物聯(lián)網(wǎng)中IPv6技術(shù)的應(yīng)用研究

肖 萌

（江西省郵電規(guī)劃設(shè)計(jì)院有限公司，南昌 330000）

從字面上理解，物聯(lián)網(wǎng)是指物物相連而構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)，但其并非簡(jiǎn)單的物物相連，物聯(lián)網(wǎng)中既包括各種實(shí)物，也存在各種傳感器，將實(shí)物、傳感器與互聯(lián)網(wǎng)連接起來(lái)，就可組成一個(gè)巨大的網(wǎng)絡(luò)，在此網(wǎng)絡(luò)中物與物之間可實(shí)現(xiàn)信息交換，人們也可借助該網(wǎng)絡(luò)來(lái)對(duì)那些實(shí)物進(jìn)行管控與識(shí)別。然而，現(xiàn)有的物聯(lián)網(wǎng)并不完善，仍面臨著諸多網(wǎng)絡(luò)困境，阻礙著全球互聯(lián)的普及。因此，亟需探尋一種能夠有效解決物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)困境的新技術(shù)。

1 物聯(lián)網(wǎng)面臨的網(wǎng)絡(luò)困境

1.1 地址分配與規(guī)劃

在物聯(lián)網(wǎng)中，實(shí)物信息的獲取離不開(kāi)傳感器的支持，而傳感器的種類有很多，有些用于辨識(shí)實(shí)物的形狀、大小，有些用于測(cè)量壓力，有些則用于采集溫度信息等等。物聯(lián)網(wǎng)中傳感器的數(shù)量是實(shí)物的數(shù)倍乃至數(shù)十倍，面對(duì)如此繁多的傳感器，若想實(shí)現(xiàn)對(duì)傳感器的精準(zhǔn)管控，則必須為那些傳感器匹配地址，這就需要為那些地址騰出足夠的空間，但目前基于互聯(lián)網(wǎng)的IPV4地址體系已基本達(dá)到飽和狀態(tài)，已無(wú)法滿足互聯(lián)網(wǎng)自身地址需求，更別提物聯(lián)網(wǎng)的地址需求。因此，亟需探尋一種有效的解決方式，以免阻礙物聯(lián)網(wǎng)的大規(guī)模發(fā)展。

1.2 物聯(lián)網(wǎng)路由

盡管目前互聯(lián)網(wǎng)中存在著諸多終端和節(jié)點(diǎn)，無(wú)時(shí)無(wú)刻不在產(chǎn)生了大量的數(shù)量，然而，現(xiàn)在互聯(lián)網(wǎng)中的數(shù)據(jù)傳輸路由問(wèn)題還不至于對(duì)物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)生致命傷害。但物聯(lián)網(wǎng)路由仍存在一個(gè)較為突出的問(wèn)題，即大量節(jié)點(diǎn)的移動(dòng)，以地鐵為例，在其快速移動(dòng)的過(guò)程中，為了實(shí)現(xiàn)對(duì)地鐵狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，其所設(shè)置的結(jié)點(diǎn)數(shù)量必須遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出現(xiàn)有互聯(lián)網(wǎng)中節(jié)點(diǎn)群的移動(dòng)規(guī)模，但是最初在開(kāi)發(fā)互聯(lián)網(wǎng)時(shí)，并未考慮到其移動(dòng)性的支持，盡管隨著筆記本電腦及手機(jī)等移動(dòng)設(shè)備對(duì)網(wǎng)絡(luò)需求的不斷增加，助推了網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，然而，最初開(kāi)發(fā)時(shí)套上的硬傷依舊無(wú)法從本質(zhì)上解決節(jié)點(diǎn)問(wèn)題，更別提物聯(lián)網(wǎng)中此種由大量節(jié)點(diǎn)所構(gòu)成的節(jié)點(diǎn)層與節(jié)點(diǎn)群的移動(dòng)[1]。倘若依然沿用現(xiàn)有的互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，必將導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)癱瘓。因此，為了拓展物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展空間，亟需尋找一種新的技術(shù)。

1.3 服務(wù)質(zhì)量

IPV4網(wǎng)絡(luò)主要是通過(guò)Diffserv技術(shù)與interserv技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)QoS，且當(dāng)前IPV4網(wǎng)絡(luò)中服務(wù)質(zhì)量的劃分大部分均是從流的類型出發(fā)，借助Diffserv技術(shù)來(lái)確保端到端的服務(wù)質(zhì)量。譬如，倘若數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)對(duì)抖動(dòng)、時(shí)延、丟包無(wú)太大要求，則匹配較低等級(jí)的服務(wù)質(zhì)量；反之，則匹配高等級(jí)服務(wù)質(zhì)量，此種匹配形式只是一味地強(qiáng)調(diào)業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)側(cè)質(zhì)量要求，卻忽略了業(yè)務(wù)應(yīng)用側(cè)的質(zhì)量要求[2]。所以，必須尋找一種有效技術(shù)來(lái)整合物聯(lián)網(wǎng)中服務(wù)質(zhì)量與實(shí)際應(yīng)用。

2 物聯(lián)網(wǎng)中IPV6技術(shù)的應(yīng)用及其優(yōu)勢(shì)

2.1 IPV6地址

IPV6技術(shù)的地址長(zhǎng)度達(dá)128位，基本可無(wú)限制提供地址。IPV6地址前64位被稱作地址前綴，用于代表此地址所屬的子網(wǎng)絡(luò)，后64位被稱作接口地址，用于標(biāo)識(shí)子網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)。將IPV6技術(shù)應(yīng)用于物聯(lián)網(wǎng)中，可在同一子網(wǎng)絡(luò)中將264個(gè)節(jié)點(diǎn)同時(shí)標(biāo)記出來(lái)，共覆蓋18.5兆個(gè)地址空間，可充分滿足物聯(lián)網(wǎng)對(duì)地址的需求[3]。

2.2 IPV6移動(dòng)性技術(shù)

首先，IPV6從終端角度提出了IP地址綁定緩沖概念，可將數(shù)據(jù)流量直接傳遞至移動(dòng)節(jié)點(diǎn)本身，無(wú)需經(jīng)過(guò)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的家鄉(xiāng)代理。其次，MIPV6可通過(guò)一種獨(dú)特的辦法來(lái)監(jiān)控節(jié)點(diǎn)的移動(dòng)情況，某個(gè)區(qū)域的接入路由器能夠以一定時(shí)間進(jìn)行路由器接口的前綴地址通告，如果路由器前綴通告出現(xiàn)改變，那么就說(shuō)明移動(dòng)節(jié)點(diǎn)已移至新的接入?yún)^(qū)域。另一方面，依據(jù)采集到的通告，節(jié)點(diǎn)又可形成新的轉(zhuǎn)交地址，并在家鄉(xiāng)代理上注冊(cè)。在MIPV6網(wǎng)絡(luò)中，只需通過(guò)家鄉(xiāng)代理就可實(shí)現(xiàn)對(duì)傳感器的群切換，隨后可完全通過(guò)數(shù)據(jù)收集設(shè)備及傳感器來(lái)實(shí)現(xiàn)信息傳遞，如此一來(lái)，可有效減少網(wǎng)絡(luò)資源損耗。由此可見(jiàn)，IPV6技術(shù)有助于促進(jìn)物聯(lián)網(wǎng)的大規(guī)模部署與發(fā)展。

2.3 IPV6服務(wù)質(zhì)量技術(shù)

隨著互聯(lián)網(wǎng)的不斷發(fā)展，對(duì)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量也提出了越來(lái)越高的要求，因此，IPV6加強(qiáng)了對(duì)QoS服務(wù)的開(kāi)發(fā)，以適應(yīng)物聯(lián)網(wǎng)對(duì)優(yōu)先級(jí)、實(shí)時(shí)性等服務(wù)質(zhì)量的要求。同時(shí)，針對(duì)不同作用的傳感器，其在傳遞數(shù)據(jù)上也有各自獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，針對(duì)這一問(wèn)題，IPV6可實(shí)現(xiàn)差異化服務(wù)，對(duì)網(wǎng)絡(luò)帶寬進(jìn)行科學(xué)匹配。此外，IPV6選用的是20們2進(jìn)制的流標(biāo)簽技術(shù)，其選用的編碼形式也較為特點(diǎn)，這樣通信結(jié)點(diǎn)可輕松此種流標(biāo)簽。借助該技術(shù)還可將相同業(yè)務(wù)流的包均設(shè)置為同一流標(biāo)簽，如此一來(lái)，就可利用流標(biāo)簽來(lái)對(duì)流的轉(zhuǎn)發(fā)優(yōu)先級(jí)進(jìn)行調(diào)節(jié)，從而達(dá)到針對(duì)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用合理匹配服務(wù)質(zhì)量等級(jí)的目的。

3 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，IPV6技術(shù)對(duì)于促進(jìn)物聯(lián)網(wǎng)的大規(guī)模發(fā)展具有重要作用，其除了能夠有效應(yīng)對(duì)物聯(lián)網(wǎng)的地址需求外，還可有效的解決物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點(diǎn)冗余及移動(dòng)性等問(wèn)題，同時(shí)有助于確保服務(wù)質(zhì)量，必將在物聯(lián)網(wǎng)中實(shí)現(xiàn)普及應(yīng)用。