IPV6在物聯網中的應用研究

摘要：物聯網的迅猛發展也面臨很多技術上的難題，比如現有的地址空間不足，目前的互聯網移動性不足，網絡的安全性和可靠性等等都制約著物聯網的發展。本文主要介紹IPV6的特點，及IPV6如何促進物聯網的發展。

關鍵詞：物聯網；IPV4；IPV6

中圖分類號：TP391 文獻標識碼：A 文章編號：1674-7712 (2012) 16-0062-01

一、物聯網簡介

物聯網就是把傳感器嵌入到公路，鐵路，建筑和汽車等各種可聯入到物聯網中的物體中，使物體通過傳感器聯入到物聯網中，在此過程中，有一個由強大處理功能的計算機群作為中心基站。基站能夠處理來自物聯網中物體的請求，并給予管理和控制。由上可以看出物聯網是在互聯網的基礎上發展起來的，其核心仍是互聯網；而且物聯網的終端可以是人或者任何事物，因此，物聯網的功能更加強大。有專家預測未來的物聯網規模將超過現有的互聯網30多倍以上。物聯網是繼互聯網之后又一次的信息革命。

物聯網的基本定義是實現“物物相連”。因此，世界上可聯入物聯網中的事物多不勝數，大部分物體可以通過嵌入智能電子產品聯入物聯網中，這些電子產品如：電子標簽，可以發出表示本事物特征和要求的信號到基站，基站接受到信號后，根據事物本身的特性和發出的請求進行處理，并將處理后的結果返回給電子標簽，人們通過返回后的結果采取相應的措施，可以避免錯誤判斷和操作，提高了工作效率。因此，物聯網的產生和發展極大的促進了社會生產力的發展水平，提高了人民的生活水平。物聯網真正是人們進入了智能生活的狀態，使人與自然和諧發展。

二、IPV6與IPV4

目前，全球因特網采用的協議族中，IP協議的版本號是4，這個協議已經使用了30多年了，但是由于個人電腦的普及以及互聯網的迅速發展，導致IP地址的需求量不斷增加，而不斷涌現出的移動設備和家電設備上網使當前的形式更加嚴峻。因此，只擁有32位地址空間的IPV4已不能滿足互聯網的地址分配要求，而且已經妨礙了互聯網的進一步發展，而物聯網所需聯入的終端更加龐大，所需地址也空間更多，因此，必須擴大原有的地址的空間。IPV6擁有128位地址空間，地址分配幾乎可以不受任何限制。在IPV4中，我們采用子網掩碼來區分網絡號和主機地址，而IPV6是嚴格按位數來劃分地址的，IPV6中的前64位用來表示該地址所屬的子網絡，也叫地址前綴，它負責在整個網絡中進行路由。而IPV6中后64位地址被稱為接口地址，它是用來標識網絡中的節點，可以用它來表示264個節點，大約有185億億個地址空間，這意味著每平方米面積上大約擁有1000多個地址，如此龐大的地址空間，足以保證地球上每個人擁有一個或多個IP地址，有效解決了IPV4中地址不足的缺點。雖然，IPV6中的地址空間如此龐大，但并不能直接應用到物聯網中，因為它不符合電子標簽的特點，我們要對它的地址空間進行一次適配，對其協議棧和路由機制進行精簡，以滿足網絡傳輸要求。

在互聯網最初設計時，由于還沒有目前出現的移動設備，鏈接到網上的計算機也是靜態的，因此，極少涉及到IP地址的變動。但是隨著社會生產力的發展，手機，筆記本等移動終端的出現，對于移動設備要求的與日俱增，要求做到任何時間，任何地點都能無障礙的上網，而目前的IPV4也不能完全做到即插即用。

在IPV6中動態分配地址空間，不再需要用戶上網時手動配置，減輕了用戶的負擔，并且節約了地址空間。IPv6支持無狀態地址自動配置和狀態地址自動配置兩種地址自動配置方式。在無狀態地址自動配置方式下，網絡側不參與地址的分配過程，需要配置地址的網絡接口先使用鄰居發現機制獲得一個鏈路本地地址。網絡接口得到這個鏈路本地地址之后，再接收路由器宣告的地址前綴，結合接口標識得到一個全球地址。在上述過程中，如果出現了地址沖突，則停止地址分配，節點將由手工進行地址分配。無狀態地址分配中，網絡側不用保存地址狀態，維護地址的更新周期，大大簡化了地址的分配過程，達到了以較低的資源消耗達到了海量地址分配的目的。而狀態地址自動配置的方式，如動態主機配置協議（DHCP），需要一個DHCP服務器，通過客戶機/服務器模式從DHCP服務器處得到地址配置的信息。

RFC 2373中定義了IPV6的三種地址類型：單點傳送，多點傳送，任意點傳送。單點傳送也叫單播地址，就是只有一個單一接口地址，發送到一個單播地址的信息包只能送到該地址標識的接口上。如果有多個接口節點，任意一個單播地址都能作為該節點的標識符。它的單播地址采用類似于IPV4的連續位掩碼聚集地址。任意點傳送也叫泛播，就是由一組接口地址構成。發送到一個泛播地址的信息包將被發送到距離最近的被標識的地址之一。多點傳送也叫組播，也是由一組接口地址構成，但是發送到組播地址的信息包將被傳送到所有被標識的地址上。在IPV6中，只有少數除外，其它全0或者全1的字段都被認為是合法值。

三、IPV6的安全性

在IPV4中，黑客攻擊主機主要是通過網絡掃描的方式進行的，并在掃描過程中尋找要攻擊對象的漏洞。而在IPV6中，由于某一個子網的節點數量極大，在如此龐大的節點中通過掃描去尋找攻擊目標本身就是不容易實現的。在IPV6設計中將IPSec嵌入到基礎協議棧中，通信時通過IPSec加密通信的信息和通信過程，黑客也就不能通過網絡中間人的方式對主機進行攻擊和破壞了。而且，由于IP地址是分成用戶信息和網絡信息設計的，很容易對網絡中的黑客攻擊完成實時定位，這些措施有效保證了數據的安全性。

四、結論

IPV6憑借自身的特點，可以解決物聯網在發展過程中遇到的瓶頸，如：地址空間不足，互聯網移動性較差，網絡安全性低等很多問題。隨著IPV6技術的不斷成熟，也必將推動物聯網的不斷完善，真正實現端到端得互聯互通。

參考文獻：

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