什么是IPv6专网？

传统行业专网面临的挑战

专网主要是面向行业用户的网络，例如政务、教育、医疗、电力、交通等行业。相对于电信运营商参与建设和运营的公共通信网络，专网具备如下几个方面的优势：

• 安全隔离：专网提供了更高的数据安全性，通过专用的网络通信通道和加密技术，能够防止数据在传输过程中被窃取、篡改或破坏。对于一些敏感的商业数据、公共服务数据和个人隐私信息等，专网可以提供更高等级的安全保护。
• 质量保障：专网可以根据不同行业的需求提供高质量的网络服务，包括带宽、时延、丢包和可靠性等方面的保障。网络设备可进行参数配置，提供更加适合行业业务应用需求的网络服务，也可以根据不同行业的要求，通过端口冗余、设备冗余、网络冗余等方式来实现不同等级的可靠性保护，例如，可针对企业的生产业务配置多个网络平面，确保业务永不中断。
• 可定制性：专网可以根据行业用户进行定制以满足行业客户的特殊需求。例如行业客户希望针对某一类业务进行重点的保障和实时监控（如视频重保），以满足办公或应急指挥的需求；又或是针对某类业务与其他业务之间进行隔离，以提高安全性。
• 运营运维：因为行业专网的私有属性，在系统对接、业务开通部署、故障快速定位及自愈恢复等方面，其复杂度低于公共通信网络。

当前行业专网一般采用SDH（Synchronous Digital Hierarchy，同步数字体系）网络或传统IPv4网络，设备老旧，功耗偏大，空间占用多，而且网络运维难度增大，无法适应新业务发展需求。概括来讲，SDH网络或传统IPv4网络存在以下3点不足：

1. SDH网络只支持刚性管道，没有统计复用能力，组网不灵活。SDH网络带宽小（2M/155M/622M），无法满足大带宽（10GE/100GE）业务诉求。此外，SDH无进一步技术演进，现网设备逐步清退。
2. 传统IPv4网络不具备“IPv6+”（IPv6 Enhanced，IPv6增强）的新技术和新能力，例如SRv6（Segment Routing over IPv6，基于IPv6转发平面的段路由）、网络切片、随流检测、APN6（Application-aware IPv6 Networking，应用感知型IPv6网络）等。网络资源共享，导致带宽、时延无法保证，无法承载大带宽、时延敏感业务，运维复杂，业务开通慢。
3. 网络不具备一跳入云能力，云资源和网络割裂，无法进行融合，无法满足企业数字化转型中的快速上云诉求。

下表列出了部分传统行业在逐步走向全面数字化阶段面临的业务挑战，可以看出，传统行业专网需要在覆盖度、差异化保障、安全可靠、运维等方面进行全面能力升级。

行业对新型专网的需求

不同行业对专网有不同的诉求，一张先进、高效、安全、可靠、弹性、敏捷的行业专网在承载业务时，基本需求概括如下：

1. IP广覆盖：专网需要具备大带宽能力，千兆、万兆末端接入，可以覆盖所有的行业分支；接入方式灵活，包括光纤、5G、Wi-Fi等。
2. 差异化保障：保证行业之间或行业内不同业务之间网络资源刚性隔离，实现资源独享，从而保证高价值行业或业务的SLA（Service Level Agreement，服务等级协定）。
3. 安全：行业专网业务数据与外部数据隔离，保证行业数据不外泄。
4. 可靠：极简的网络架构和可靠的网络设备，充分考虑网络的可靠、冗余和容错能力。
5. 云资源共享：专网内云资源行业/企业共享，满足业务上云诉求。
6. 业务开通快：新业务自主随需快速开通。
7. 扩展性强：适合多业务类型的终端接入，网络弹性扩缩容；适配网络应用的持续新增和优化，灵活的业务调度和扩展能力。
8. 运维简单：行业客户运维能力较弱，网络需要具备自动化、可视化的运维能力。

IPv6专网的产生

为了满足政务、教育、医疗、电力、交通等行业数字化进程中对行业专网提出的IP广覆盖、高安全、业务隔离、应用感知、差异化服务和网络服务化等诉求，IPv6专网应运而生。

IPv6专网是基于IPv6基础网络，利用“IPv6+”技术优势，为行业或大中型企业提供的专用网络基础设施。IPv6专网具有灵活连接、质量保证、灵活切片、智能运维和安全可靠的特点。

如下图所示，IPv6专网根据网络规模，可以分为接入、汇聚、核心三个层级，逐级汇聚。在协议维度，基于SRv6和EVPN（Ethernet Virtual Private Network，以太网虚拟专用网）技术统一网络协议栈，采用网络切片技术提供行业、业务、用户多种层级的差异化服务逻辑网络，实现行业、业务、用户、网络协同的最优调度。在设备维度，企业侧CPE（Customer-Premises Equipment，客户终端设备）也是IPv6专网关键的节点，需要升级演进为支持IPv6能力的CPE，实现SRv6端到端部署。智能管控系统纳管接入（含企业CPE）、汇聚、核心路由器，路由器使能SRv6能力，智能管控系统进行端到端SRv6业务自动配置，调优等。

IPv6专网示意图

IPv6专网可以由行业或企业自行建设，也可由基础电信企业建设以服务方式提供给行业或企业使用。后者因为是基础电信企业负责为行业提供代建代维服务，能够更好地为行业或企业解决自建难和运维难的问题。

IPv6政务专网

自2017年《推进互联网协议第六版（IPv6）规模部署行动计划》印发以来，国家陆续出台多项政策，引导IPv6规模部署及演进。2021年，国家发布《关于加快推进互联网协议第六版（IPv6）规模部署和应用工作的通知》，要求推动国家及地方政务外网IPv6改造，探索IPv6单栈化试点。

IPv6技术助力数字政府实现上下联动、部门协同、服务导向的“互联网 + 政务服务”。基于IP网络切片技术，打造前瞻性、全覆盖、安全智慧的“一网多平面”，保障不同业务差异化体验，建设云网安一体的超融合、超联接、服务化的数字政府网络。政务外网主要有业务隔离、便捷开通、智能运维三大主要需求，需要支持各业务独立承载、一跳入云、敏捷组网，以及业务可视、故障快速定位等智能运维功能。

IPv6政务专网的架构如下图所示。该架构通过IP网络切片实现政务外网的业务隔离，每个部门或者每种业务独占一张切片逻辑网络业务互不干扰，可以满足安全性、可靠性，保障业务体验。通过SRv6实现一跳上云和便捷组网，端到端组网和入云业务自动快速开通，实现业务上云集约化、业务开通自动化。通过智能运维，支持全局拓扑展现、业务SLA可视，可以实时动态监控、故障快速定位，提升了业务体验。

IPv6政务专网

IPv6政务外网的建设，推动了多部门的业务互联互通，实现了信息共享，消除了业务壁垒；同时还实现了各级政府、部门之间的互联协助，提升了部门的工作效率。市民业务办理云化，可以通过网上预约和网上办理，节省了办理业务的时间，提升了办理业务的效率，同时还节约了社会资源。

IPv6教育专网

教育部、中央网信办、国家发展改革委等六部委发布指导意见要求建设教育专网，21省跟进发文推进规划建设。意见要求到2025年，基本形成结构优化、集约高效、安全可靠的教育新型基础设施体系，并通过迭代升级、更新完善和持续建设，实现长期、全面的发展。建设教育专网和“互联网 + 教育”大平台，为教育高质量发展提供数字底座。

教育专网需要承载互联网、财务管理、电子巡考、安全视频监控、理化考务等多业务，针对高价值业务，需要进行切片硬隔离。以考务业务为例，需满足考务数据绝对安全、视频监控流畅不卡顿，即保障业务的安全性、可靠性和实时性。

IPv6教育专网部署方案如下图所示。该方案基于IP网络切片、SRv6 Policy等技术实现考点监控数据、会议视频等业务数据和互联网网络隔离，确保安全传输不泄露。通过SRv6一跳入云，实现快速访问考务私有云。通过随流检测实现组网拓扑可视化，网络SLA指标可视化，以保证视频监控、考点安防、智慧教室等业务接入的可靠性。

IPv6教育专网

IPv6医疗专网

2018年，国务院办公厅下发关于促进“互联网 + 医疗健康”发展的意见。意见要求医疗联合体要积极运用互联网技术，加快实现医疗资源上下贯通、信息互通共享、业务高效协同，便捷开展预约诊疗、双向转诊、远程医疗等服务，推进“基层检查、上级诊断”，推动构建有序的分级诊疗格局。鼓励医疗联合体内上级医疗机构借助人工智能等技术手段，面向基层提供远程会诊、远程心电诊断、远程影像诊断等服务，促进医疗联合体内医疗机构间检查检验结果实时查阅、互认共享。推进远程医疗服务覆盖全国所有医疗联合体和县级医院，并逐步向社区卫生服务机构、乡镇卫生院和村卫生室延伸，提升基层医疗服务能力和效率。

随着医联体如火如荼的开展，IPv6专网助力智慧医疗的数字化转型是大势所趋，在远程医疗、医疗影像共享等场景尤为突出。

• 远程医疗操纵类业务主要涉及远程手术、远程急救等，具有小带宽、确定性低时延、高可靠、高安全的业务特点。这类业务带宽需求一般不大于20 Mbit/s，最严格的端到端单向时延要求为小于20 ms，保证不会因通信原因出现手术、急救等场景的医疗事故。
• 医疗影像在病患诊断中有至关重要的作用，提供在线影像检查预约和在线查询报告服务，各医院影像数据需要共享，支撑远程医疗的开展。这类业务的接入带宽普遍不小于100 Mbit/s，具有大带宽、高安全、业务体验可视可管理的业务特点。

IPv6医疗专网部署方案如下图所示，该方案主要解决如下问题。

• 灵活连接：各级医院互联互通，快速便捷连接多云，医疗数据可以及时上传与共享。“医联体 + 上云 + 远程诊疗”加快卫健行业信息共享，资源协同。
• 差异化保障：按不同类型的医疗业务灵活切片，实现低时延、大带宽差异化承载保障。该方案通过IP网络切片技术，提供满足确定性低时延需求的远程医疗类切片和满足大带宽需求的医疗影像类切片，确保差异化承载和确定性体验，并保障业务隔离。
• 智能化运维：快速开通、可视服务、快速故障定位。通过随流检测技术，满足业务体验可视可管的需求，秒级采集链路信息，实时呈现丢包、时延等业务质量，实现分钟级故障恢复，从而保障用户业务体验。
• 多种增值业务：家庭诊疗、视频诊疗、健康问诊等等，提升服务化水平。

IPv6医疗专网

IPv6电力专网

智能电网已成为电力行业发展的共同选择，各国纷纷制定规划、政策，加快推进智能电网技术和产业发展。智能电网是电网的智能化，其充分运用先进的ICT（Information and Communication Technology，信息和通信技术），构建可靠、高速、双向的通信管道，通过传感和测量技术、设备及控制方法，实现电网的安全、经济、高效、绿色运行。随着智能电网和数字化变电站的建设，SCADA（Supervisory Control and Data Acquisition，监测控制和数据采集）和调度电话等业务逐步IP化，WAMS（Wide Area Measurement System，广域向量测量）和广域保护等新业务不断引入，分布式发电、储能、充电桩等新能源大规模接入，视频监控等大带宽业务持续增长，传统通信网络已难以满足智能电网的要求。

典型智能电网业务的通信需求汇总如下表所示。

除此上述生产调度类业务之外，还有一些办公管理类业务，比如视频会议、行政电话、OA（Office Automation，办公自动化）、MIS（Management Information System，管理信息系统）、Internet、移动办公等，这些业务也要求一定的带宽保证，各系统业务需要隔离承载。

综合来看，SRv6、IFIT和网络切片等“IPv6+”技术加持的IPv6专网是下一代智能化电力数据网络的最佳选择。

IPv6电力专网部署方案如下图所示，该方案主要解决如下问题。

• 智能连接：利用SRv6，业务一跳入云，网络自动发放，简化部署。基于EVPN统一承载IPv4和IPv6业务，促进新增IPv6业务快速上线。
• 确定性保障：FlexE（Flexible Ethernet，灵活以太）网络切片使能生产及关键办公业务差异化承载，业务硬隔离，关键业务独立队列，100%带宽保障，抖动可控。
• 智能运维：基于IFIT实现快速故障定位，KPI（Key Performance Indicator，关键性能指标）逐跳显示，可以实现全网可视化。故障智能分析，快速定位，支撑业务系统正常运行，保障良好体验。

IPv6电力专网

IPv6交通专网

《交通强国建设纲要》、《数字交通发展规划纲要》为我国交通行业发展规划了路线。交通强国，铁路先行，中国国家铁路集团紧接着发布《新时代交通强国铁路先行规划纲要》，并且指导中国铁道学会发布了《铁路下一代承载网应用技术白皮书》。白皮书为铁路下一代承载网指明了技术路线：控制平面具备SDN（Software Defined Network，软件定义网络）架构，具备自动化和智能化的网络运维能力；转发层采用切片技术和二/三层组网功能实现业务隔离。

传统交通运营网络面临几大问题：

• 带宽不足：轨旁监控/车站监控带来视频流量10倍增长，带宽不足。创新性业务云化，数据云存储，带宽不足。
• 可靠性不足：IP数据通信网承载生产业务，无法全程保护。多业务融合，端到端业务SLA无法保障。
• 运维低效：车辆/车站/区段/路局网络全联接，100倍联接复杂度，导致问题定界难，耗时数天。业务质量无法实时可视。

IPv6交通专网部署方案如下图所示，该方案主要解决如下问题。

• IP广覆盖：车站上行带宽升级到10G，SRv6业务精细化管理，智能算路。
• 业务隔离：通过FlexE网络切片技术承载铁路业务，实现业务间刚性隔离；根据业务发展灵活改变切片带宽，满足业务SLA需求，保障专网级体验。
• 智能运维：IFIT精准检测业务报文在每个节点/链路的SLA信息，网络多维实时可视，故障问题分钟级定位。控制器基于SRv6等技术，快速调整业务路径。

IPv6交通专网