物聯(lián)網(wǎng)與IPV6技術(shù)融合趨勢探討

汪先明

摘要：本文仔細(xì)剖析了IPv6所具有的技術(shù)特點(diǎn)和物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的應(yīng)用前景。對于它們的融合，本文透徹地分析了地址融合的可能性，移動(dòng)管理上的可行性，服務(wù)質(zhì)量方面的良好互補(bǔ)性，通信安全上的保證性。最后指出，雖然融合有一些未解決問題，但是未來融合成為必然

關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng)；IPv6；融合；趨勢

中圖分類號(hào)：TP393 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-3044（2016）20-0051-01

信息化技術(shù)的高速發(fā)展， 使人們越過了互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代進(jìn)入物聯(lián)網(wǎng)通信時(shí)代。由傳感到泛再到如今的物聯(lián)網(wǎng)， 其涉及所有的物體并使物具有智能， 獲得與人相似的虛擬個(gè)性并在網(wǎng)絡(luò)中任何一處實(shí)時(shí)溝通交流。而IPv6技術(shù)也是早已成熟的技術(shù)規(guī)范，出于更新的代價(jià)大而沒有大規(guī)模流行。但是，IPv6技術(shù)和物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用具有很多優(yōu)勢，它們攜手信息時(shí)代勢在必行。

1）物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)

物聯(lián)網(wǎng)在國際上又叫傳感網(wǎng)，這是計(jì)算機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)與移動(dòng)通信網(wǎng)之后的一次信息產(chǎn)業(yè)浪潮。世界上的萬事萬物，只要嵌入一個(gè)微型感應(yīng)芯片，就變得智能化。再借助無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，人們就可以和這個(gè)物體“對話”，物體和物體之間也能“對話”，這就是物聯(lián)網(wǎng)。物聯(lián)網(wǎng)是新一代的信息技術(shù)的重要部分，核心和基礎(chǔ)依然是互聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)設(shè)施，只是在進(jìn)行了延伸和擴(kuò)展。它是一種把任何物品與互聯(lián)網(wǎng)連接，進(jìn)行信息交換，以實(shí)現(xiàn)對物品的智能化識(shí)別、跟蹤定位、監(jiān)管的一種網(wǎng)絡(luò)。在物聯(lián)網(wǎng)體系架構(gòu)中，網(wǎng)絡(luò)層可以使用現(xiàn)有的IP網(wǎng)絡(luò)體系，用IPv6來承載它的應(yīng)用[1]。

2）IPv6技術(shù)

20世紀(jì)90年代，人們已經(jīng)開始認(rèn)識(shí)到IPv4的局限性，并著手下一代互聯(lián)網(wǎng)的研究。IETF在1994年提出了IPv6。目前，美國、歐洲、亞洲的高校和科研院所都紛紛加入IPv6的研究部署應(yīng)用中【2】。IPv6具有IPv4不可比擬的優(yōu)勢：IPv6地址空間增大4倍；靈活的IP報(bào)文頭使用了一系列固定格式的擴(kuò)展頭部取代了IPV4中可變長度的選項(xiàng)字段；IPV6中選項(xiàng)部分也有所變化，加快了報(bào)文處理速度；IPV6簡化了報(bào)文頭部，只有8個(gè)字段，加快了報(bào)文轉(zhuǎn)發(fā)，提高了吞吐量；提高安全性，增強(qiáng)了身份認(rèn)證和隱私控制；支持更多類型的服務(wù)；允許協(xié)議繼續(xù)演變，使之適應(yīng)未來技術(shù)的發(fā)展。[3，4]

1 融合分析

物聯(lián)網(wǎng)的規(guī)模應(yīng)用必須解決海量網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的尋址問題，也及號(hào)碼資源不足的問題。目前物聯(lián)網(wǎng)主要采用的E.164電話號(hào)碼尋址方式和IPv4尋址方式。但是E.164編址體系本身的空間地址小，無法滿足節(jié)點(diǎn)的地址需求.而IPv4地址尚且不能滿足互聯(lián)網(wǎng)和移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的地址需求，對于發(fā)展中的物聯(lián)網(wǎng)，特別是對具有數(shù)量眾多的感知節(jié)點(diǎn)的應(yīng)用，這個(gè)問題更為明.而IPv6采用128位地址長度，幾乎可以不受限制地提供地址，能夠滿足未來物聯(lián)網(wǎng)中聯(lián)網(wǎng)的萬億級(jí)需求。

IPv6的地址自動(dòng)配置功能使得終端能更加便捷地接入物聯(lián)網(wǎng).物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用相對傳統(tǒng)的互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用，對即插即用地總配置和地址重新編號(hào)的需求變得更加重要. IPv6的內(nèi)置地址自動(dòng)配置、鄰居發(fā)現(xiàn)、路由通告、地址解析等功能是大量IPv6終端不用任何手動(dòng)配置就可以輕松發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)，并獲得全球唯一的IPv6地址。這使得物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備不再依賴DHCP等有狀態(tài)的地址分配方式配置地址，實(shí)現(xiàn)了即插即用。

IPv6的移動(dòng)管理機(jī)制能夠更好地滿足物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的移動(dòng)行需求。IPv4協(xié)議在設(shè)計(jì)之初并沒有考慮到節(jié)點(diǎn)移動(dòng)性帶來的路由問題，移動(dòng)IP機(jī)制又引入了三角路由問題。對于少量節(jié)點(diǎn)的移動(dòng)，該問題引起的資源損耗較小。而對于大量節(jié)點(diǎn)的移動(dòng)，特別是大量的節(jié)點(diǎn)群移動(dòng)和層移動(dòng)，會(huì)導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)資源被迅速耗盡，使網(wǎng)絡(luò)處于癱瘓的狀態(tài)。而IPv6協(xié)議在制定的時(shí)候就已經(jīng)考慮了移動(dòng)性問題，能夠滿足物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用對于地址的移動(dòng)性要求。IPv6協(xié)議的路由通告、自動(dòng)配置、地址解析、鄰居發(fā)現(xiàn)等功能，可更好地支持物聯(lián)網(wǎng)中移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的接入需求；而IPv6的路由包頭、動(dòng)態(tài)家鄉(xiāng)代理地址發(fā)現(xiàn)機(jī)制、黑洞檢測等特性則簡化了移動(dòng)IP的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，避免了移動(dòng)IPv4的三角路由現(xiàn)象，并使得節(jié)點(diǎn)的移動(dòng)對應(yīng)用程序是透明的。

IPv6的QoS機(jī)制有助于實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中更加靈活的QoS保障。目前IPv4網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量的劃分是從流的類型出發(fā)，使用Diffser實(shí)現(xiàn)端到端服務(wù)質(zhì)量保證。例如視頻業(yè)務(wù)由于有低丟包率、低延時(shí)、不抖動(dòng)的要求，就給它分配較高的服務(wù)質(zhì)量等級(jí)。這種QoS的實(shí)現(xiàn)粒度無法滿足繁多的應(yīng)用類型對實(shí)時(shí)性、優(yōu)先級(jí)等服務(wù)質(zhì)量的不同要求。而IPv6的QoS是基于IPv6的流標(biāo)簽，能夠?qū)崿F(xiàn)動(dòng)態(tài)地提供應(yīng)用的服務(wù)質(zhì)量等級(jí)，做到對服務(wù)質(zhì)量的精細(xì)化控制。

IPv6為物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用提供更加安全和可靠的通訊。由于物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點(diǎn)局限于成本約束，很多都是基于簡單硬件進(jìn)行計(jì)算，不可能處理復(fù)雜的應(yīng)用層加密算法；同時(shí)單節(jié)點(diǎn)的可靠性也不能做得很高，其可靠性主要還是依靠多節(jié)點(diǎn)冗余來保證。因此依靠傳統(tǒng)的應(yīng)用層加密技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)層冗余技術(shù)很難滿足物聯(lián)網(wǎng)的需求。而IPv6將IPSec協(xié)議嵌入到基礎(chǔ)的協(xié)議棧中，為多種通信安全需求和隱私保障提供了條件。同時(shí)， IPv6的分段設(shè)計(jì)將用戶信息與網(wǎng)絡(luò)信息分離，使得用戶在網(wǎng)絡(luò)中的實(shí)時(shí)定位變得容易，保證了在網(wǎng)絡(luò)中可以對黑客行為進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)控，提升了網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控能力。另外，IPv6的任意播地址機(jī)制也能很好地實(shí)現(xiàn)節(jié)點(diǎn)的冗余配置。

2 結(jié)束語

IPv6具有許多適合物聯(lián)網(wǎng)、大規(guī)模的應(yīng)用特性，但是目前也存在一些技術(shù)問題需要解決，例如，無狀態(tài)的地址分配中的安全性問題、移動(dòng)IPv6中的綁定緩沖安全問題、流標(biāo)簽的防護(hù)問題等。雖然IPv6還有這樣那樣的技術(shù)細(xì)節(jié)需要完善，但從整體來看，使用IPv6不僅能夠滿足物聯(lián)網(wǎng)的地址需求，還可以滿足物聯(lián)網(wǎng)對節(jié)點(diǎn)移動(dòng)性、節(jié)點(diǎn)冗余性、基于流的服務(wù)質(zhì)量保障的需求，很有希望成為物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)[5]?？梢灶A(yù)見在未來網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)發(fā)達(dá)的時(shí)代，基于IPv6的網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議族將成為物聯(lián)網(wǎng)的主要協(xié)議層。

參考文獻(xiàn)：

[1] 楊國良. ipv6技術(shù)、部署與業(yè)務(wù)應(yīng)用[M]. 北京： 人民郵電出版社， 2011.

[2] Regis Desmeules. 王玲芳等譯. Cisco IPv6網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)技術(shù)[M]. 北京： 人民郵電出版社， 2004.

[3] 王淑惠. ipv6是物聯(lián)網(wǎng)最佳的尋址技術(shù)[J]. 數(shù)字通信， 2011（3）.

[4] 頡軼萍等. ipv6在物聯(lián)網(wǎng)中的應(yīng)用[J]. 硅谷， 2011（9）.