如何解決IPv6帶來的互聯(lián)網(wǎng)流量擁塞問題？

IPv6身披金甲圣衣，腳踏七彩祥云來娶IPv4。這一路，走到中國，可是走了25年，西天取經(jīng)也才17年。1992年，IPv6最早的白皮書上架，2018年5月，工信部發(fā)布《推進(jìn)互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議第六版（IPv6）規(guī)模部署行動計劃》。IPv6是為解決IPv4焦慮而來，在2010年左右，IPv4就已經(jīng)深陷地址荒，全球 IPv4地址池陸續(xù)枯竭，特別是亞太地區(qū)，成為全球范圍最早耗盡地址池的地區(qū)，因為中國和印度在互聯(lián)網(wǎng)大潮中的雄起，也使他們成為“吸址狂魔”。128位的IPv6拯救了32位的IPv4，起初，6的理想可是讓海灘上每一粒沙都能編上地址，現(xiàn)在，這個理想已經(jīng)照進(jìn)現(xiàn)實，互聯(lián)網(wǎng)浪潮的第二波大潮奔涌拍打此岸，正是物聯(lián)網(wǎng)。家家戶戶所有物件，形如海灘上的一粒粒沙，被IPv6編上地址，打上標(biāo)，上線遨游打怪。如果說6的地址完全夠用，再也不會鬧地址荒，這，不好說。當(dāng)年網(wǎng)傳比爾蓋茨說過，640K內(nèi)存對任何人來說都足夠了。后來他辟謠說，他從沒有說過這種蠢話。IPv6是不可能一下就取代4的，專家說起碼得共存二十年。兩者之間是無法直接通信的，因為地址表述不同，需要特定技術(shù)手段才能夠。老問題用新辦法解決，6解決了4的問題，但是新辦法也帶來了新問題，這正是本篇所說的問題。

根據(jù)最近的調(diào)查，我們發(fā)現(xiàn)IPv6在全面取代IPv4方面暴露出新的弊端：其主干會沖擊互聯(lián)網(wǎng)上的協(xié)議，進(jìn)而導(dǎo)致流量擁塞。

IPv6不如4穩(wěn)定

在本月由Quator實驗室發(fā)布的報告當(dāng)中，研究人員們深入調(diào)查了國家互聯(lián)網(wǎng)可靠性水平：即一國互聯(lián)網(wǎng)對單一或多家互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)供應(yīng)商連接丟失的承受能力。

結(jié)果非常有趣：IPv6網(wǎng)絡(luò)表現(xiàn)出遠(yuǎn)低于傳統(tǒng)IPv4的穩(wěn)定性。相信這會令很多朋友感到意外，畢竟都是同樣承載流量與數(shù)據(jù)包的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，二者的差別為何如此實實在在？

有些朋友可能知道，互聯(lián)網(wǎng)實際是一套由網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)。其之所以能夠正常運(yùn)行，是因為成千上萬不同企業(yè)皆同意他人的數(shù)據(jù)流經(jīng)其網(wǎng)絡(luò)。而作為回報，他們的數(shù)據(jù)也能夠流經(jīng)其它網(wǎng)絡(luò)。這就是所謂對等協(xié)議，而某些對等協(xié)議中可能設(shè)有更多條款與條件。

互聯(lián)網(wǎng)由不同網(wǎng)絡(luò)服務(wù)供應(yīng)商提供的大量傳輸帶寬堆疊而成。目前只有十?dāng)?shù)家頂級廠商擁有龐大的通道，能夠在全球范圍內(nèi)轉(zhuǎn)移大量數(shù)據(jù)。他們與其它一級供應(yīng)商簽訂了對等協(xié)議，約定各方不收取任何費(fèi)用，從而以保障集體利益為條件實現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)的全球運(yùn)作能力。

可以假設(shè)，如果您所使用的當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)擁有極為巨大的數(shù)據(jù)交換量，因此根本不必借用其它供應(yīng)商的帶寬資源，那么您很可能需要付費(fèi)——從大型互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)供應(yīng)商、到小型互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)供應(yīng)商，再到終端企業(yè)，整條傳輸鏈可能要求每月支付50美元的使用成本。嗯，這樣的數(shù)額聽起來還可以接受。

那么IPv6又會帶來怎樣的影響？事實上，看起來IPv6可能為一部分企業(yè)敞開了互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議大聯(lián)盟的大門——一部分企業(yè)希望借此晉升為IPv6一級供應(yīng)商，從而成為互聯(lián)網(wǎng)的核心組成部分。很明顯，有一些人對這幫新手的加入感到相當(dāng)不滿。

原因在人

這就是對等沖突的根源——開始有企業(yè)拒絕向其它企業(yè)開放自己的帶寬資源。而且這類問題在世界的不同區(qū)域內(nèi)表現(xiàn)為不同的嚴(yán)重程度，因為某些地區(qū)往往高度依賴于少數(shù)幾家公司以獲取互聯(lián)網(wǎng)接入服務(wù)。

本次報告指出，在全球高達(dá)86%的國家中，IPv4連接的可靠性都明顯高于IPv6。當(dāng)然，IPv6應(yīng)該成為互聯(lián)網(wǎng)的下一代技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，其協(xié)議本身也不存在任何問題。真正的矛盾，源自網(wǎng)絡(luò)連接供應(yīng)商之間的糾紛。

作者們擔(dān)心：“很明顯，要解決當(dāng)前情況，只能寄希望于對IPv6服務(wù)提出明確而嚴(yán)格的要求。Qrator.Radar團(tuán)隊目前正在考慮多種選項，希望向全球各地的互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)供應(yīng)商明確傳達(dá)這一結(jié)論，進(jìn)而提升社區(qū)對該問題的認(rèn)知水平。”

此份報告還特別指出，ISP Cogent與Hurricane Electric之間就存在著長期糾紛，而德國電信與Verizon US之間同樣沖突不斷。

報告寫道，“這些電信廠商之間往往存在著不同的沖突原因。但如果網(wǎng)絡(luò)只能接入沖突中的某一方，那么IPv6的連接體系就不會完整。這還會影響到擁有多家上游廠商的互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)供應(yīng)商的服務(wù)可靠性。一家服務(wù)供應(yīng)商的中斷，即可能導(dǎo)致整體連接問題?！?/p>

Cogent與Hurricane Electric之間的斗爭擁有悠久的歷史，YouTube上甚至還發(fā)布有一段2009年的視頻，其中Hurricane公司在一塊蛋糕上用糖霜寫道“想跟我們建立IPv6對等網(wǎng)絡(luò)？做夢吧你，Cogent！ ——Hurricane Electric?！?/p>

Cogent公司CEO承認(rèn)，他的企業(yè)與其它一級供應(yīng)商之間確實存在對等協(xié)議糾紛。他解釋稱，這主要是因為Cogent公司單純經(jīng)營互聯(lián)網(wǎng)供應(yīng)服務(wù)，而其它供應(yīng)商則涉足更為廣泛的電信業(yè)務(wù)。

Hurricane Electric為Cogent“精心準(zhǔn)備”的蛋糕。看來雙方關(guān)系相當(dāng)緊張。

Congent的倔強(qiáng)

Cogent公司只能通過持續(xù)更新自身系統(tǒng)以獲取成本優(yōu)勢的方式在殘酷的市場競爭中生存下去，其顯然也不可能接受任何無法為其帶來經(jīng)濟(jì)收益的協(xié)議。

這種緊張的局勢在IPv6的普及過程中正愈演愈烈，Cogent也面臨著其它同類企業(yè)的威脅。根據(jù)Qrator實驗室的說法，為了自保，Cogent拒絕了與其它廠商建立對待協(xié)議——而這將進(jìn)一步導(dǎo)致不穩(wěn)定性問題的出現(xiàn)。因為各國將無法同時依賴多家供應(yīng)商獲取網(wǎng)絡(luò)訪問能力。

報告指出，“為了維持IPv4協(xié)議下的全球連接，任何一級供應(yīng)商都能夠提供足夠強(qiáng)大的單一路徑。但在IPv6當(dāng)中，單一路徑將遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。由于IPv6中各一級供應(yīng)商間在對等協(xié)議方面長期存在矛盾，因此IPv6并不像IPv4那樣擁有全面的相互連接體系?！?/p>

除了拒絕Hurricane進(jìn)入IPv6大聯(lián)盟之外，Cogent公司還曾出于同樣的原因而與谷歌發(fā)生沖突。

而報告中的另一項細(xì)節(jié)表明，Cogent在對抗中的優(yōu)勢可能正在減弱：其在美國已經(jīng)失去了市場龍頭的地位。

作者們寫道，“兩年之間，即2016年到2017年，Cogent的AS 174占據(jù)市場上的頭把交椅。但到2018年，Cogent已經(jīng)被CenturyLink的AS 209所取代，此次更替亦令美國的連接多樣性排行上升三名，達(dá)到全球第七?！?/p>

中國中國

長久以來，地方壟斷已經(jīng)成為美國各大有線電視公司建立自身商業(yè)模式并宣傳業(yè)務(wù)設(shè)計思路的基本方針。但世界其它發(fā)達(dá)經(jīng)濟(jì)體對此顯然并不認(rèn)同，而且普遍能夠以更低的價格向消費(fèi)者提供更快的互聯(lián)網(wǎng)連接速度。

本次報告中另一項有趣的發(fā)現(xiàn)在于，目前位列榜單前二十位的國家中，有一個國家單純依賴單一供應(yīng)商的IPv6連接——這顯然非常危險。據(jù)Qrator實驗室稱，中國的中國電信只能通過Hurricane Electric這一家IPv6支持供應(yīng)商實現(xiàn)接入，這使其IPv6依賴度指數(shù)達(dá)到驚人的65%。對于如此龐大而充滿活力的經(jīng)濟(jì)體而言，這樣的狀況顯然不正常。

但中國也有帶來了好消息。在日前重新進(jìn)行檢查時，我們發(fā)現(xiàn)中國電信已經(jīng)與Telia、NTT以及GTT等廠商簽訂了對等協(xié)議，以下圖表顯示出中國在IPv6前綴方面迎來的巨大進(jìn)步。

截至本月，中國還在高度依賴于單一供應(yīng)商提供的IPv6連接。但新近簽訂的對等協(xié)議似乎已經(jīng)解決了這個問題。

其它國家

榜單末尾的自然是那些完全依賴單一互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)供應(yīng)商的國家。這通常源自該國政府的刻意規(guī)劃，或者是因為該國被國際社會所高度孤立。

Qrator實驗室給出的依賴性指數(shù)高達(dá)100%的國家包括朝鮮、厄立特里亞、格陵蘭以及新喀里多尼亞。此外，埃塞俄比亞的依賴性指數(shù)為99%，敘利亞則為99.5%。當(dāng)然，這種依賴性狀況也一直在發(fā)生波動：例如敘利亞內(nèi)戰(zhàn)導(dǎo)致一家德國公司退出市場，因此該國目前只能依賴單一供應(yīng)商。

榜單前列

在榜單的前列，則是具有強(qiáng)大競爭優(yōu)勢的超連接現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)體。德國以2.26%的IPv4中斷率排名第一——這意味著該國擁有眾多大型企業(yè)為其提供互聯(lián)網(wǎng)接入服務(wù)，因此其中任何一家遭遇故障都幾乎不會對互聯(lián)網(wǎng)用戶產(chǎn)生實質(zhì)性影響。接下來是英國——這座長期以來的國際通信中心獲得了3.10%的成績。

Qrator實驗室投入三年時間進(jìn)行此次調(diào)查，并發(fā)現(xiàn)去年排名前二十的國家當(dāng)中，有十七個今年仍身處前二十位置。因此，這項指標(biāo)堪稱對國家的基礎(chǔ)性衡量標(biāo)準(zhǔn)，亦反映出互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)對國家經(jīng)濟(jì)及社會運(yùn)作的重要意義。

報告中還囊括更多內(nèi)容，包括近期亞洲地區(qū)網(wǎng)絡(luò)彈性的增加，以及牙買加與摩納哥等國家存在的一些尚不明確的情況，但作者仍給出了較為肯定的結(jié)論：

“我們的調(diào)查結(jié)果清晰地表明，建立在競爭基礎(chǔ)之上的互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)供應(yīng)商市場能夠在面對區(qū)域內(nèi)外風(fēng)險時，表現(xiàn)出更為強(qiáng)大的穩(wěn)定性與故障抵御能力。而如果沒有競爭市場，單一AS（自治系統(tǒng)）的事故則可能導(dǎo)致某一國家甚至更廣泛區(qū)域內(nèi)大部分用戶喪失網(wǎng)絡(luò)連接途徑。”