet位於BII-BUPT NGN聯合實驗室的主節點連接,進而陸續實現與6Bone、Euro6IX及JGN等美、歐、日主要IPv6網路的互連。  

目前IPv6應用展示中心所展出的應用包括IPv6視訊會議系統、IPv6 VOD系統、Microsoft IPv6點對點IPv6應用、包括IPv6無線PDA應用在內的IPv6無線網路解決方案,以及IPv6網路管理系統、IPv6接取、由IPv4過渡到IPv6的解決方案等。未來展示中心更將導入支援GPS的網路汽車、支援IPv6的工業用探測器、支援IPv6的家電設備(如冰箱、電視、網路遊戲機等)以及支援IPv6的家庭網路智慧型控制系統等應用。  

湖南IPv6商用試驗網採用雙協調技術  

湖南IPv6商用試驗網是中國電信目前唯一在實際網路中運作的IPv6試驗網路。該試驗網起源於2002年5月湖南電信數據局的IPv6試驗計劃,由BII提供技術及網路解決方案,並由中國電信提供網路測試。  

湖南IPv6試驗網採用IPv4/IPv6雙協議技術,並透過Fujitsu、Cisco、6WIND、佳訊飛鴻、Microsoft、BII等廠商的軟硬體設備,建置支援多種接取方式的試驗網路環境(網路架構參見圖6)。第一階段的試驗已於2003年3月完成,成功驗證IPv6服務的提供、IPv6路由器與局端既有Cisco路由器的互通,以及IPv4與IPv6封包的轉換。  

在相關應用提供方面,目前湖南試驗網主要採用Windows XP作為用戶端支援IPv6的應用系統,也成功應用在湖南省圖書館的「數位圖書館」服務中,但缺乏足夠吸引用戶使用的IPv6應用仍是試驗網所面臨的主要問題。現階段湖南試驗網主要針對企業用戶提供各項IPv6的實驗性應用,陸續將提供的服務包括IPv6 Web service、IPv6 FTP、VoIPv6、Email、寬頻視訊會議、VOD、遠距監控、遠距辦公等加值應用。就試驗成果而言,湖南IPv6試驗網在第一階段的試驗中已成功驗證網路運作的穩定性,未來IPv6加值服務的研發將是下一階段的發展重點。  

CNGI預計於今年組建IPv6商用核心網路  

2003年8月,中國政府針對「中國下一代互聯網示範工程(CNGI)」進行公開招標,得標廠商包括中國電信、中國網通、中國鐵通、中國聯通、中國移動及CERNET,將共同建構覆蓋全國39個重要節點的IPv6骨幹網路,並連結至少2個交換中心(Internet Exchange;IX)。CNGI第一階段(至2005年底止)的預算共計14億人民幣,分別來自於國家發展改革委員會所提撥的4億人民幣,及六家得標廠商的10億人民幣資金,而其中約6億人民幣資金將用於網路設備採購及基礎設施建構。CNGI定位於商用網網路的建設,主要透過參與CNGI建設的營運商,根據自身網路條件與需求,參與CNGI相關技術研發、網路試驗、示範網路建置及相關應用推廣工作,最終於2005年組建覆蓋全國的IPv6商用核心網路。  

2004年12月25日,CNGI的核心骨幹網CERNET2(第二代中國教育科研網)正式於北京開通,為全球最大規模的pure IPv6網路。而在CNGI六大得標廠商中,除CERNET IPv6 Test Bed、CERNET2及中國電信的湖南IPv6商用試驗網外,中國網通已與中科院計算所合作,在重慶建置重慶網通信息港IPv6試驗網,進行基於IPv6的大規模城域網試營運。而中國聯通亦規劃於2004年7月前在北京、上海、廣州、瀋陽、成都、西安、武漢等7個城市建置基於IPv6的骨幹網,並於2005年在全國所有省會城市提供IPv6相關應用。中國聯通已就CNGI計劃,與Juniper簽訂400萬美元的IPv6路由器採購合約,擬透過堆疊網路的方式,連接既有IPv4網路與IPv6骨幹網,來實現IPv4至IPv6的平滑過渡。中國移動則持續與SP合作進行IPv6相關應用開發與營運模式研究,並針對IPv4演進至IPv6所需之關鍵技術、終端產品與數據應用進行技術研發、驗證與網路試驗。  

中國IPv6網路展露市場商機  

分析中國陸續所啟動的IPv6試驗網路,主要由政府單位、學術網路、科研機構、營運商及IPv6解決方案廠商所分別或聯合發起,由學術網路主導發起的網路試驗多以試驗平台與試驗環境的建置為主,如CERNET的IPv6試驗平台以及NSFCNET等,而由營運商或設備廠商所啟動的試驗網路則多在探討IPv6的營運模式與相關應用服務之研發,如6TNet及湖南IPv6試驗網,其中6TNet更為中國目前規模最大的IPv6實驗網路平台。在2003年6TNet第二階段的規劃中,則將實現與日本JGN及歐洲Euro6IX等國外主要IPv6網路的互連。若由IPv6相關網路試驗的發展趨勢觀之,隨著IPv6技術的逐步成熟,相關的試驗網路均漸朝應用技術研發與示範網路建置方向發展,以透過產業應用來帶動IPv6的產業化腳步,中國政府於2003年8月所啟動的CNGI則為最主要的代表。  

由現階段中國IPv6試驗網路的發展成效觀之,除驗證IPv6技術之可行性外,相關試驗網均陸續實現與中國國內主要網路節點(如CERNET、BII-BUPT NGN Lab)或與國外IPv6網路(如6Bone、EuroIX、JGN)的互連。另一方面,在政府的主動支援下,中國IPv6標準已逐漸成形,但有關下一代網路的研究依然處於起步階段,且尚未有大規模的應用出現,各試驗網的發展成效亦顯示出,現階段IPv6的發展仍面臨應用不足的窘境。若再由中國各試驗網所採用之設備觀之,現階段中國IPv6設備市場雖由日本、美國等外商所主導,但包括佳訊飛鴻、BII等中國本土IPv6設備及解決方案供應商亦相當程度的獲得採用,其中又以BII對IPv6的推展最為積極。  

整體言之,中國目前約有13億人口,網路人口則已達9,400萬,在IPv4的位址分配上卻僅有約5,995萬個,隨著中國網路及電信市場的迅速發展,對IP Address的需求,將反應在IPv6的技術發展上。雖然IPv6目前亦仍需解決關於安全性、QoS和Business Model等問題,但隨著中國寬頻網路及行動通訊網路的發展,再加上營運商逐步參與IPv6的商用網路試驗,預期中國IPv6將在廣大的寬頻及行動應用需求下,逐步浮現市場商機。  

(本文作者為工研院產業分析師)  

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