上世紀80年代TCP/IP誕生至今,IP技術發展大體可以分為三個階段:
第一個階段,IP/ETH時代:掀起了Internet革命,組網技術采用IP+以太網,基本滿足業務服務,網絡承載質量不高,網絡可靠性差,組網規模受限。
這個階段奠定了互聯網的基礎,代表人類正式迎來互聯網時代。正因為有了IP,我們才能上網。雖然最早期的IP協議并不成熟,但經過各路大神孜孜不倦的輸出,在迭代了4個版本(version)之后,總算可以廣泛部署。

version4就是我們所熟知并一直使用的IPv4。IPv4地址和IPv4協議,通常直接簡稱為IP地址和IP協議。你可以將互聯網看成一套物流系統,你的通信地址叫IP地址,物流公司的運作流程和制度叫IP協議。你在某地(IP地址)發出一個快遞(內容:文字、音頻、視頻、圖像)通過物流公司(IP協議)的分發、運輸后,最終送到目的地。
雖然可以實現上網了,但是它的限制、缺陷還是很多的。如果知道當年帶寬速度是256kb、512kb、1M,你對這個“IP進化”的理解和感覺會更明顯。這其中緣由主要是因為每個路由器都是獨立對數據包進行路由決策的。也就是說,快遞到達每一個物流分發站,分發站都需要拆開快遞,看看里面的東西,然后才能決定送到哪里去。這樣一來,整個系統的效率就會非常低下。
即便是確定好了運送方向,分揀員也是采取“盡力而為”的態度,如果這條線路包裹太多,他拿不下,就直接給你扔掉。

這樣運送能力差、毫無靈活性和可靠性可言的機制,到了21世紀初,大神們對“IP1.0”越來越不爽。于是,提出了MPLS(Multi-ProtocolLabelSwitching,多協議標簽交換)。
第二個階段,IP/MPLS時代:20世紀初MPLS風靡整個IP網絡,網絡進入IP/MPLS VPN的時代,一直延續到現在成為IP網絡的主流技術。
IP/MPLS解決了傳統IP/ETH網絡的不足,實現流量工程,可以提供面向連接的服務。在IP/MPLS技術的發展過程中,隨著不同業務需求涌現出不同改進技術,例如MPLS-TP, SR-MPLS、PWE3等,它們的本質依然是MPLS轉發范疇。IP/MPLS解決了路由隔離、大規模組網、流量工程、以及ALL IP時代電信級業務IP化承載問題,保障了網絡可靠性和業務承載質量。
MPLS關鍵在于標簽Label。在MPLS網絡里,數據被封裝在貼了標簽的盒子里,每個經手的分發站只需要讀標簽就知道盒子該送到哪。
以MPLS為代表的時代,我們可以稱為“IP2.0”時代。這個時代,一直持續到現在。
每一代網絡技術發展本質原因是業務驅動。IP/MPLS引入的根本原因是,IP只能提供盡力而為的服務,無法滿足大規模組網,不能提供面向連接的服務,不具備流量工程能力。
另一方面,5G、智慧城市發展對網絡又提出新的要求,要求網絡具備可編程、物物互聯等能力,提供基于業務級別的QOE測量、感知等功能。
隨著5G、云業務、物聯網的推動,IP技術迎來第三階段,進入SRv6時代。SRv6解決了傳統MPLS標簽信息擴展性不足的問題,可以攜帶更多的擴展信息。作為新一代IP網絡承載協議,SRv6統一了復雜的多種網絡協議,是構建IP網絡自動化的基礎。
SRv6基于原生IPv6,可以提供多達340萬億萬億萬億個地址,足以讓地球上的每一粒沙子都擁有一個IPv6地址,為海量應用和終端提供接入能力。
SRv6是一種網絡轉發技術,SR指Segment Routing技術,v6指原生IPv6,SRv6就是IPv6+Segment Routing。
SR-MPLS使用4字節標簽標識路徑信息,MPLS標簽僅能標識標簽值、TTL、標簽棧底三個信息,無擴展信息能力。與SR MPLS的Segment不同,SRv6的Segment有128bits,而且分成了三部分:
總之,SRv6同時具有路由和MPLS兩種轉發屬性,具備TE流量工程能力、擴展性能力、兼容IPv6,也便于未來固移融合,實現IP轉發技術統一。
作為普通用戶,我們采用“公網+私網”的方式上網。公網是公交車,我們就是私網。我們要去城市的某個地方,只需要找到合適線路的公交車,它會將我們送到你想到達的站點(1個或N個人)。這就是私網地址的用法,技術上叫做NAT(NetworkAddressTranslation,網絡地址轉換)。
絕大多數上網設備不需要公網地址。因為我們是需要找數據的人,屬于訪問者。產生數據和存放的設備,是被訪問者,它們才需要公網地址。
近幾年不斷崛起的物聯網設備,就屬于被訪問者。例如智能燃氣表、水表、電表、網絡攝像頭等,它們產生數據,并且接受云端的控制。
物聯網設備采用公網IP地址,可以更容易實現端到端的“直達”,便于數據上傳和指令下發。
就像坐公交車,無論是誰,足額交錢就能坐,不同的線路能送你到不同的地方。換句話說就是,只要滿足一定條件,就能訪問不同的公網設備。
IPv6呢,就像有了私家車,讓每個人都能實現“點對點的自由出行”,不用按著公交的規則來出行,目標站點離自己的最終目的地還有一段尷尬的距離,這大大簡化了網絡架構。
再到SR
對于SR網絡來說,連接任意兩個SR節點的一段網絡,就叫Segment,由一個SegmentID(SID)標識。
SR的核心原理,就是諸葛亮的“錦囊妙計”。
當一個數據包進入網絡的時候,網絡會把它要經過的所有鏈路和節點信息,全部告訴這個數據包。
N張紙條,排好順序。每過一地,撕掉一張。等撕完的時候,你也就到終點了。
而傳統的MPLS,是把所有的路徑信息,下發給每個節點,然后數據包到了之后,再去問路。
SR技術可以直接運用在MPLS架構上。IPv6出現后,SR開始和IPv6親密接觸。于是,就有了SRv6。
以IPv6、SRv6為代表的新IP網絡,我們可以稱之為“IP3.0”
我們國家是世界上推動IPv6最積極的國家。主要原因我認為有:
我們是網絡大國,我們的骨干網規模在世界上排名前列。越先進的網絡技術,越能提升我們的網絡效率,降低網絡運行的能耗。
我們重視“科技強國”,主推的工業互聯網、農業物聯網,還有智慧城市、智慧地產、智慧農業、智慧醫療、智慧礦山等等,全部都需要IPv6。
傳統IPv4依賴于ICANN的地址分配,總歸是受制于人。所以,實現IPv6其實也就是為了“擺脫控制”。
因為有了“早日自由”的夢想,所以我們在標準制定上表現得很激進,目前是和國際標準同步甚至有所領先的。