在ICT快速滲透的當下，通信已經成為繼水、 電、氣、交通之后的第五大城市公共基礎設施，而每一次通信故障的發生，都會給業界帶來警醒與啟示。
2022年2月1日，日本移動運營商NTT DoCoMo發生了全國范圍內的重大通信故障。在早上7:30到12:13長達5個小時之內，全國約有18000名用戶遭遇了無法上網和進行VoLTE語音通話，在日本本土引發了諸多關注。
隨后在2月7日，NTT社長召開新聞發布會，就本次事故深表歉意并公布故障原因。
值得關注的是，據公告指出，此次通信故障的原因是引入“IPv6單棧方法”后，服務器的負載暫時增加，結果，控制與網絡的通信的信號被發送到終端，這使得通信變得困難。當前，我國互聯網產業發展正處于產業和技術升級的關鍵節點，此次日本IPv6通信故障對我國今后發展又有何啟示?
誘因：單棧與雙棧的“過渡”之痛
隨著物聯網設備的增加和5G的普及，IPv4地址在全球范圍內出現短缺，嚴重制約了互聯網的應用和發展，對此，運營商、設備商、互聯網企業等產業鏈合作伙伴都在積極推動IPv6發展，據悉，IPv6的地址長度為128位，是IPv4地址長度的4倍，因此，IPv6的使用，不僅能解決網絡地址資源數量的問題，而且也解決了多種接入設備連入互聯網的障礙。
然而，IPv6的普及和推廣并非一蹴而就，眾所周知，互聯網的基石是IP，在互聯網全球化的前提下，IP的規格必須是一樣的，因此，互聯網從IPv4發展到IPv6，不是“升級”而是“替代”。因此更需要全局部署，保持與IPv4的互聯互通，與全球互聯網協同發展還要從基礎設施、應用層、軟件系統、終端等方面進行系統升級，其范圍之廣、難度之大、影響之深是可以想象的。
對此，在IPv4向IPv6過渡階段，業界通常會采用IPv4/IPv6雙棧模式，即為終端分配IPv4和IPv6兩套IP地址，如果對端是IPv4服務器，就用IPv4通信;如果對端是IPv6，就用IPv6進行通信。
然而，在雙棧模式下，要求移動網絡中的所有設備都支持IPv4/IPv6兩套協議棧，存在升級周期慢、維護成本高等問題，且無法根本解決IPv4地址短缺問題，因此為了最大限度地提升IPv6利用率，NTT DoCoMo提出在2022年春季在移動網絡中引入IPv6單棧模式。
據了解，IPv6單棧模式又稱純IPv6，旨在移動數據通信中僅為終端分配IPv6地址。不過，由于IPv6協議和IPv4協議不兼容，因此，DoCoMo采用了DNS64/NAT64和464XLAT兩種IP地址轉換方法，前者可解決Native IPv6用戶連接IPv4服務器的問題，后者允許終端上的IPv4-Only應用在IPv6單棧網絡上進行通信。
回看NTT DoCoMo的公告既可了解，此次通信故障正是因為其在移動網絡中引入“IPv6單棧”模式，導致服務器負荷增加，從而造成部分移動用戶無法進行數據通信和語音通話。隨后，NTT DoCoMo采取了回退到“IPv4/IPv6雙棧模式”的緊急措施，才在5個小時后使得通信恢復正常。
無疑，雙棧技術是IPv4向IPv6過渡的一種有效的技術，但這種方式需要雙路由基礎設施，即所有節點都支持雙棧，因此增強了改造和部署難度，網絡復雜程度也更高，并且，雙棧技術的推動，從某種程度上也制約了IPv6的快速迭代發展，如果產業鏈都采用雙棧技術，等于每個人都等待著別人去改造，IPv6的部署也就成了鏡花水月。
對此，中國聯通研究院副院長、首席科學家唐雄燕指出，由雙棧模式邁向單棧模式是大勢所趨，但在實際推進中的部署統籌、技術細節、網絡運維等環節都需要做好扎實準備工作，特別是在網絡虛擬化、云化的背景下，從IPv4到IPv6的過渡更要行穩致遠。
啟示：如何加速邁向“純”IPv6時代?
IPv6是互聯網升級演進的必然趨勢、網絡技術創新的重要方向、網絡強國建設的基礎支撐，中國IPv6科學研究工作和推廣工作開始于20年前，自2001年中國就開始做IPv6發展戰略研究，再到2003年由工信部、科技部、國家發展和改革委員會等八個部委聯合發起的中國下一代互聯網示范工程(CNGI項目)正式啟動，經歷低潮與起伏，毫無疑問，作為IPv6的先頭部隊，中國也在積極推進IPv6單棧網絡部署。
事實上，互聯網體系結構是互聯網的關鍵核心技術。據悉，互聯網關鍵核心技術通常有三個主要的研究內容，一是互聯網任何技術要在大規模的網絡基礎上驗證，一定要有示范工程或叫試驗網絡。二是核心設備不斷突破摩爾定律。三是路由控制技術成為互聯網創新的一個廣闊領域，適應互聯網應用和通信發展需求的各種各樣創新都是不斷出現。
對此，推進IPv6規模部署專家委副主任、中國工程院院士吳建平指出，首先，要強化關鍵核心技術的創新和發展。不掌握核心技術，創新就不容易實現。其次，要加大力度去參與國際互聯網技術問題的解決和國際標準的制定。隨著時間的推移，互聯網技術的話語權就會越來越大，只有參與才可能有更大的話語權，抓住機遇，構建以IPv6下一代互聯網為主的自主技術產業生態。
在唐雄燕看來，IPv6的發展也應率先做好遷移化工作，只有將在IPv4上的應用與用戶持續遷移到IPv6的模式下，才能進一步加速IPv6的規模化發展，這就需要運營商、終端與應用廠商通力協作，共建面向未來的智能化網絡。
去年七月，中央網信辦、國家發展改革委、工業和信息化部印發《關于加快推進互聯網協議第六版(IPv6)規模部署和應用工作的通知》(以下簡稱《通知》)。《通知》圍繞落實“十四五”目標指標，聚焦IPv6部署應用的關鍵環節，部署了10個方面30項重點任務。其中第一條就提到了“積極推進IPv6單棧網絡部署”。
特別在定性目標方面，《通知》提出，到2025年末，全面建成領先的IPv6技術、產業、設施、應用和安全體系，我國IPv6網絡規模、用戶規模、流量規模位居世界第一位。之后再用五年時間，完成向IPv6單棧的演進過渡，IPv6與經濟社會各行業各部門全面深度融合應用，成為全球互聯網技術創新、產業發展、設施建設、應用服務、安全保障、網絡治理等領域的重要力量。
無疑，《通知》的發布，明確提出了全面、深入推動IPv6與經濟社會深度融合已經成為堅定的國家意志，而IPv6單棧網絡部署，也就是純IPv6網絡的部署已經成為階段性重要目標，并成為IPv6與經濟社會深度融合，實現全球技術創新、產業發展等領域重要力量的先決條件。
可以預見，在“十四五”新舊交替的關鍵時期，IPv6的真正普及和廣泛部署，不僅需要通過政策的形式進一步推進，還需在5G、物聯網、工業互聯網等新領域完成IPv4的應用遷移與新應用IPv6的規模部署，構建以IPv6為核心的新一代基礎設施，持續提升端-網-云-用的IPv6能力。
來源：通信產業網