文/赵晓亮 李子木（清华大学网络中心）

上个世纪后半叶，随着计算机技术和Internet的迅速发展，教育信息化做为一种全新的教育手段也快速发展起来，为提高教学质量、共享教育资源起到了十分积极的作用。如今，多媒体教学，远程教学等技术已比较成熟，在此基础上，为了满足人们日益增长的教育需求，科研人员与教育工作者仍在积极探索新的教育信息化手段和模式，以期找到更好的新工具新方法，进一步提升教学质量，进一步扩大远程教育的范围，尤其是实现对我国偏远乡村地区的覆盖，从而从技术上帮助解决教育公平的问题。笔者对教育信息化领域了解有限，本文仅从网络发展的角度阐述一些在这方面的观点，以供探讨。

Internet经过近二十几年的发展，已进入人们日常生活的方方面面，成为现代社会不可或缺的一项基础设施。随着上网人数的日益增多和联网设备数目的持续增长，IP地址的不足越来越成为因特网下一步发展的瓶颈。时至今日，90%的IPv4地址已被使用，剩下可用的地址空间不足10%。预计在2011年前后，IPv4地址将被耗尽，新生的网络将不能再从正常渠道获得IPv4地址。早在1998年，IETF就制定了下一代网络标准IPv6来提供海量的地址空间。10年后，当人们面临着日益严重的地址耗尽问题时，或早或晚升级到IPv6已经成为大家的共识。在这方面，中国走出了较早的一步。自2003年始，由国家发改委主持，八部委联合组织启动了 "中国下一代互联网示范工程CNGI"。其中，清华大学等单位承担建设CNGI示范网络的学术核心网CERNET2。CERNET2主干网采用纯IPv6协议，为中国100多个高校提供IPv6的高速接入服务，是目前所知世界上最大的纯IPv6网络。与此同时，韩国，日本等国也积极发展本国的IPv6网络，美国，欧洲等发达国家虽然仍拥有数量可观的IPv4地址，但未雨绸缪，他们也通过政府采购等杠杆积极推动IPv6在本土的部署与商业化。

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图表 1: CNGI-CERNET2主干网拓扑结构

那么，IPv6对教育信息化是否有助力作用呢？简单地从网络体系结构上来说，IPv6的发展与教育信息化是在两个不同的层面上：IPv6在网络层，主要解决地址问题；教育信息化在应用层面，主要解决教育手段的问题；二者并行发展，理论上互不影响。但从实际情况来看，我们认为，网络层作为Internet网络层次结构中最重要的一环，从IPv4到IPv6这一巨变将不可避免的会带来一些新的网络特性，这些特性可能催生新技术新应用，也为教育信息化的进一步发展提供了一个新的契机。不揣孤陋，我们做以下几点设想：

一，IPv6较好地恢复了Internet原有的“任意两台联网设备都可以任意通信”的联网理念。

尽管这一理念因为缺乏安全性方面的考虑而备受诟病，但不可否认的是，正是因为这一理念，Internet，尤其是在其早期，才得以高速发展。而后，由于IP地址缺乏等原因，人们开始使用地址转换NAT设备。大量NAT设备的使用使得双向通信变的很困难，常常需要人工配置或采用特殊的NAT穿透技术后方能进行。但是从教学的角度来看，师生互动是教学中的非常重要的一个环节，尤其是在远程教育场合，这就需要网络具备提供良好的双向通信的能力。可以设想，教育信息化的进一步发展将不再局限于以老师“推”知识（如课堂视频）或学生“拉”知识（例如课件下载）为主的教学方式，而是向类似P2P的教学模式演化，即老师在把知识“推”到学生端的同时，也实时地从学生那里“拉”一些关于学生的认知状态、疑问困惑等信息。这样一种P2P的通信模式需要网络层提供透明的无障碍的双向信息通道。在这一方面，因为IPv6能够提供海量的地址空间，网络可以不再需要NAT设备，从而为这样的信息通道提供了良好的网络层面的支持。

二，IPv6的地址结构的变化有利于实现“因人施教”的教学模式。

在IPv4协议中，一个IPv4地址既是被用作确定用户在网络中的位置，同时也是用户身份的标识。当一个用户在网络中的位置发生变化时，其IP地址往往也随之变化。例如一名学生从校园网络转到移动互联网时，虽然还是同一个用户，但因为教学系统看到的是一个新的IP地址，系统会将其视作一个不同的用户，原有的会话进程将被中断，用户需要重新登录，这样不利于提供更个性化的教学服务。而IPv6采用了新的地址结构，对一个128位的IPv6地址，可以使用其前半段来标记用户的网络地址，用后半段来记录用户ID，前半段地址随用户网络位置的变化而变化，但后半段（用户ID）保持不变，这样在网络层就可以保持用户ID。，我们可以充分利用这一特点，无论用户（学生）处在哪个网络，都可以根据用户ID的不同而提供不同的教学服务，做到因“人”施教。

三，IPv6与移动通信网络、手机设备相结合，令存取教育资源更为容易，有助于促进远程教育的进一步发展。

下一代的移动通信网与Internet互联互通时同样会面临地址空间不足的瓶颈，而IPv6正是这一问题的最佳解决方案，IPv6的发展将能促进移动通信网络的发展。我们知道，教育资源的分布并不是均衡的，大量的优质教育资源多集中在经济发达地区或大中型城市，而偏远农村地区的学生所能接触到的教育资源极其有限。相对于固网通信或卫星通信来说，以3G和4G技术为代表的下一代移动通信技术，是一种更廉价更方便的网络接入方式，能够覆盖到我国广大的偏远地区。他们提供的信息通路，使得大量的优质教育资源可以被更多的人远程共享。可以想象，通过IPv6与移动通信网络的结合，城市和乡村的学生在同一个“教室”上课会有一天成为可能。

四，目前，IPv6的应用资源包括教育资源仍较少，这是发展IPv6所面临的一个问题。但从另一个角度看，这也是一个净化网络空间、优化已有教育资源的良好的机会。

在建设IPv6网络、将IPv4资源逐步移到IPv6环境中的同时，需要加强对网络内容的监督和筛选工作，从而为广大学生创造一个纯净的，优质的，日益丰富的信息网络环境。不可否认，在网络信息呈爆炸式增长的今天，这将是一项长期而艰巨的工作；但考虑到如今的网络由于缺乏有效的监管，垃圾信息和有害信息一度泛滥成灾的局面，我们应该吸取教训，抓住时机，使下一代网络不仅在技术上有所提高创新，内容上也更文明更健康。

IPv6将会推动教育信息化的发展，但同时我们也要看到目前所面临的诸多问题。首先是IPv6的大规模推广和使用问题。近几年来通过国家的大量投资与建设，我们已经有了一个很好的网络基础，但现阶段仍然缺乏IPv6资源和有着鲜明IPv6特色的应用（IPv6 Killer Application），这会成为IPv6发展的一大瓶颈。为了突破这一瓶颈，我们认为，应该更广泛的联合软件开发者及业界相关人士，集思广益，根据IPv6不同于IPv4的网络特性，开发崭新的基于IPv6的应用。在这一方面，大学生们的能力尤其值得重视，因为他们不仅拥有年轻人的创造力和热情，而且将会是IPv6网络的第一批使用者和受益者。我们可以考虑通过例如“大学生IPv6创新大赛”这样的形式，吸引大学生参与和开发基于IPv6应用程序，这也将为IPv6的进一步发展做好人才和知识上的储备。