在2023年乌镇峰会上，全球知名专家围绕下一代互联网创新发展进行了交流。中国教育和科研计算机网网络中心副主任、清华大学李星教授表示，互联网协议第六版（IPv6）在设计时与IPv4不能兼容，存在使互联网“技术碎片化”的风险。使用IPv4的用户将有可能与使用IPv6的用户分处“不同的互联网”。为解决这一问题，IPv4/IPv6翻译过渡技术“IVI”便应运而生。

　　互联网基础协议的更新迭代是互联网技术应用飞速发展带来的必然问题。互联网先驱者们当年并没有意识到，他们的成果会发展如此迅猛，成为改变人类生产生活的关键技术。因此在设计IPv4协议之初，只设计了2的32次方个IPv4地址，相当于预留了40亿个联网设备的门牌号。随着网络的不断扩展，工程师们意识到40亿个IPv4地址完全不够用——世界上有70亿人，而物联网的普及又让联网设备数量井喷式增长。

　　在各国研究人员的共同努力下，互联网工程任务组（IETF）发布了IPv6协议。IPv6拥有2的128次方个地址，据说“可以为地球上的每一粒沙子分配一个IP地址”，彻底解决了IPv4地址不够用的问题。IPv6不仅能够提供海量的地址资源，还将为网络能力提升、技术创新、产业升级提供基础支撑。随着人类进入人工智能、万物互联的时代，从IPv4向下一代互联网IPv6迭代已成必然。

　　需要注意的是，互联网协议的迭代比较复杂，并不能像电话号码升级一样，在某一个时间点一声令下就可以全面实现切换，而是一个漫长的迁移过程。并且在这一过程中，不能给现有互联网用户与应用带来任何影响。

图片由AI生成

　　近年来，全球主要国家纷纷推进下一代互联网IPv6部署。以IPv6协议为基础，大力发展下一代互联网，搭建未来社会信息基础设施和创新平台，已成全球共识。中国也采取了一系列措施，加快推进IPv6规模部署和应用，并提出在2030年完成向IPv6单栈的演进过渡，即向纯IPv6的过渡。

　　然而，IPv6与IPv4不兼容，两者不能互联互通。推进IPv4向IPv6平稳过渡，就成为互联网研究者们应当考虑的现实问题——既要实现互联互通，让使用IPv6的服务器与使用IPv4的服务器能互相访问，还要推动使用IPv4的服务器加速向IPv6升级。

　　从技术上来说，IPv4与IPv6的过渡，可以采用双栈技术、隧道技术和翻译技术。双栈技术是指运行设备同时支持IPv4和IPv6；隧道技术是指用隧道的办法使IPv4可以跨越IPv6网络；翻译技术是指通过翻译器让IPv6与IPv4互联互通。

　　但综合来看，“双栈技术”不具备激励机制，是一种纯利他行为，大多数人都等着别人投资进行IPv6改造。而“隧道技术”本身不独立，必须和“双栈技术”同时使用。所以实现IPv4与IPv6的互联互通就要依靠“翻译技术”。

　　翻译技术能够以更低的成本先建设纯IPv6网络，再通过翻译器与IPv4互联网互联互通。但由于IPv4协议和IPv6协议并不兼容，就好比在两种语法完全不同的语言间做翻译，技术难度较大。

　　经过多年的理论研究和技术开发，清华大学李星教授团队发明了无状态的翻译过渡技术——IVI。在罗马数字里，IV是四，VI是六，IVI即代表IPv4和IPv6过渡和互访。IVI所做的事情就像让高速行驶的四缸汽车在不熄火的情况下逐步升级成六缸汽车。

　　IVI的主要思路是从全球IPv4地址空间中，取出一部分地址映射到全球IPv6地址空间中。在IPv4地址空间中，每个运营商取出一部分IPv4地址，被用来在IVI过渡中使用，被取出的这部分地址不再分配给实际的IPv4主机使用，而是把映射成的IPv6地址分配给IPv6主机使用。

　　更重要的是，IVI在算法方面取得了突破，能够以有限的32位IPv4地址长度映射128位的IPv6地址。这样一来，IVI就可以将真实的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，实现跨越互不兼容的IPv4和IPv6协议空间的端对端通信。

IVI无状态翻译技术原理

　　目前IVI已不仅在中国教育和科研计算机网CERNET，中国电信，美国Verizon、Charter、T-mobile、MetroPC，加拿大Rogers，印度Reliance，意大利电信等国外网络运营商进行了规模应用，还被集成到苹果iOS9.5以上操作系统，谷歌安卓4.3以上操作系统，成为全球普遍应用的技术。

　　值得关注的是，由于长尾效应，IPv4网络将会在全球范围长期存在。而哪怕全球仅剩下1%的互联网用户在使用IPv4，也要保障他们能与IPv6互联互通。这就意味着，从长远看来，通过翻译技术的“软着陆”过渡，将是互联网从IPv4向IPv6演进的最关键、主流的过渡方案。

　　编辑/排版：穆子叶