观察全球IPv6部署态势，人均IPv6与人均GDP呈现明显的正相关关系。发达国家IPv6发展良好，而发展中国家和不发达国家除个别特例外，IPv6发展相对滞后。这表明IPv6部署与国家整体发展水平密切相关。对中国来说，在坚定迈向IPv6单栈的同时，必须确保与全球互联网互联互通，特别是与“一带一路”沿线国家的无缝连接。
中国在IPv6领域的前瞻布局始于上世纪90年代。清华大学于1997年建立了中国第一个IPv6试验床。时隔20年，中共中央办公厅、国务院办公厅于2017年印发《推进互联网协议第六版（IPv6）规模部署行动计划》，明确提出加快推进基于IPv6的下一代互联网规模部署。2026年，《深化互联网协议第六版（IPv6）技术创新和融合应用实施方案（2026—2030年）》印发，指出“十五五”是我国IPv6从规模部署向全面赋能跨越的关键时期，并强调推进IPv6单栈技术攻关和部署应用。从历史发展的角度看，突破核心技术要超前布局。从试验床到规模部署再到单栈深化，尽管脚步慢了一些，但我国IPv6的发展一直在扎实推进。
CERNET网络中心副主任、清华大学教授李星在第五届中国IPv6创新发展大会IPv6单栈演进分论坛作主题演讲
翻译技术的创新突破
IPv6单栈的部署逻辑为：一是IPv6单栈（IPv6-only）意味着不能采用双栈模式；二是IPv6单栈必须实现与IPv4的互通。根据梅特卡夫定律，网络价值与用户数平方成正比，而IPv4和IPv6不兼容，因此必须借助IPv4/IPv6翻译技术。
IPv4/IPv6过渡技术演进经历了漫长的过程：1994年，CERNET开始建设IPv4网络；1998年，CERNET开展IPv6 over IPv4隧道技术实验，联入了国际下一代互联网试验床 6Bone；2000年，在中国自然科学基金网NSFCNET尝试采用IPv4/IPv6双栈模式；2004年，开始建设CERNET2，其主干网采用IPv6单栈模式。
此后，CERNET团队开始研究IPv4/IPv6过渡的创新技术：2005年，在国际主流探索IPv6 over IPv4时，我们另辟蹊径，研制IPv4 over IPv6隧道技术，并发起建立了IETF的softwire工作组。这是进入IETF国际标准组织的关键，必须跟别人做不一样的东西。然而，不论IPv6 over IPv4还是IPv4 over IPv6，隧道技术都无法真正解决互通问题，因此，在2007年，我们开始研制翻译技术。IVI技术的名称来源很有意思：罗马数字Ⅳ代表4，Ⅵ代表6，“IVI”则代表4-6互通。2011年，我们发明了双重翻译技术dIVI，解决了纯IPv4应用和应用层程序嵌入地址的问题。2014年，我们将隧道和翻译技术统一起来，实现了IPv4/IPv6过渡技术的突破。在1994年到2014年的漫长演进历程中，对翻译技术的攻坚也有十年之久。十年磨一剑，真正的创新需要时间的沉淀。
无状态IPv4/IPv6翻译技术（IVI）的思路可以归结为三点。第一，IPv4和IPv6本身不兼容，不可能真的“互通”。第二，翻译互通的基本原理是：通过翻译器将真实的IPv4计算机映射成虚拟的IPv6计算机，同时通过翻译器将真实的IPv6计算机映射成虚拟的IPv4计算机，使得在互相不兼容的IPv4和IPv6协议空间内，分别有真实的计算机和虚拟的计算机进行端对端的通信。第三，如何实现IPv4对IPv6的翻译是关键。IPv6地址为128位，可以轻易地表示32位的IPv4地址，但如何用有限的IPv4地址表示IPv6是基于算法表示和解决的，这是IVI最大的突破点。
在网络层核心标准贡献方面，清华大学团队主导的RFC协议表现出色，IPv4/IPv6翻译领域的标准RFC 6145/RFC 7915和RFC 6052引用率远超其他标准，说明中国人完全能够在核心技术领域实现创新。目前，几乎所有现代操作系统都原生支持这些翻译标准。相关学术成果已结集出版：2024年科学出版社发行《新一代IPv6过渡技术——IPv6单栈和IPv4即服务》；2026年7月Springer出版英文版“New IPv6 Transition Technology – IPv6-only, IPv6-mostly and IPv4 as a Service”，补充了最新进展。
IPv6单栈客户机场景部署
IPv6单栈部署实践分为两大场景：服务器场景相对简单，因为服务器在可控域内，通过一次翻译即可使IPv6单栈服务器为IPv4客户提供服务；客户机场景则更为复杂，因为客户机对端信息资源是完全未知的，因此最优方案是双重翻译。现代操作系统已将翻译技术内嵌，这为解决客户机问题提供了基础。
图1 IPv6单栈部署分为服务器场景和客户机场景
IPv6单栈客户网络配置方案包括：SLAAC（RFC 4861，无状态地址分配）作为基础协议，由接入路由器通过RA（路由器通告）下发前缀，终端自主生成IPv6全球单播地址；RDNSS（RFC 8106）由路由器下发递归DNS服务器IPv6地址；PREF64 via RA（RFC 8781）由路由器通告NAT64前缀；464XLAT/CLAT（RFC 6877/6052/7915，有状态双重翻译技术）使IPv6单栈终端可透明访问IPv4公网资源，是IPv6单栈网络的核心体验保障；DHCPv4 Option 108（RFC 8925），即“IPv6-Only Preferred”，是IPv6-mostly（IPv6优先）部署的核心触发机制，由DHCPv4（IPv4动态主机配置协议）通知兼容终端优先使用IPv6，根据操作系统类型决定是否分配IPv4地址。
客户机部署面临着必须适应各种操作系统的难题。从操作系统对IPv6的支持度来看，由于安卓等系统不支持DHCPv6（IPv6动态主机配置协议），客户机必须采用SLAAC；对464XLAT来说，Linux新版、macOS、iOS、原生Android等系统均支持良好；对于某些传统系统，若采用双栈部署，终端会优先获取IPv4地址，在此情况下，可以采用IPv6-mostly（IPv6优先）技术。
总体而言，综合上述客户机实现方案，除荣耀和Windows系统存在部分问题外，其他系统均可实现无缝访问，只要IPv4网络能通，IPv6单栈就一定能通。在部署策略上，建议可将网络拆分为两部分：一是在出口甚至更高层级的城域网做1:1翻译，将流量转换为内嵌IPv4地址的IPv6流量；二是在客户机侧根据翻译器和终端类型决定采用一次翻译还是两次翻译。
IPv6最大的价值是为机器人联网
从IVI技术演进来看，既有翻译技术是IPv6地址与IPv4地址的线性映射，但创新还可向更深处拓展：非线性映射、非平稳映射、密码学映射，乃至人工智能映射。清华大学团队探索的“IPv6无地址”技术，利用IPv6的海量地址空间，将源地址、目标地址与密码学组合，只有掌握密钥的客户机才能访问无地址IPv6服务器。这类似于武侠小说中的“无招胜有招”，使网络攻击无法通过扫描发现目标，从而将攻击面降至最低。
图2 IPv6无地址技术堪比武侠小说中的“无招胜有招”
人工智能的崛起，尤其是大模型的崛起，正重塑互联网格局。回顾互联网端系统的演进历史，人们最早认为互联网是为每个计算机联网；到移动互联网时代，大家意识到互联网是为每个人联网；过去常说IPv6是为物联网准备的；而ChatGPT的出现让我意识到，IPv6最大的价值可能是为机器人或AI智能体联网。
今年3月在深圳举办的IETF125会议上，IRTF去中心化研究组发表的一份报告指出，名称必须是全球化的，但信任链一定是本地的。也就是说，全球唯一的信任锚链极难建立，因此信任锚必须本地化。由此引申到互联网的可信性问题，这在人工智能时代尤为重要。1990年代的漫画“互联网上没人知道你是一只狗”， 这一隐喻在今天的AI时代演变为“互联网上没人知道你是一个机器人”。真人拥有身份证号码和生物特征，但智能体没有这些属性。
图3 “互联网上没人知道你是一只狗”在AI时代演变为“互联网上没人知道你是一个机器人”
对于IPv6智能体联网，第一，智能体是服务器，不是客户机。服务器需要海量公有IP地址，IPv4已经不能满足，只有IPv6的地址空间能满足服务器的大规模部署需求；同时，当前针对服务器的管理备案政策也面临着挑战。第二，智能体必须被信任。这意味着DNS域名证书和IPv6地址证书至关重要。最新的进展是，Let"s Encrypt（原仅提供域名证书服务）于今年年初开始支持IP地址证书，特别是IPv6地址证书，ACME（自动化证书管理环境协议）在其中发挥着重要作用。
总的来说，AI对互联网的影响可从以下几方面理解：第一，AI是一种革命性的应用，既是工具的革命，也是革命的工具，但互联网核心体系结构不需要改变。第二，AI促进向IPv6单栈（IPv6-only）过渡，因为寻址需要全局唯一的IP地址，可信性需要地址证书。第三，AI流量已超越人类流量，这既是趋势，也催生了新的商业逻辑，例如用AI比价可快速查阅上千条信息。第四，AI为协议实现、重构和演化提供了高效和自动化的工具，大幅降低重构成本，也对教育产生了革命性的影响。
三个自由与创新使命
在2025年乌镇峰会上，我提出了三个“自由”：开源做到了知识自由，IPv6做到了连接自由，大模型做到了能力自由。这是巨大的机遇，也是深远的挑战，IPv6在此扮演着至关重要的角色。
图4 开源、IPv6和大模型实现了知识、连接和能力自由
中国教育和科研计算机网CERNET经历了三代演进：第一代CERNET（IPv4）培养了中国第一批互联网用户，第一批互联网研究者和建设者；第二代CERNET2基于IPv6单栈，使我们在技术创新中迎头赶上，逐步拥有了在互联网核心技术领域的话语权；第三代CERNET3，即未来互联网试验设施FITI，拥有4096个切片，为未来互联网体系结构创新提供国际领先的开放性试验环境；展望未来，第四代CERNET将发挥怎样的价值？我对CERNET4的期待是，或许能培养中国第一代机器人上网。
最后，关于创新的使命，借用互联网前辈留给学生的话：不要只盯着前辈当下正在做的事，要看见前辈们有能力做到却尚未付诸行动的事；不要只局限于前辈们力所能及之事，更要畅想前辈本有可能实现却没有做到的事；最后更要去探寻至今无人设想过的方向。也即，在此之前，从未有人抵达。年轻一代互联网研究者的使命，正是主动扛起并胜任这份角色，为中国真正成为网络强国贡献自己的力量。
本文据清华大学教授李星在第五届中国IPv6创新发展大会IPv6单栈演进分论坛上的演讲整理。
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