引言：
随着油气业务的发展，网络不断扩大，新业务不断出现，特别是生产网络的改造，物联网技术的引入，使IP地址的消耗逐渐成为了制约网络发展的瓶颈。IPv6物联专网的出现，为下一代中国石油网络注入新的活力。基于IPv6的油气物联专网完全建成后，将从根本解决了油气生产网络资源紧缺、运维管理难度大等问题，油田的油气采收率等关键指标将有质的改变，油气在实现稳产增产的基础上，煤层气等清洁新能源的生产也可以迈上信息化的新台阶。
注：“六通四达”是指IPv6（六）与IPv4（四）双协议栈互通互达。
人类工业化大规模开发原油与天然气的历史，迄今为止已经有一百余年，油气开采也从手工作业逐步演进到自动化与智能化。随着油气工业生产的自动化与社会化，油气行业者们需要进一步打破工业自动化的信息孤岛，统一自动化管控整个工厂的所有作业区域，生产线和物流系统。而IP计算机网络以高速，灵活，兼容性强等特点，承载了以DCS，SCADA，MES和ERP系统部署为标志的生产信息化系统。生产信息化时代的特征，由IP网络实现了各信息孤岛之间的互联互通，并将数据集中至数据中心。
在不久的将来，工业信息化将进入到一个全新的管理智能化时代。实际上，我们很多企业的一只脚，已经踏入了这个时代的边缘。工业物联网，就是实现这一美丽图景的手段之一，它是工业信息系统的触角，承担了传递智慧，并使智慧增值的任务。显然，网络的质量与扩展性，决定了智能化生产管理系统能否有效地运行工作。
中国石油勾勒“六通四达"蓝图
众所周知，中国石油天然气集团公司（简称中国石油集团、中国石油）是一家集油气勘探开发、炼油化工、油品销售、油气储运、石油贸易、工程技术服务和石油装备制造于一体的综合性能源公司，由中央直接管理的国有特大型企业。
随着中国石油集团油气田生产自动化水平的提升，越来越多的工业传感器实现了网络化，油气生产物联网逐步成型。在原油与天然气日益稀缺，市场竞争激烈的今天，油气田企业为了提升竞争力，油气生产自动化从数字化油田向智慧油田的升级，是必然的选择。智慧油田是油田信息化建设的需要，是数字油田发展的高级形态，是数字油田由量变向质变转换的结果。过去的数字油田侧重于油田各种生产和管理数据的收集、上传与备份；而智慧油田则通过融入人的智慧，更加侧重于对采集到的各种生产与管理数据进行整理分析和深度应用，为生产经营和管理者提供科学、智能、实时、高效的辅助决策支持手段。
智慧油田高度依赖于以物联网为代表的新兴ICT技术。无可厚非，物联网的网络终端数目是巨大的。传统计算机网络基于IPv4协议，其用于内部网络互连的地址只有16M个，在万物互联的今天，显然不能满足大型油气企业对地址的需求。而且，由于网络资源的限制，往往各个生产区域分配到的地址资源是非连续的，这样大大增加了网络运维的成本。另外，现有油田生产网络往往和办公网络共用物理线路，这在传统的油田生产网络中问题不大，但是，在遍布物联网终端的智慧油田，这样的部署对生产网络业务的质量、安全和运维都会造成负面的不利影响。
IPv6技术突破了传统网络的藩篱，是应对以上挑战的有力手段。IPv6技术的出现，将是一次转机，将为下一代中国石油网络注入新的活力；IPv6凭借其地址充足、处理高效、扩展容易、层次划分清晰等特点，根本解决了企业网络资源紧缺、管理难度大等问题。对于政府来说，推广IPv6有助于保证整个国家在信息产业的优势；对于企业来说，推广IPv6有助于获得最大利润，有助于在未来的发展中立于不败之地。但是新技术的出现是需要时间走向成熟，全球及国内运营商的IPv6过渡也是以区域或业务模块为单位逐渐开始的，比如国内运营商的试商用部署，就是从全国少数几个试点省份逐渐展开的，因此中国石油的IPv6过渡也会遵循这个进程。
根据十二五的国家整体要求，在中国石油选取适当的生产单位，建设覆盖石油行业的IPv6生产专网，为中国石油行业及其他行业生产网的IPv6过渡和IPv6物联网建设、运维积累经验，并在此基础上进一步摸索IPv6生产网的安全防护技术和解决方案，为下一代网络及物联网的安全提供基础科研数据。主要建设内容如下：
1、构建核心、汇聚、接入三层构架的基于IPv6的油气水井专网骨干网，分期建设各厂区试点网络，推广完成油田整个IPv6专网建设。同时配套建成支持IPv6的无线通信网络，传输无线采集设备发送的数据信息，信号能覆盖到油田所有的油气水井生产数据的无线采集设备。
2、完成油气水井专网与中国石油内网（IPv4）之间信息交换方案的设计与设备部署，使两个网络能顺畅、安全的传送信息。
3、配套完成油气生产现场监控与管理数据库在专网环境中的上线运行，完成该系统在IPv6和IPv4两张网间数据通信的调试运行。
4、依据信息安全等级保护三级系统安全防护要求，完善技术防护措施，包括专网与内网边界防护设备部署，专网数据中心应用系统边界防护，以及试点实验网络环境下的接入点加密传输设备部署，配套推广部署其他接入点的加密传输设备。
华为网络设计方案助中国石油实现目标
经过慎重筛选，综合评估，中国石油最终选择了华为公司作为其IPv6生产物联专网网络设计方案的提供商。华为公司能够提供从网络规划、勘察、设计、安装等都提供一系列贴心的服务。华为公司作为全球知名的网络设备商提供了NE40E、CE12800及S12700等核心级网络产品为中国石油构建IPv6可持续发展生产物联专网。
根据中国石油生产网业务特征，结合其天然优势等因素，华为公司为中国石油打造了第一、二期IPv6生产物联专网的解决方案：核心层采用多台高端路由器NE40E，打造可靠的核心路由层，并与信息数据中心连接，实现互访；采用多台CloudEngine核心交换机CE12800作为核心交换机，下挂接入交换机网络，CE12800实现大流量二层汇聚，简化配置、提高可靠性；CE12800核心交换机与原接入交换机无缝连接，为保持业务稳定性及连续性，核心与接入交换机间采用STP协议形成完备的网络环；另外采用多台S12700敏捷交换机作为汇聚层核心设备，作为各生产园区网的网关，终结园区网用户的二层流量，进行三层转发，部署的VRRP6网关冗余协议、DHCPv6 Relay等特性实现IPv6健壮网络功能。
值得一提的是，华为公司新一代数据中心交换机CloudEngine是华为公司面向数据中心和高端园区推出的新一代高性能交换机，具有独特的正交网板设计、CLOS交换架构、信元交换、VoQ（Virtual Output Queue）机制以及超大缓存等五大关键特质，性能强大，满足数据中心网络未来10年扩展要求。另外，S12700敏捷交换机是基于华为自研以太网络处理器ENP芯片的高端园区核心交换机，灵活的全可编程架构能够适应不断发展的油气网络要求和SDN的平滑演进。
在华为公司以及各方的协同努力下，中国石油IPv6生产物联专网第一期已经基本完成，第二期正在建设之中，华为公司主要从网络的安全性、可靠性、可扩展性、未来网络的持续可演进能力进行生产网络建设的方案设计和设备选型推荐，使用华为目前最先进的网络设备，满足本次项目对网络设备的性能、功能等要求，所有网络设备均满足标准接口，和现网设备进行良好互通，同时通过支持MPLS VPN、IPv6、6vPE、VRRP6等最新技术，结合华为多年在大型网络建设中的网络规划能力、建设能力、后期服务能力等满足中国石油网络建设的需求。
选择华为的IPv6物联专网解决方案使得油田的油气采收率等关键指标将有质的改变，油气在实现稳产增产的基础上，煤层气等清洁新能源的生产也可以迈上信息化的新台阶。从经济角度，降低了自动化网络运维成本；从人文角度，减少了高寒艰苦油田的人工作业量，从安全角度，保证了煤层气的安全生产性，充分体现了“智慧油田”的优势，为将来实现智慧地质、智慧工程、智慧管理和智慧民生打下了坚实的基础。目前中国石油建设的IPv6生产物联专网实现了“六通四达”的预期目标，为下一代网络及物联网积累了经验，并提供了基础科研数据。
