书 名：《科技前沿课：IPv6+》
作 者：邬贺铨 主编
页 数：384
字 数：288千字
定 价：58元
书 号：978-7-5115-8033-7
出版时间：2024年6月
内容简介
IPv6+（互联网协议第六版）是下一代互联网协议的升级，它不仅是一项技术上的革新，更是信息时代发展的迫切需求。《科技前沿课：IPv6+》一书分为IPv6发展背景与现状、技术分析、行业应用与未来展望等四部分。书中，首先梳理了从互联网IP技术到“IPv6”的发展时间线、在介绍了世界IPv6发展现状之后，重点介绍网络切片、新型组播技术等，并选取政务应用、智慧金融、智能制造等行业领域，结合实际应用场景，深挖场景需求，让读者对IPv6有形象、真切、深入地了解。本书有助于广大读者增强数字化、信息化本领，更好助力构筑下一代互联网发展新优势，带动和赋能千行百业数字化转型，实现中国式现代化。
作者简介
邬贺铨，中国工程院院士，推进IPv6规模部署和应用专家委员会主任。先后从事光纤传输系统和宽带网研发、中国下一代互联网示范工程（CNGI）和3G/4G/5G等项目的技术管理及工程科技咨询项目研究。曾任电信科学技术研究院副院长兼总工程师、中国工程院副院长、国家“新一代宽带无线移动通信网”重大专项总师。现任国家标准化专家委员会主任、中国互联网协会咨询委员会主任等。
编辑推荐
1.作者权威：中国工程院院士、推进IPv6规模部署和应用专家委员会主任邬贺铨领衔各行业一线专家联袂开讲；推进IPv6规模部署和应用专家委员会组织编写。
2.实用指南，海量案例：从电信、政务、高校、金融、水利、油气、电力、互联网等行业视角出发，详解基建大国怎样建成“网络高速公路”。
3.以“新质生产力”为落点，一书读懂信息通信业高质量发展。
4.书内含中国IPv6发展大事记。
序 言
2024年是中国全功能接入互联网的30周年，30年来互联网在中国的发展及其对社会经济的影响，使我们深刻地理解习近平总书记对互联网敏锐的战略洞察与高瞻远瞩的判断。2015年12月16日，习近平总书记在乌镇视察“互联网之光”博览会时指出：“互联网是20世纪最伟大的发明之一，给人们的生产生活带来巨大变化，对很多领域的创新发展起到很强带动作用。”
互联网的发展是一个持续创新的过程，经历了从局域网到广域网，从美国国防部的ARPAnet和自然科学基金委NSFnet到商业化的全球互联网，从尽力而为的数据业务到需要有服务质量保障的多模态业务，从固定场景到移动场景，从消费应用到产业应用，从面向人到面向物等，互联网协议在不断演进与丰富，同时也彰显了互联网体系架构的开放性和作为互联网基础协议的TCP/IP的韧性，使得互联网能够适应原来没有预见的业务和应用。
创新是一个试错过程，互联网的发展也走过不少弯路。就以 IP地址的设置与管理为例，IPv4早在1981年的RFC 791中被正式定义，源地址与目的地地址各32比特，对应43亿地址数，当时的设计已经相当超前，因为直到2000年全球互联网用户才3.6亿。但地址的分配缺乏长远眼光，最初IPv4地址按类别地址方式管理，地址分配机构IANA和RIR越过国家主管部门直接分配给网络运营方，即32比特分为网络与主机两段，按网络规模又分为ABC三类，可以有126个A类大网，每个A类网可有约224个地址。当年的IPv4地址管理机构大手大脚分配IPv4地址，例如美国国防部就独占了13个A类大网，即2.18亿个地址，超过全球IPv4地址总数5%，相当于现在非洲和拉美所获得的IPv4地址数之和。IPv4地址经不起肆意挥霍，到90年代初就感受到耗尽的危机，互联网标准化机构（IETF）于1993年提出了无类别域间路由（CIDR），1994年提出网络地址翻译（NAT），1996年提出IPv6，探讨解决地址数的困境。CIDR引入变长的子网掩码概念灵活划分地址的网络段与主机段，显著提高了IP地址的分配效率，但已经分配出去的IPv4地址无法更改，仅仅是减缓了对IPv4地址进一步消耗的速度。NAT是在一个公网IPv4地址下带一批由局域网运营方自行分配的私有地址，虽然NAT导致难以溯源和破坏了业务管理的透明性，但无需向国际地址分配机构申请便可部署，对急于发展互联网的新兴国家有一定吸引力。相比之下具有海量地址的IPv6是最为合适的长期解决方案，但在90年代初技术还不够成熟。中国早在2003年就以国家项目中国下一代互联网示范工程（CNGI）启动IPv6的研发与试验，其中Cernet2教育科研网建成了全球规模最大的IPv6单栈网络，但在这之前中国的运营商和互联网企业面对IPv4地址资源的被动局面而选择了从NAT起步，私有地址路线既成事实也固化了家庭网关的IPv4接口妨碍了IPv6的推广。印度互联网成规模更晚，2011年4月亚太区最先耗尽了IPv4地址池，倒逼印度直接采用IPv6，后发优势使得印度成为现在全球IPv6渗透率最高的国家。2019年11月全球IPv4地址分配殆尽，IPv6成为不可替代的发展路标。
如果说IPv6的起因是海量地址供应，但在大规模NAT的现状下，单纯增加地址数已难成IPv6的发展动力，时代的进步对网络提出更高要求，需要另辟蹊径挖掘IPv6潜能。中国抓住了开发IPv6编程空间的创新方向，在网络层上直接定义用户身份与业务属性，适应算力时代对网络性能与数据安全等要求。从过去的私有地址的弯路中走出来，中国一改IPv4时代在IETF标准化旁观者角色，作为IPv6新功能标准研究的主力引领被称为IPv6+的发展新阶段。
本书介绍了IPv6发展的背景与现状，重点从技术上分析了IPv6+所开拓的网络创新空间，并通过重点行业应用实践说明IPv6+赋能新质生产力对社会经济的积极贡献。本书各章节的执笔者有丰富的从事研究开发和国际标准化工作的经历，或者是具有一线经验的行业应用的技术主管与实施者，写作团队产学研用融合，他们将对IPv6+的深刻理解和心得汇聚到本书，写法上也尽量考虑科普读物的易于入门，这将有助于推动我国IPv6在更多行业应用落地。本书关于网络发展面对的挑战与IPv6应对思路及应用实例对于网络专业人士也很有启发，IPv6单栈网络的全覆盖还需要较长时间，IPv6编程空间的探索还在路上，IPv6+的国际标准化也只是开始，广阔的创新天地等待更多有识之士来施展才华，IPv6+是中国建设网络强国的难得机遇，期待更多科技工作者挺膺担当！
邬贺铨 中国工程院院士
前 言
编织“IPv6+”技术与应用的脉络经纬
本书编委会
互联网是当今这个数字化时代最浓重的底色，互联网技术的每一次革新都如同潮水般涌动，不断重塑着我们的生活、工作乃至整个世界的面貌。本世纪以来，在网络用户还未有所知觉之时，隐藏在计算终端之后的网络经纬已经逐步被IPv6重构。《科技前沿课：IPv6+》正是在这样一个波澜壮阔的时代背景下孕育而生，它不仅是一份翔实的技术指南，更是一次思想的远航，引领我们深入探索IPv6及其增强技术（“IPv6+”）的全新疆域，共同描绘未来网络社会的宏伟蓝图。
启程：IPv6的必然与挑战
本书的开端，从IPv4的局限讲起。作为互联网的基石，IPv4自诞生以来，便以其简单有效的设计支撑起全球互联网的爆发增长。然而，随着智能设备的爆发式增长和万物互联时代的到来，IPv4的地址空间逐渐显得捉襟见肘。面对这一紧迫挑战，IPv6应运而生，它不仅提供了近乎无限的地址资源，更为网络架构的革新提供了前所未有的机遇。本书第一部分，便是对这一历史进程的深刻剖析，旨在揭示IPv6发展的必然性，并从现实角度审视其在全球和我国发展的历程和阶段，为后续的探索奠定基础。
深潜：技术的海洋与创新的浪花
“IPv6+”是当前数据通信网络技术创新最活跃的领域。第二部分，我们深入技术的腹地，从源地址验证体系结构出发，探索如何在保障互联网信源可靠性的同时，构建更加安全的网络环境。接着，分段选路、确定性IP、网络多归属、新型组播、业务功能链、IPv6单栈组网等技术的逐一解读，不仅揭示了“IPv6+”如何在提升网络效率与灵活性方面迈出坚实步伐，也展现了其对于未来网络架构的深远影响。业务与网络性能感知、网络切片以及IPv6安全及应对策略的深入探讨，则进一步勾勒出“IPv6+”在保障个性化服务、提升资源利用率与增强网络安全方面的无限潜能。这些技术的解析，将呈现“IPv6+”技术创新的最新成果及其未来发展的前景脉络。
绽放：应用之花，遍地盛开
“IPv6+”已经开始在各行各业落地生根。本书的第三部分，我们将视线转向“IPv6+”技术在各领域的广泛应用，从数字经济的蓬勃发展到数字社会、数字政府的构建，“IPv6+”的身影无处不在。5G承载应用的高速互联、算网融合应用对数据处理能力的优化，以及IPv6在政府、电力、石化、水利、金融、互联网与云平台等关键领域的深度融合，不仅展现了技术如何成为推动社会进步的强劲引擎，更凸显了“IPv6+”作为基础设施对于国家发展战略的重要支撑作用。每一个应用案例，都是对技术落地实践的生动注解，也是对未来社会形态的精彩预演。
远望：网络强国的星辰大海
站在历史的交汇点，我们不仅要回顾过去，更要眺望未来。在第四部分，我们共同探讨“IPv6+”如何作为核心技术之一，支撑网络强国的建设。从产业升级的加速器到信息安全的守护神，再到国际标准化进程中的话语权争夺，“IPv6+”技术的持续创新与发展不仅关乎国家的竞争力，更是全球网络空间治理与合作的重要组成部分。这一部分，是对未来的憧憬，也是对责任的担当，激励我们在探索与创新的道路上勇往直前。
我们希望，《科技前沿课：IPv6+》不仅可以为技术人员提供参考与指导，更是为广大读者打开了认识未来网络世界的一扇窗。在编写过程中，我们力求以通俗易懂的语言，将复杂的概念和技术细节转化为可触摸的知识脉络，让每一位读者都能在阅读中有所收获，感受到技术进步带来的启迪与魅力。
本书由IPv6规模部署和应用专家委员会组织来自各行业的专家编写：清华大学崔勇、段海新、李丹参与编写1.1、2.1、2.10章节；北京邮电大学马严、黄小红、张沛参与编写1.1部分内容、1.2章节；中国信息通信研究院曹蓟光、高巍、马科参与编写1.3、1.4、4.3章节、附录A、附录B；华为技术有限公司王雷、吴局业、左萌、朱科义、李小盼、李振斌参与编写 2.2、2.4、2.5、2.6、2.7、3.4、3.11、4.1、4.2章节；中国移动研究院程伟强、刘毅松、杨锋参与编写2.3、3.2章节；中国联通研究院曹畅、庞冉、张帅参与编写2.8、3.12章节；中国电信研究院解冲锋、马晨昊、董国珍参与编写2.9、3.1章节；国家信息中心徐春学、金梦然、周豪参与编写3.3章节；国网信息通信股份有限公司彭元龙、李济伟、柳瑞春、马睿参与编写3.5章节；中国石油天然气集团胡炳军、孙晓绯、纪德伟参与编写3.6章节；水利部信息中心付静、张潮、蔡阳参与编写3.7章节；中国建设银行李巍、詹闻昊、陈必仙参与编写3.8章节；阿里巴巴集团梁卓、宋林健、赵利明参与编写3.9、3.10章节。
在本书成稿之后，中国工程院邬贺铨院士，北京邮电大学马严教授对全书进行了审校。
《科技前沿课：IPv6+》希望邀请所有怀揣互联网技术梦想的读者，一同编织未来网络的脉络经纬，共同开启通往更宽广数字世界的非凡旅程。同时，“IPv6+”技术发展日新月异，本书编写过程中难免存在疏漏，恳请各位读者批评指正。
2024年5月
