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前 言 教育系统IPv6发展态势监测平台于2018年起开始建设，基于技术监测和行政上报交叉验证机制，构建了融合流测量、云探针测量和大数据计算的分布式监测体系， 从用户、地址、路由、流量、域名、网站、性能、安全等方面进行全方位评测分析，形成了实时网站发布、期刊专栏、专题报告等系列成果，有力地支持了教育行业的IPv6规模部署和“面向教育领域的IPv6示范网络”工程。 监测结果显示：
相关IPv6规模部署 文件对IPv6监测的要求 2017年11月26日，中共中央办公厅、国务院办公厅印发了《推进互联网协议第六版（IPv6）规模部署行动计划》，并成立国家级专家组，要求从情况调研、监测平台和数据统计三个方面开展工作，动态掌握全国各行各业推进IPv6规模部署行动计划的落实情况。 随后，各部委密集出台了多份推进IPv6规模部署的相关文件，均对IPv6监测提出了明确要求。 2020年，工信部关注优化提升网络IPv6接入能力，IDC、CDN和云平台的业务承载和支持能力，要求提升应用的IPv6浓度（二三级内链支持度），提出IPv6网络性能与IPv4趋同，平均丢包率、时延、连接建立成功率等指标与IPv4相比劣化不超过10%。 要求“持续完善IPv6发展监测平台”定期发布IPv6发展监测报告[1]，首次正式明确了“IPv6改造相关指标和测试方法说明”。 2021年中央网信办、国家发改委、工信部要求强化网络承载能力、优化应用服务性能、拓展行业融合应用，部署“优化完善国家IPv6发展监测平台，加大监测通报力度”[2]。 中央网信办和工信部提出了“IPv6流量提升三年专项行动计划（2021-2023年）”，要求“在IPv6监测评测、IPv6+新技术、IPv6单栈应用等领域加强行业标准研制，并积极推进相关国家标准建设”[3]。 教育部2018年“组织建立IPv6规模部署监测体系，及时掌握工作进展情况”[4]；2020年要求“开展IPv6规模部署行动专项检查，建立动态化的IPv6监测机制”[5]；2021年在教育新基建中“探索建立动态监测和第三方评估机制，推动质量监测和效果评估的常态化、实时化、数据化”[6]。 按时间线梳理相关文件，IPv6规模部署的工作重心是网络和用户接入、网站和应用改造、流量提升、性能趋同、深度融合应用，沿着从“通路”到“通车”，从“能用”到“好用”“爱用”演进，网络建设方案从现网IPv6改造和双栈接入到IPv6单栈，IPv6监测重点从路由开通、用户接入、流量分析、域名解析、应用改造、浓度提升、性能趋同（劣化到超越）等方面逐渐扩展和深入。 教育系统IPv6 监测平台技术架构 教育系统IPv6监测平台的监测对象包括中国教育和科研计算机网CERNET2、教育部认可高校（3012所）、省市教育行政机构等，其技术架构如图1所示。  图1 教育系统IPv6监测平台技术架构 监测平台基于技术监测和行政上报的复合双验证模式，构建了融合分布式流测量、云探针主动测量和大数据计算的分布式监测体系。 平台研制了分布式IPv6流测量系统并在CERNET2的41个核心节点部署；融合多种网络主动探测技术，实现了覆盖国内各大运营商、国内和国际云厂商的多线路分布式探针容器化部署；采用基于JNI技术和存储映射I/O技术，设计了文件快速随机读取算法；通过大数据作业编排，支持分钟粒度多维度海量NetFlow数据快速处理，实现大时间跨度统计分析和查询。 平台建成了数据发布网站，实时更新监测报表；为教育部科学技术与信息化司、教育网、赛尔网络提供工作专项报告，在公开出版刊物定期发布监测月报专栏；为省市教育厅发布IPv6规模部署推进相关文件适时提供定制监测数据，有力地支持了各级教育行政部门的工作。 监测平台提供了第三方数据接口，并对数据进行脱敏处理，供IPv6创新项目和创新大赛使用。 教育系统IPv6部署 监测结果分析 1.活跃用户。活跃用户根据NetFlow采样，取双向流量大于零的地址计算。2021年4月13日活跃用户数达历史峰值1244万，工作日活跃用户基本保持在1000万以上[7]，如图2所示。  图2 教育网活跃用户数趋势 2.出入流量。根据NetFlow采样累计计算流量如图3所示，流量变化呈现明显的学习周期，在大时间跨度上稳定提升，在教育网用户侧统计，入流量约为出流量的两倍。  图3 教育网入出流量趋势 3.门户网站以及二三级内链支持度。截止到2021年10月底，1997家会员单位中有1264家门户网站支持IPv6，支持度为63.29%；3012家高校单位中有1459家门户网站支持IPv6，支持度为48.44%，如图4所示。  图4 教育系统门户网站IPv6支持度趋势 截止到2021年10月底，不同省市支持度情况如图5所示。  图5 教育系统门户网站IPv6支持度地域分布 不同类型学校IPv6支持度区分明显，双一流高校达到91.04%，然后依次是普通本科62.85%、高职高专40.51%、成人教育11.72%，如图6所示。  图6 教育系统门户网站 IPv6支持度趋势（按学校类型） 二三级内链支持率稳步提升，以双一流高校为代表，二级内链IPv6支持率为69.69%，三级内链IPv6支持率为56.95%，如图7所示。  图7 教育系统门户网站 二三级内链IPv6支持度趋势 4.性能分析。IPv4和IPv6网络性能对比包括端到端往返时延、网络丢包率、TCP连接成功率和网页加载时间。在教育网内，对138家双一流高校门户网站进行时延和丢包测试，根据测量结果，教育网线路IPv6日平均时延性能优于IPv4，如表1所示。 表1 教育系统门户网站IPv4与IPv6访问性能对比  对教育行政机构和 学校展开的数据服务 监测平台定期向教育部科学技术与信息化司、省市教育厅和各高校出具周报和月报，公开数据发布在“IPv6发展监测平台目录服务”网站(网址https：//rpv6c.cngi.eclu.cn)。 今年6月开始，逐步对学校、省市教育厅和教育部开放了“教育系统网络态势云服务平台”(网址https：//oms.top.edu.cn)，经过授权之后访问，增加了基于地址、流量、性能高危端口等的个性化分析，对接国家信息安全漏洞共享平台CNVD、教育网地址滥用投诉平台等，提供相关安全信息服务，如图8所示。  图8 教育系统网络态势云服务平台 总结和展望 当前，教育系统IPv6发展态势良好：活跃用户稳定流量稳步提升，IPv6流量占比较高，各省市发展不均衡，头部效应明显；门户网站改造率和二三级内链支持度需要提升；教育网网内IPv6性能优于IPv4，互联互通IPv6性能有待改善。 未来，我们将参与并持续紧跟行业和国家IPv6规模部署监测标准制定和发展，加强和信通院、CNNIC的横向合作。基于NetFlow流量监测和云探针的主动监测，为监测平台提供坚实的技术和数据基础。 下一步，我们将继续增强探针功能，拓展流量监测的范围，为学校提供全面的用户和流量监测报表，实施地址、流量、资产深度分析，增强资产管理、态势感知和安全分析能力，持续为教育部、省市教育厅以及各高校提供IPv6规模部署综合数据服务。 参考阅读 作者：史章君、邓斌(下一代互联网重大应用技术(北京)工程硏究中心) |
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