IPv6與物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的相互促進(jìn)

王華

摘 要：該文介紹了物聯(lián)網(wǎng)的概念和體系結(jié)構(gòu)，以及IPv6技術(shù)的概念和特點(diǎn)。指出一方面由于IPv4技術(shù)設(shè)計(jì)上的缺陷，導(dǎo)致其無法有效的支持物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用能力，所以物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展需要IPv6技術(shù)的大力支持；另一方面，作為下一代互聯(lián)網(wǎng)通信協(xié)議的IPv6，由于一些新技術(shù)的出現(xiàn)以及硬件軟件的成本問題，在中國的發(fā)展始終“雷聲大，雨點(diǎn)小”，物聯(lián)網(wǎng)的迅猛發(fā)展也為其全面代替IPv4提供了最好的契機(jī)。

關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng) IPv6 移動(dòng)性 網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量 安全

中圖分類號(hào)：TP391.44 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2012）12（a）-0-02

1 物聯(lián)網(wǎng)概述

1.1 物聯(lián)網(wǎng)的概念

美國麻省理工學(xué)院Auto-ID中心在1999年首先定義了“物聯(lián)網(wǎng)”的概念：把所有的物品通過射頻識(shí)別（RFID）和條碼等信息傳感設(shè)備與互聯(lián)網(wǎng)連接起來，實(shí)現(xiàn)智能化識(shí)別和管理功能的網(wǎng)絡(luò)。通俗的講，也就是“物物相連的互聯(lián)網(wǎng)”，實(shí)質(zhì)上等于 RFID技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)的結(jié)合應(yīng)用。

2009年8月，溫家寶總理在無錫考察物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展情況時(shí)說，“從信息處理到信息傳播，再到信息傳遞，信息發(fā)展越來越進(jìn)入物質(zhì)領(lǐng)域?！痹?010年我國的政府工作報(bào)告所附的注釋中，對(duì)物聯(lián)網(wǎng)有如下的說明：是指通過信息傳感設(shè)備，按照約定的協(xié)議，把任何物品與互聯(lián)網(wǎng)連接起來，進(jìn)行信息交換和通訊，以實(shí)現(xiàn)智能化識(shí)別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種

網(wǎng)絡(luò)。

1.2 物聯(lián)網(wǎng)目前的困境

物聯(lián)網(wǎng)實(shí)質(zhì)上還是互聯(lián)網(wǎng)，它不過是互聯(lián)網(wǎng)的延伸和發(fā)展，它把客戶端延伸到了世界上的任何一個(gè)物體和物體之間的通信?？梢韵胂?，物聯(lián)網(wǎng)所聯(lián)系的對(duì)象數(shù)量之大事現(xiàn)有的互聯(lián)網(wǎng)的節(jié)點(diǎn)數(shù)量無法比擬的，這么多的物體之間要進(jìn)行有效的通信，這表明必須要有一個(gè)合適的平臺(tái)為其提供服務(wù)。

目前所主要采用的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議是IPv4，由于設(shè)計(jì)時(shí)的局限性，IPv4有著一些無法克服的先天性問題，無法有效的支持物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用，但是IPv6卻有效的解決了IPv4所解決不好的一些問題，可以為物聯(lián)網(wǎng)提供有效的支持。

2 IPv6的現(xiàn)狀

2011年2月3日ICANN（互聯(lián)網(wǎng)名稱與數(shù)字地址分配機(jī)構(gòu)） 宣布：全球最后一批IPv4地址分配完畢。我國電信運(yùn)營商所剩的IPv4地址最多只夠支持到年底，我國的 IPv4地址資源將在2011年內(nèi)耗盡。這標(biāo)志著全球和我國互聯(lián)網(wǎng)向IPv6過渡已經(jīng)開始進(jìn)入了實(shí)施階段。

我國在20世紀(jì)90年代末就開始了新一代互聯(lián)網(wǎng)的研究，并且在2003年啟動(dòng)了中國新一代互聯(lián)網(wǎng)示范工程CNGI的建設(shè)，經(jīng)過幾年努力，已經(jīng)建成目前世界上最大的 IPv6骨干網(wǎng)絡(luò)。

但是，中國目前的IPv6發(fā)展卻并不是想一開始所想象的那樣繁榮，目前IPv6的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用還非常少，除了進(jìn)行科學(xué)研究的，真正使用IPv6的人很少。3G通信技術(shù)的推出雖然宣傳力度很大，但市場反應(yīng)卻平平，實(shí)際使用的人數(shù)比例很小。

這主要由于以下三個(gè)問題導(dǎo)致了這種現(xiàn)象的發(fā)生。

（1）從技術(shù)角度而言，IPv6協(xié)議有著一些明顯的缺陷。IPv6協(xié)議是十幾年前就設(shè)計(jì)好了，到了現(xiàn)在很多當(dāng)時(shí)沒有發(fā)現(xiàn)的問題都暴露了出來，特別是安全問題。十幾年前的互聯(lián)網(wǎng)，安全問題尚未大規(guī)模爆發(fā)，所以設(shè)計(jì)IPv6的時(shí)候并沒有特別考慮安全問題。雖然相比較IPv4協(xié)議，IPv6協(xié)議在安全問題上已經(jīng)有了長足的進(jìn)步，但這還不足于應(yīng)對(duì)現(xiàn)在在互聯(lián)網(wǎng)上出現(xiàn)的一些安全問題。所以導(dǎo)致現(xiàn)在在使用IPv6協(xié)議的時(shí)候需要特別注意解決一些相關(guān)的網(wǎng)絡(luò)安全問題。

（2）目前，在整個(gè)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)中，由于過分追求經(jīng)濟(jì)利益，跟風(fēng)現(xiàn)象很嚴(yán)重，整個(gè)市場顯得很浮躁，缺乏主動(dòng)開發(fā)的意識(shí)，所以基本沒有專門適應(yīng)IPV6的應(yīng)用的開發(fā)，沒有足夠的軟件的支持，如何吸引人們投入IPv6的懷抱呢？而IPv6的一個(gè)重大的應(yīng)用就是移動(dòng)互聯(lián)領(lǐng)域的3G，在剛推出時(shí)確實(shí)吸引了很多潮人的眼球，但是由于在后繼的使用中始終沒有體現(xiàn)出足夠吸引人的特色，以及費(fèi)用比較昂貴的問題，這個(gè)市場在推廣過程中遇到了很多困難，始終沒有出現(xiàn)爆發(fā)性的成長。

（3）雖然IPv4問題很多，但是這幾年出現(xiàn)了很多新的技術(shù)，有效地緩解了IPv4在應(yīng)用總的一些問題，加上IPv4要平滑的過渡到IPv6是一個(gè)非常復(fù)雜的問題，在軟硬件設(shè)備上的投入很大，所以在IPv4還能用的條件下，轉(zhuǎn)向IPv6的動(dòng)力就不足了。

3 IPv6對(duì)物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的優(yōu)勢(shì)

（1）巨大的地址空間，物聯(lián)網(wǎng)由于豐富的應(yīng)用和龐大的節(jié)點(diǎn)規(guī)模，所有設(shè)備的通信都需分配到一個(gè)唯一編號(hào)，即IP地址。IPv4地址總數(shù)為2的32次方，即大約43億，已經(jīng)在2011年2月3日正式宣告

枯竭。

IPv6的地址總數(shù)為2的128次方，而地球表面積=5.11×108 km2平方公里，IPv6可以為地球上每平方毫米提供6.70×1017個(gè)IPv6地址，完全可以滿足物聯(lián)網(wǎng)的需求。

（2）解決了IPv4移動(dòng)性不足的問題，IPv4協(xié)議在設(shè)計(jì)之初并沒有充分考慮節(jié)點(diǎn)移動(dòng)性帶來的路由問題.。當(dāng)一個(gè)節(jié)點(diǎn)離開了它原有的網(wǎng)絡(luò)，移動(dòng)到目的子網(wǎng)后，網(wǎng)絡(luò)路由器的路由表中并沒有該節(jié)點(diǎn)的路由信息，會(huì)導(dǎo)致外部節(jié)點(diǎn)無法找到移動(dòng)后的節(jié)點(diǎn)。而物聯(lián)網(wǎng)本身的特點(diǎn)就決定了它需要每個(gè)節(jié)點(diǎn)都能夠不受限制的進(jìn)行移動(dòng)，IPv4很明顯無法解決這個(gè)問題。為了解決IPv4支持移動(dòng)性的問題，IETF于1996年制訂了支持移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的協(xié)議，稱為移動(dòng) IP，該協(xié)議有兩種版本：移動(dòng)IPv4和移動(dòng) IPv6。

這樣雖然看起來IPv4也可以解決移動(dòng)性不足的問題了，但這兩者之間有著本質(zhì)的區(qū)別：移動(dòng)IPv4的數(shù)據(jù)流必須通過代理轉(zhuǎn)發(fā)，而移動(dòng)IPv6的數(shù)據(jù)流則可以直接發(fā)送到移動(dòng)節(jié)點(diǎn)上，很明顯移動(dòng)IPv6更適合物聯(lián)網(wǎng)對(duì)節(jié)點(diǎn)移動(dòng)性的

需求。

（3）提高物聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量（QoS），因?yàn)槲锫?lián)網(wǎng)中存在著大量的節(jié)點(diǎn)，通信的流量也很不穩(wěn)定，有著時(shí)強(qiáng)時(shí)弱的特點(diǎn)。與IPv4相比，由于IPv6的流標(biāo)簽有20 bit，足夠標(biāo)記大量節(jié)點(diǎn)的數(shù)

據(jù)流。

當(dāng)然IPv6的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量也不是完美的，存在著流標(biāo)簽易于偽造，從而引起一些安全問題。所以，在IPv6的應(yīng)用中需要使用加密機(jī)制，避免出現(xiàn)服務(wù)被盜用的現(xiàn)象。

（4）提高了網(wǎng)絡(luò)的安全性，和IPv4相比，IPv6的安全性有了很大的提高。特別是對(duì)于節(jié)點(diǎn)到節(jié)點(diǎn)的安全。由于IPv6有足夠的地址空間，所以它限制了NAT的使用，在數(shù)據(jù)包傳輸過程中，使用了IPSee封裝，這樣就實(shí)現(xiàn)了對(duì)數(shù)據(jù)包的透明傳輸，加上節(jié)點(diǎn)的驗(yàn)證和數(shù)據(jù)的加密保護(hù)，是的數(shù)據(jù)可以安全的在網(wǎng)絡(luò)中傳輸，這是IPv4做不到的。

4 結(jié)語

從長遠(yuǎn)來看，由于我國目前已經(jīng)有了世界上最大的純IPv6網(wǎng)絡(luò)，而現(xiàn)在世界上比較成熟的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議中，IPv6是最適合物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展需求的，所以我國應(yīng)該積極推動(dòng)IPv6技術(shù)的完善，使之能夠早日成為物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。這樣可以在物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展中，搶先建立技術(shù)優(yōu)勢(shì)。

IPv6可以為物聯(lián)網(wǎng)的大規(guī)模應(yīng)用提供強(qiáng)大的助推力，反過來，隨著物聯(lián)網(wǎng)的大規(guī)模應(yīng)用也可以使得

IPv6產(chǎn)業(yè)在中國盡快的發(fā)展壯大，為下一代互聯(lián)網(wǎng)大規(guī)模部署IPv6技術(shù)奠定基礎(chǔ)。

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