报告解读|IPv6与IPv6+全球发展情况以及社会经济价值的分析

来源:法国里昂商学院时间:2021-11-25

随着新通信与信息技术的到来,全球迈向了一个新时代。我们正在见证一个前所未有的历史时刻——人工智能、5G、云计算、物联网等塑造未来的新兴技术百花争鸣。在过去十年中,全球许多国家在政策鼓励与落地实施方面开展了众多项目,以促进整个互联网生态向IPv6 和IPv6+的转型过渡。站在此刻, 近日,法国里昂商学院联合罗兰贝格共同发布《全球IPv6与IPv6+发展白皮书》,我们认为有必要对世界在这一转变中取得的成果进行总结,并评估 IPv6 和 IPv6+ 所创造的社会经济价值。
所有这些技术的背后都具有一个基本的底层使能要素:IP地址——它是帮助设备连接到网络的一把“钥匙”,只有在拥有IP地址的前提下设备才能接入网络并实现通信。
上一代的IP协议IPv4诞生于20世纪80年代初,提供了43亿个通信地址。然而,智能设备的井喷式增长已经耗尽了可用的IPv4地址资源。因此,IPv6被引入,其可用地址总数达到了3.4*10 ^38,足以为地球上的每一粒沙子分配一个IP地址。

在提供海量地址资源的基础上,IPv6技术也在不断发展进步。目前,互联网工程任务组(IETF)正在对诸如SRv6等的协议创新进行标准化,欧洲电信标准协会(ETSI)在推广IPv6+产业应用,在本白皮书中,它们被统称为IPv6+。在IPv6的基础上,IPv6+结合协议创新与人工智能,提供了质量更高且更加智能的连接。基于这些特性,IPv6和IPv6+技术能够促进5G、云计算和工业物联网等技术的应用,为所有行业的数字化提供坚实的基础。

从宏观的角度来看,IPv6和IPv6+能够促进数字经济转型、推动创新创业、加强社会治理、支持数字平等。毋庸置疑,向IPv6和IPv6+的过渡是国家数字经济发展的重要基础。在全球范围内,各个国家在过去十年中实施了多项举措,以促进整个互联网生态向IPv6的过渡转型。我们认为,当下有必要对全球向IPv6和IPv6+转型的进展进行回顾,并分析IPv6和IPv6+所创造的具体社会经济价值。
我们对各国的IPv6和IPv6+部署情况设计了度量指标,并分析了政府政策在推动IPv6和IPv6+技术的应用上起到的关键作用。我们对IPv6部署情况与国家经济发展之间的关系进行了定量分析,并对IPv6和IPv6+对各个行业的经济影响进行了评估。

尽管我们的分析和评估可能会受到样本数量和样本时间范围的限制,但分析的结论仍然非常有力的证明了IPv6的价值:IPv6的部署指数每增加10%,将推动国内生产总值增长约0.4%。2030年,估计IPv6和IPv6+带来的行业总价值将达到10.8万亿美元。

总而言之,现在正是加大IPv6和IPv6+部署力度的最佳时机。全行业已经开始应用IPv6技术,各大电信运营商、互联网内容提供商、设备制造商都在积极拥抱IPv6和IPv6+技术浪潮,加速迈入新的数字化世界。


------绪论------

IP地址、IPv6和IPv6+的概述

IP地址是IP协议 (Internet Protocol) 的基础,是网络设备接入互联网或者本地网络的唯一标识,IP协议已经从 IPv4、MPLS演进到了IPv和 IPv6+。

图1:IP 技术的发展

IPv6技术扩充了地址数量、降低了子网管理成本并增加了自动配置能力, IPv6+基于IPv6又演进出了更高的网络可编程性、更优的SLA、降低了网络延迟并增强了网络可维护性。

图2:IPv6 与IPv6+ 的技术特征

IPv6通过扩充地址池为互联网的进一步发展奠定了基础, IPv6+则显著优化了连接质量。它为电信运营商和各行业的企业提供了一个高度自动化、智能化的网络,用以提供海量连接并承载多种业务。

向IPv6、IPv6+过渡的必要性

IPv4地址资源的枯竭是需要向 IPv6过渡的首要原因。在过去10年中,全球五大地区性互联网注册管理机构的IPv4地址资源都已基本枯竭。

因为5G、云计算、物联网的应用需要海量连接,IPv4地址资源的匮乏将对新技术的应用产生重大限制。此外,由于IPv4地址获取成本和交易成本不断上升,也给创业创新带来负面影响。IPv4地址的稀缺也会导致国际层面上的数字权力集中,并影响社会层面中个体的数字平权。

在技术方面,虽然网络地址转换 (NAT) 和运营商级地址转换 (CGNAT) 等技术可以部分解决IPv4地址耗尽的问题,但这些技术能力有限,无法支撑海量连接、无法支撑需要端到端连接的应用。5G和云时代所需的海量、智能、优质连接需要整个社会向IPv6和IPv6+进行过渡转型。

IPv6和IPv6+的经济与社会价值

IPv6和IPv6+技术能够促进经济的可持续增长,能够推动科学技术的发展,能够提升人民的生活福祉。

图3:IPv6 和IPv6+ 的经济与社会价值


------IPv6与IPv6+的行业影响------

我们通过研究IPv6和IPv6+安全性能改善带来的网络安全管理成本降低、IPv6和IPv6+促进各行业经营效率的提升,以及IPv6和IPv6+使能的创新应用所创造的价值,来评估2030年IPv6和IPv6+对各行业可能带来的影响。在使能创新方面,我们主要关注由IPv6和IPv6+赋能的5G、物联网、云应用。

IPv6与IPv6+ 2030年经济影响测算

IPv6和IPv6+将对几乎所有行业领域产生积极的影响,根据我们的自研模型和行业专家输入,预计到2030年,IPv6和IPv6+在全球多个行业领域创造的潜在价值总计可达10.8万亿美元,约占这些行业2030年预计总产值的4.8%。

图4:2030 年IPv6 和IPv6+ 带来的经济影响

IPv6与IPv6+的主要影响和行业使用案例

作为其他新兴技术的关键使能要素,IPv6和IPv6+对不同行业产生了广泛的影响。我们对IPv6和IPv6+在各行业中可能带来的安全、效率以及创新价值进行了测算评估,并梳理了其在各行业内使能的应用场景。

图5: 各个行业中IPv6 和IPv6+ 的具体影响与用例


------IPv6与IPv6+ 指数------

基于对拉丁美洲及加勒比地区互联网地址注册管理机构 (LACNIC) 、经济合作与发展组织 (OECD) 和思科 (Cisco) 方法的参考,我们通过度量IPv6在部署的四个阶段中的具体情况来构建IPv6指数。这四个阶段分别是IPv6规划、通信网络的IPv6部署、内容提供商的IPv6部署以及用户通过IPv6访问网络。

IPv6指数的数值范围从0到1,更高的指数值意味着更好的IPv6部署进程。我们选择了全球79个国家,并使用来自亚太互联网络信息中心 (APNIC) 和其他相关来源的数据计算了各国2020年的IPv6指数。

图6: IPv6 指数构建方法

基于具体的指数数值,我们将这些国家分为领跑者、加速者和起步者三大类。领跑者国家是IPv6指数值排名在前25%的国家,起步国家是指数值排名后25%的国家,其余的则是加速者国家。


------IPv6指数------

出于对指标在不同国家间可比较性的考虑,我们在指数中度量的是IPv6相较IPv4的部署情况,因此在IPv6部署统计中绝对值较高的美国、中国等国家在IPv6指数排名中并没有特别靠前。例如,在IPv6规划方面,我们度量的指标之一是IPv6前缀已分配数量与IPv4前缀已分配数量的比例,反应的是一个国家已分配的IPv6地址相较其现有互联网地址的相对规模。

图7、8:IPv6 指数2020排名列表

另外,我们还用同样的方法构建了2015年的IPv6指数,并计算了每个国家的指数增长情况。总体而言,中国增长最快,其次是越南和印度。

图9:2015-2020 年的IPv6 指数增长情况


------IPv6指数解读------

在IPv6指数的次级指标层面,国家之间的差异主要来自于网络和用户两大维度。这说明了在通信网络中部署IPv6,以及提高用户通过IPv6访问互联网能力的重要性。

图10:不同类型国家的平均IPv6 指数次级指标

IPv6指数和国家经济之间呈现高度相关性,人均国内生产总值按照起步者、加速者、领跑者国家的顺序,呈现出明显的递增趋势。

图11:不同类型国家的人均GDP

为了对IPv6部署与GDP增长的因果关系进行更为量化的分析,我们以2015-2020年IPv6指数的增长率为输入变量,以2015-2020年GDP增长率为输出变量,进行了线性回归拟合,结果如图12所示。根据回归结果,IPv6指数每增加10%,国内生产总值的预期增幅为0.4%。

图12:IPv6 指数增长和国内生产总值增长回归结果

尽管这一结果可能会受到样本数量和样本时间范围的限制,且分析的方法也仍存在一定的优化空间,但它至少给我们提供了一个基本概念,描述了IPv6和IPv6+技术能带来的巨大经济效益。


------IPv6+ 指数------

我们还通过观察全球25个国家的标准与学术贡献以及规划与实施情况,评测了这些国家的IPv6+部署情况。

图13:IPv6+ 指数构建方法

中国、美国、法国、英国、德国、芬兰和瑞士是IPv6+部署方面的领跑者国家。中国方面,目前在IPv6+的商业部署与标准贡献方面处于领先,但在IPv6指数排名中依然处于加速者国家行列,仍需要落实更多的政策来提高对IPv6的应用。美国方面,其在IPv6+学术贡献和政策鼓励方面处于领先地位,但IPv6+的落地实施和商业化试点进程较慢。

图14:IPv6+ 指数的国家分类


------政策建议------

IPv6和IPv6+部署的关键推动力是什么?我们发现,政府行为对IPv6和IPv6+技术的部署进程存在很大影响。领先国家的政府表现出更强的政策力度、更广泛的政策覆盖、以及更频繁的政策更新。

图15:政策特征

图16:国家示例

虽然IPv6和IPv6+技术拥有众多优势,但在实际部署实施过程中依然面临众多挑战,我们呼吁政策制定者对现有的问题给予充分的重视。
在微观层面,由于缺乏对该技术的了解,产业主体对IPv6和IPv6+的技术性能与安全性存在顾虑、对实施成本和投资回报周期缺乏认知、对IPv6和IPv6+的终端用户需求存在疑问。在宏观层面,IPv6和IPv6+技术发展存在网络效应,供给与需求端需要同时进行部署才能推动国家整体的IPv6转型;另外,虽然NAT与CGNAT技术短期解决了IPv4地址不足的问题,但由于IPv6对IPv4的向后不兼容性,也造成了IPv6和IPv4协议间的激烈竞争,影响了IPv6和IPv6+技术的普及;最后,整个社会对不向IPv6过渡转型带来的严重后果依然缺乏认识。这些问题都影响了IPv6和IPv6+技术的普及应用。

为了对如何解决这些问题提供政策上的建议,我们分析了领先国家在IPv6部署中推行的政策,并将政策触及的关键领域及具体内容进行了归纳总结。

图17:推动IPv6 与IPv6+ 部署的政策建议

总体而言,在IPv6部署方面处于领先地位的国家应该继续朝着深入推进IPv6+的方向迈出下一步,而加速者国家和起步者国家应该利用上述政策来进一步鼓励IPv6的部署,同时加强IPv6+技术的应用。由于电信运营商网络的IPv6成熟度对于国家IPv6的发展至关重要,我们建议起步者国家加大针对电信运营商的政策鼓励力度,推动IPv6和IPv6+在运营商网络中的部署。

图18:针对不同国家的政策建议

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