2021年是我国“十四五”的开局之年，中央网信办于7月发布《关于加快推进互联网协议第六版（IPv6）规模部署和应用工作的通知》，指出“十四五”时期是加快数字化发展、建设网络强国和数字中国的重要战略机遇期，以全面推进IPv6技术创新与融合应用为主线，以提升应用广度、深度为主攻方向，实现IPv6规模部署和应用从能用向好用转变、从数量到质量转变、从外部推动向内生驱动转变，打造创新发展新优势，为建设网络强国和数字中国提供坚实支撑。
中国联通认真贯彻落实国家推进IPv6规模部署的相关政策，在全网广泛部署IPv6的基础上，积极推动“IPv6+”相关创新工作。“IPv6+”技术包括以SRv6网络编程、网络切片、随流检测（iFIT）、新兴多播（BIERv6）、业务链（SFC）、确定性网络（DetNet）和感知应用网络（APN）等为代表的一系列协议和技术创新，根据技术标准成熟度分为3个阶段。“IPv6+”1.0是在IPv6基础上引入SRv6网络编程能力，基于SRv6可以在IPv6网络中提供VPN、FRR等特性。“IPv6+”2.0是在“IPv6+”1.0基础上，针对5G与云时代的新业务和新功能需求，进一步扩展出SFC、BIERv6等一系列技术创新。“IPv6+”3.0包括APN6、CFN等技术。目前，中国联通已在北京、雄安、大湾区等多地进行了“IPv6+”1.0的应用部署，并结合“IPv6+”2.0和“IPv6+”3.0相关技术，开展了一系列创新实践。
“IPv6+”赋能北京冬奥综合承载专网建设
中国联通作为北京2022年冬奥会和冬残奥会（以下简称“北京冬奥会”）的官方唯一通信合作伙伴，从北京冬奥会通信服务的规划阶段，就在思考如何建设一张技术简约先进、服务安全可靠、应用丰富多彩的奥运专网，为各方提供最佳的办赛、参赛和观赛体验，积极促成“IPv6+”系列新技术首次在奥运赛场上亮相，以充分展现中国通信产业的最新发展成果。
北京冬奥会需要在两地三赛区、87个奥运场馆以及北京与张家口之间多条交通干线周边提供多种网络通信服务，包括共享互联网、互联网专线、“媒体+”服务。北京冬奥会对终端接入效率、网络丢包率、网络往返时延、接入层和核心层网络可用率、网络故障恢复时间均有严格要求，对不同等级的场馆制定了差异化的指标需求。传统IP网络主要采用IPv4 MPLS技术，在业务快速开通、确定性体验、智能运维等方面均无法满足要求。为保障北京冬奥会通信服务，中国联通建设了一张以“IPv6+”为技术底座的冬奥综合承载专网（以下简称“冬奥专网”），以SRv6、iFIT、EVPN等先进技术解决传统网络的痛点，实现了网络的智能、可靠、安全。
“SRv6+EVPN”实现
多业务的“零感知”接入
北京奥运会媒体专用网络（提供“媒体+”服务）不论是在连接数量、连接质量，还是在连接开通速度方面，都对网络提出了更高的要求，奥运网络必须具备以下两点以实现“任意连接”：一是业务诉求可保证，网络必须能够满足业务对开通速度、SLA（带宽、时延、抖动）和可靠性的要求；二是连接运维更高效，在运维全生命周期中对连接做到可视、可管、可调。
为了实现“任意连接”，网络中的协议应该尽量少而简，如图1所示。一方面可以减轻设备压力，实现更多数量的连接；另一方面可以减少业务开通时的配置工作量，实现更快的连接开通速度。另外还可以减少网络故障时的定位工作量，更好地保障连接质量。
图1 “IPv6+”实现“任意连接”
“SRv6+EVPN”将网络协议类型简化为只有IGP和BGP，并且转发面回归到IP转发，成为最佳承载技术方案。在协议简化和Native IP转发的基础上，“SRv6+EVPN”可以很方便地在各个网域中实现承载方案统一，实现场馆和媒体中心之间的“任意连接”，端到端SRv6实现业务信息只在业务创建和终结点感知，中间节点不需维护业务信息，提升了网络的可扩展性。
网络切片技术
实现业务安全隔离
冬奥专网为奥运业务特地部署了“专用车道”，通过“IPv6+”网络切片技术，在同一张物理网络上按业务类型划分了不同的切片，不同业务独享切片资源，不同切片间实现隔离，从而满足了奥运业务安全隔离的要求。北京冬奥会期间，媒体记者进行赛事报道的“媒体+”、互联网专线业务不会受到运动员和志愿者等其它上网流量的影响，保证高优先级业务的体验。
“SRv6 Policy+智能管控系统”
提升用户体验
为了实现任意质量的连接要求，网络必须有能力对业务SLA进行端到端的管理和保障。传统的IP/MPLS网络，只具备针对带宽进行局部路径规划的能力，无法满足时延等新的业务SLA诉求，更无法通过对业务SLA进行检测，实现业务SLA的质差分析和路径优化。SDN控制器和SR技术相结合，兼具全局最优和分布智能的优势，可以实现各种流量工程，根据不同业务提供按需的SLA保障，如图2所示。
图2 “IPv6+”的SLA保障
“SRv6 Policy+智能管控系统”即为这种技术创新与实践的结合。冬奥专网根据媒体专线业务SLA进行路径计算，并将符合SLA要求的路由策略下发给网络，实现了不同业务的差异化承载，并可实时监测业务SLA状况，对业务传输路径进行优化。此外，通过策略路由可以灵活实现路径的故障备份和负载分担，同时实现冬奥专网内的流量均衡，使网络拥塞风险大大降低。
“iFIT+AI智能运维”
提升网络质量
中国联通作为重大活动通信保障“国家队”的一员，对保障工作一直是按照稳妥可靠、万无一失的标准来要求的。中国联通依托于前期通信保障经验，建设智能管控系统平台，在冬奥专网引入了以随流检测为代表的AI辅助运维技术，能够100%覆盖所有链路的保护倒换。随流检测技术通过对实际业务流进行特征标记（染色），实现了对特征字段丢包、时延测量等指标的实时测量。基于随流检测的智能运维实现了分钟级颗粒度的主动感知，从被动处理式运维转变为主动预防式运维，同时实现了分钟级的人工智能辅助故障处理，从依靠运维人员分析问题转变为由AI辅助运维人员对故障根本原因进行精准定位。
冬奥专网各方面能力和指标已远远超出奥组委的要求，中国联通用实践证明了“IPv6+”的服务质量实时可视，也充分验证了“IPv6+”技术在网络服务中的先进性和可落地性。中国联通基于“IPv6+”的冬奥专网创新承载方案具备易部署、可复制、简约、高品质的优点，今后将在国内外重大活动和体育赛事中全面推广。
“IPv6+”首次用于
雄安5G SA单栈部署
河北联通积极响应网络强国战略，在雄安新区率先开展5G SA网络的IPv6端到端单栈商用试点。通过在网络上部署NAT64、互联网DNS升级支持双栈，业务系统和承载网单栈的改造，完成5G独立组网的端到端IPv6单栈试点验证与现网部署，实现面向业务的IPv6单栈应用示范，为全国网络和业务全面向IPv6演进提供了坚实的理论基础和丰富的实践经验。
雄安联通率先部署的5G独立组网IPv6单栈商用试点，以“IPv6+”技术为底座，率先通过“IPv6+”测试评估，并获得了中国信通院颁发的国内首张“IPv6+”Ready1.0 5G切片业务评测证书。实践结果表明，在5G SA 领域IPv6单栈技术是可行的、成熟的。雄安联通的方案将在全国大规模复制，对IPv6的规模部署起到极大的促进作用。
“IPv6+”服务大湾区格力电器
5G专网建设
2019年7月，广东联通携手格力电器启动“5G+工业互联网”的5G专网改造项目，建设国内首个基于“MEC边缘云+智能制造”的5G SA切片专网，标志着5G专网技术在智能制造领域应用推广。
广东联通根据格力电器提出的5G网络诉求和智能制造业务场景规划，制定了“5G+MEC边缘云+切片”的专网总体方案，按照业务类型部署切片，实现企业业务与公众业务物理隔离，以及网络资源按业务场景隔离，确保了企业数据不出园区，保障生产数据安全。在该项目中，5G承载网上部署2个切片，默认切片业务通过SRv6-BE承载，格力分片通过SRv6-Policy承载，设备侧通过FlexE实现资源隔离，在分片上部署不同VPN业务。
“SRv6+5G硬切片”方案可以保障生产数据安全和带宽资源独占，极大降低了格力园区内5G终端到企业内网时延，有效确保了园区业务的独立性、安全性和稳定性。
中国联通积极开展
“IPv6+”演进技术研究
在“IPv6+”1.0技术现网部署的基础上，中国联通研究院牵头联合中国联通集团内各分、子公司和各大设备厂商，对“IPv6+”2.0和“IPv6+”3.0演进技术继续进行深入研究，并积极进行测试验证。
2020年11月，中国联通在北京完成了业界首个APN6现网测试，实现了VIPKID海外网课加速。针对传统网络难以感知应用、用户差异化体验难实现、网络资源难调度的挑战，采用APN技术，利用IPv6报文自带可编程空间，将应用信息和用户信息带入网络，实现网络感知应用、精细化SLA保障、用户级差异化服务、智能化流量调优。
2021年2月，中国联通完成全球首个BIERv6组播视频承载方案的现网试点，并通过端到端IPTV视频业务验证。该方案以EVPN为控制层面，以SRv6为单播承载技术，以BIERv6为组播承载技术，极大地简化了网络的控制层面，符合“IPv6+”网络架构的思想，也满足未来SDN网络演进的要求，具有易部署、高可靠及功能完善等优点。北京联通从理论到实际，基本验证了BIERv6组播技术在承载网络上的可用性，为在互联网上大规模部署组播技术打下了基础。
2021年6月，中国联通完成业界首个基于“CFN+APN6协议”的智慧安防现网实践，通过网络协议分发算力信息，以“边边协同”的方式实现算力资源智能管控与实时调度。
2021年9月，中国联通研究院、北京联通与华为联合成立的“IPv6+”联合创新实验室正式揭牌。同月，中国联通发布大湾区算力网络行动计划，中国联通算力网络联合创新实验室广东示范基地也正式落成。中国联通基于算力网络“1+N+X”技术架构，实现了安全业务链服务在大湾区的试点应用。方案通过打造“SID即服务”，实现一网联多云、一键网调云，增强“连接+计算”的网络内生能力，基于算网一体实现VAS资源的灵活供给，标志着“IPv6+”算网协同技术创新迈入新的发展阶段。
持续深化网络基础设施
助力数字经济加速发展
随着社会加速迈向数字化、网络化、智能化，以IPv6为代表的新型信息基础设施建设的重要性愈加凸显。中国联通将在国家政策的有力指导下，坚持“强基固本、守正创新、融合开放”战略，持续深化网络基础设施IPv6改造，提供覆盖全国、性能优良的IPv6承载能力，做深大连接、做优大应用，继续大力推进对“IPv6+”网络系列新技术的研究与应用，全方位推动“IPv6+”战略研究与部署，提升网络能力、增强产品竞争力，全力支撑千行百业数字化转型，为网络强国建设、数字经济发展注入强劲动力。
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作者：中国联通研究院
曹畅 佟恬 中国联通集团网络部 屠礼彪
责编/版式：范范
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监制：刘启诚
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