2003.03.01第15期
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IP網路技術新趨勢--IPv6(1)
隨著Internet的快速發展,未來通信網路將以網際網路協定(Internet Protocol,簡稱IP)為基礎進行設計。傳統電信業務如語音、數據及視訊等,都將逐步移轉到IP網路上,以開放、透明的系統打破目前網路互相隔離的狀況。

IP網路的興起

 1980年以來,以Internet為首的資訊技術革命,逐步的改變傳統電信的概念及結構,其發展之迅速亦是前所未有。過去10年間,全球電話用戶的成長率約為5%-10%,而數據服務的成長率卻高達25%-40%。根據交通部電信總局統計,我國數據通信業務佔總體電信市場的營收自1996年的3%至2001年增加到9.61%,成長了320%,而同時間傳統電話業務比例則縮減約50%。

 在美國有些網路的數據服務營收甚至已超過電話服務(如Pacific Bell)。數據業務取代電話業務成為電信公司的營收主力,預料將是一股無法抵擋的潮流及趨勢,而最終,傳統電話網路甚至電視網路將漸漸由以數據網路為核心架構的網路所取代,由數據網路肩負運載語音(如VoIP)、視訊(MoD)的任務,也就是資訊技術與電信技術的融合。

 目前電信業者建構了不同的網路如電話網路、有線電視網路、Internet網路等,以提供消費者不同的需求及服務。這些網路間彼此互不相容,各自使用不同的標準、設備及定址方式。消費者必需分別申請線路,購買與該服務對應的終端設備(電話機、電視機、電腦)才能享受這些服務,業者為了管理及維護各自獨立的線路,也必需付出相對營運成本,並轉嫁至消費者身上。

   

隨著Internet的快速發展,未來通信網路將以網際網路協定(Internet Protocol,簡稱IP)為基礎進行設計。傳統電信業務如語音、數據及視訊等,都將逐步移轉到IP網路上,以開放、透明的系統打破目前網路互相隔離的狀況。



IP網路的優點及缺點

為什麼要捨傳統電信網路而擁抱IP網路呢? IP網路發展至今超過30年仍歷久不衰,業務量成長迅速,且逐漸成為佔主導地位的通信協定,其成功原因可歸納為以下幾點:
1. 協定架構簡單、效率高
IP網路使用的TCP/IP協定為電腦網路史上最早期的網路協定之一,其架構簡捷、清楚,傳輸效率高。
2. 協定開放、取得容易
TCP/IP協定採開放式策略,且使用權取得容易,減低廠商開發成本,因而刺激眾多廠商投入開發各項應用及服務。
3. 通信費低廉
IP網路採用分封交換(packet switching),單一媒介上可以同時運載許多送往不同目的地的訊務,對於資源的利用率遠高於傳統電路交換網路(circuit switching)。由於線路及骨幹投資報酬率較高,通信費用因此低廉許多。

 

雖然IP網路乃大勢所趨,但在成為全面整合網路的單一平台之前,仍有一些問題待克服:

1. 安全性疑慮
Internet設計最初的目的為提供研究人員一個進行資訊交換的平台,所以通信協定的設計並未考慮安全機制的問題。但隨著各類型網路企業應用及電子商務不斷成長,Internet上的安全問題日益受到重視。基於架構的設計,流通於IP網路上的訊務非常容易遭有心人士攔截,因此為了防止電子竊聽、偽造、修改資料或是中間人(man-in-the-middle)等各種型式的攻擊,應用軟體必需以加密及認證技術保護資料的真實性、完整性及安全性。然而這些附屬在應用軟體上的技術因無統一標準,故彼此互不相容,造成許多重覆投資的浪費。很多應用軟體甚至不對資訊加以保護,或僅採用非常簡單的保護措施,對通信兩端的隱私權造成危害。目前縱然有IPSEC出現,但因缺少一個普遍的公開金鑰基礎建設(Public Key Infrastructure,簡稱PKI),且許多數位憑證相關的法令也還懸而未決,以致阻礙了PKI的建置及方向,同時影響了不同廠商推出的「PKI-ready」產品。

2. 不保證服務品質
相較於電路交換網路,分封網路在傳送過程中具較多的不確定因素,其傳輸採盡力傳送(best-effort)方式,不管封包的內容為何,皆一視同仁,品質無法獲得保證。對於網頁瀏覽、電子郵件等服務來說,傳輸時間及服務品質並不重要,但電話、視訊等服務對延遲即的容忍度就非常低了。理想的Internet應該是可以依據不同的封包屬性區分其傳輸的優先次序,如同快慢車道的分野,以應付各種不同Internet應用的需求。

3. IP位址的數量問題
IP位址的數量是有限的,以現行IPv4位址來說,總共可以分配約四十億個IP位址,換算全球每人平均可分配數量不足一個。面對未來多元化、全IP時代的網路應用,這些數量顯然不足以應付,因為每個人所使用的電腦、PDA、手機、汽車.. 都將成為Internet的一部份,而這些設備都需要IP位址。雖然目前有網路位址轉譯(Network Address Translation,簡稱NAT)的方案暫時舒解位址數量的問題,但已對Internet透通性、端對端(end-to-end)通訊的理想造成破壞,因此終究無法全面採用。

4. 相關法令及政策的配合
由IP網路傳遞電話及視訊,除了技術上需考慮的因素,還牽涉更繁鎖的法令問題,也可能引起傳統業者的抵制與抗爭。這些不確定因素、協調工作及立法所需的冗長時間還有所衍生的成本也可能阻礙了新應用的出現及商品化進程。

(TWNIC IP組)
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