IPv6為物聯(lián)網(wǎng)插上騰飛的翅膀

　　蘇慶玲 ／文

　　從美國總統(tǒng)奧巴馬的“物聯(lián)網(wǎng)經(jīng)濟(jì)促進(jìn)論”到溫家寶總理的“感知中國”，2009年全球掀起了一股“物聯(lián)網(wǎng)”熱潮，各國都在投入巨資深入研究索物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)。但是冷靜思考之下，“物聯(lián)網(wǎng)”短期之內(nèi)還存在許多問題，其中IP空間地址的資源耗竭尤其引人矚目，作為下一代互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議的IPv6部署緩慢，無法在短期內(nèi)取代IPv4，這成為物聯(lián)網(wǎng)快速發(fā)展的絆腳石。

　　IPv6構(gòu)筑物聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)

　　IPv6的誕生與IPv4的耗竭具有直接的關(guān)系。IPv4自1984年誕生以來，已提供了40多億個IP地址，由于其采用32位地址長度，只有大約43億個地址，未分配IPv4地址正在急速消耗，預(yù)計(jì)將于2011年底告罄，而非此前所普遍預(yù)計(jì)的2012年。為了擴(kuò)大地址空間，由IETF(The Internet Engineering Task Force)提出并設(shè)計(jì)了IPv6來重新定義地址空間。IPv6采用128位地址長度，幾乎可以不受限制地提供地址。據(jù)保守估計(jì)，IPv6實(shí)際可分配的地址，整個地球每平方米面積上可分配1000多個。

　　在IPv6的設(shè)計(jì)過程中除了一勞永逸地解決了地址短缺問題以外，還考慮了在IPv4中解決不好的其他問題。IPv6的主要優(yōu)勢體現(xiàn)在：“無限”的地址空間、提高了網(wǎng)絡(luò)的整體吞吐量、大大改善了服務(wù)質(zhì)量(QoS)、增強(qiáng)了網(wǎng)絡(luò)安全性、更加便捷和人性化。這為“物聯(lián)網(wǎng)”的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。

　　所謂“物聯(lián)網(wǎng)”是指通過射頻識別(RFID)、紅外感應(yīng)器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器等信息傳感設(shè)備，按約定的協(xié)議，把任何物品與互聯(lián)網(wǎng)連接起來，進(jìn)行信息交換和通信，以實(shí)現(xiàn)智能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡(luò)。簡而言之，物聯(lián)網(wǎng)就是“物物相連的互聯(lián)網(wǎng)”。然而，真的要把物和物連接起來，除了需要這樣那樣的傳感器，首先要給它們每個都貼上一個標(biāo)簽，也就是每個物品都有個自己的IP地址，這樣用戶才可以通過網(wǎng)絡(luò)訪問物體。但是目前的IPv4受制于資源空間耗竭，已經(jīng)無法提供更多的IP地址，而IPv6可以讓人們擁有幾乎無限大的地址空間，這使得全世界的人使用的手機(jī)、家電、汽車甚至鞋子等上網(wǎng)都成為可能，這樣就能構(gòu)筑一個人人有IP、物物都聯(lián)網(wǎng)的物聯(lián)網(wǎng)世界。因此，IPv6是物聯(lián)網(wǎng)底層技術(shù)條件的基礎(chǔ)，沒有IPv6物聯(lián)網(wǎng)就無從談起。

　　IPv6協(xié)議的引入使得大量、多樣化的終端更容易接入IP網(wǎng)，并在安全性和終端移動性方面都有了很大的增強(qiáng)。基于IPv6的物聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，可以在IP層上對數(shù)據(jù)包進(jìn)行高強(qiáng)度的安全處理，使用A H報(bào)頭、ESP報(bào)頭來保護(hù)IP通信安全，其安全機(jī)制更加完善；同時(shí)，終端移動性也更有利于監(jiān)測物品的實(shí)時(shí)位置。IPv6將促進(jìn)物聯(lián)網(wǎng)向著更便捷、更安全的方向發(fā)展。

　　物聯(lián)網(wǎng)方興未艾

　　目前，物聯(lián)網(wǎng)正處于小型試點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)階段，而這些小型試點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)大多基于IPv6協(xié)議，涉及國防安全、商業(yè)服務(wù)、公共通信、智能交通、環(huán)境保護(hù)、政府工作、公共安全、平安家居、智能消防等多個領(lǐng)域。

　　國外如火如荼

　　美國目前擁有全球第二多的IPv6地址分配數(shù)量，已初步建成大規(guī)模、先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)試驗(yàn)環(huán)境。2005年，美國即要求政府機(jī)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)在2008年6月全面支持IPv6。2007年，聯(lián)邦首席信息官(CIO)委員會成立IPv6工作組，作為推進(jìn)過渡的協(xié)調(diào)組織。美國國防部也自2003年10月開始支持IPv6協(xié)議，已將IPv6融入新型武器和通信系統(tǒng)的設(shè)計(jì)當(dāng)中。

　　歐盟于2001年建立了橫跨31個國家的IPv6試驗(yàn)網(wǎng)絡(luò)Géant，并在2005年6月份宣布開通Géant2。歐洲各國政府和大公司對IPv6的態(tài)度都比較積極。歐盟委員會已經(jīng)提供5500萬歐元的資金用于兩個IPv6的試驗(yàn)項(xiàng)目。

　　日本政府制定了“e-Japan”的戰(zhàn)略：1999年至2000年開始分配IPv6的地址，2001年至2005年開始全日本的IPv6商用化服務(wù)。目前，IPv6在日本已被廣泛應(yīng)用于智能電話、地震報(bào)警系統(tǒng)、實(shí)時(shí)圖像廣播、照明控制等領(lǐng)域。同時(shí)，日本正利用IPv6技術(shù)，在樓宇中將空調(diào)系統(tǒng)、電力系統(tǒng)、供電系統(tǒng)整合起來，部署到新網(wǎng)絡(luò)中，以減少能源的消耗。他們將IPv6技術(shù)應(yīng)用到各種行業(yè)中，形成新型的架構(gòu)和生態(tài)環(huán)境，以IPv6為驅(qū)動和升級引擎，減少基礎(chǔ)設(shè)施的能源消耗，提升生產(chǎn)和運(yùn)作效能。

　　雖然日本的IPv6研發(fā)和應(yīng)用走在了亞太各國的前列，但亞太地區(qū)一些經(jīng)濟(jì)較發(fā)達(dá)的國家和地區(qū)如韓國、新加坡等也對新技術(shù)比較關(guān)注。自2005年起，韓國公共部門通信網(wǎng)就首先采用了新一代互聯(lián)網(wǎng)體系。同時(shí)，韓國將建立有線和無線一體化的試驗(yàn)網(wǎng)，提供IPv6制式的互聯(lián)網(wǎng)電話服務(wù)，試用相關(guān)設(shè)備和技術(shù)。

　　國內(nèi)雨后春筍

　　我國在IPv6方面也開展了多項(xiàng)研究、試驗(yàn)和示范工程，如“十五”期間的IPv6核心技術(shù)開發(fā)、中科院的“IPv6關(guān)鍵技術(shù)及城域示范網(wǎng)”和國家發(fā)改委的“下一代互聯(lián)網(wǎng)中日 IPv6合作項(xiàng)目”等。目前國內(nèi)已有30～50萬IPv6的現(xiàn)網(wǎng)用戶，可以體驗(yàn)IPv6的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。在將IPv6應(yīng)用于物聯(lián)網(wǎng)方面，由天地互連公司設(shè)計(jì)的基于IPv6的視頻監(jiān)控和傳感器網(wǎng)絡(luò)已成功應(yīng)用于2008年奧運(yùn)會。前不久，由中國電信湖南分公司和中國電信北京研究院共同實(shí)施的“下一代互聯(lián)網(wǎng)在‘兩型社會’中的應(yīng)用實(shí)踐”項(xiàng)目，在國內(nèi)首次開發(fā)部署了基于IPv6的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用——農(nóng)作物溫室綜合監(jiān)控系統(tǒng)，并成功應(yīng)用于湖南農(nóng)科院良種果茶培育繁殖中心，在網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)、業(yè)務(wù)創(chuàng)新、互聯(lián)互通技術(shù)等方面均實(shí)現(xiàn)突破，被稱為“長沙模式”。另外，有消息稱，中國聯(lián)通也將整合10個城市的IPv6互聯(lián)網(wǎng)商用平臺。

　　IPv6發(fā)展有道

　　雖然IPv6協(xié)議已經(jīng)很成熟，并且被業(yè)界一直認(rèn)同是IPv4的替代者，但是從整體來看，全球IPv6網(wǎng)絡(luò)的部署和使用進(jìn)展十分緩慢，成為物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的掣肘。本文按PEST方法進(jìn)行分析。

　　P(政治)：目前各國政府已經(jīng)在技術(shù)研發(fā)上積極投入，教育試點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)也已投入使用，起到了一定的宣傳示范效果。如我國從20 世紀(jì) 90 年代末起，在相關(guān)部委科技計(jì)劃的支持下，一批 IPv6 關(guān)鍵技術(shù)研究課題作為國家重大專項(xiàng)立項(xiàng)，并陸續(xù)取得了突破性成果，為開展以 IPv6 為基礎(chǔ)核心協(xié)議的下一代互聯(lián)網(wǎng)的研究奠定了較好的基礎(chǔ)。

　　E(經(jīng)濟(jì))：IPv6的部署需要對于現(xiàn)有IPv4網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行升級，需要投入巨額經(jīng)費(fèi)，而回報(bào)不是立即可期待的，因此這是一個不利因素。發(fā)生轉(zhuǎn)變的條件是，當(dāng)IPv4地址經(jīng)過未來幾年的繼續(xù)消耗，高度稀缺，獲得新地址資源的經(jīng)濟(jì)成本顯著提高，從經(jīng)濟(jì)考慮出發(fā)，IPv6將成為人們的選擇。

　　S(社會)：IPv6作為新生事物，在民眾中的知名度不高，無法獲得廣泛的用戶支持，即使在歐盟普及率也僅為5%。另外，由于網(wǎng)絡(luò)的升級，對于很多工程技術(shù)人員提出了再學(xué)習(xí)和再培訓(xùn)的要求，這也是一種挑戰(zhàn)。因此，提高全社會的認(rèn)知水平，是一項(xiàng)相當(dāng)艱巨的長期的任務(wù)。

　　T(技術(shù))：目前一些支持IPv6的標(biāo)準(zhǔn)，比如MIPv6還沒有最后明朗化，這些將成為延遲IPv6大規(guī)模部署和應(yīng)用的阻力。DNS對于IPv6的全面支持還有很多問題需要解決，比如Interworking和DNSsec等。終端零配置支持IPv6的網(wǎng)管產(chǎn)品目前還不是很豐富，特別是在MIB和SNMP等方面，支持IPv6的設(shè)備和軟件需要相當(dāng)長時(shí)間的研發(fā)和認(rèn)證。

　　利用IPv6促進(jìn)物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展

　　政府發(fā)揮引導(dǎo)作用

　　政府要發(fā)揮主要驅(qū)動力的作用。鑒于運(yùn)營商對IPv6的觀望態(tài)度，借鑒日本的成功經(jīng)驗(yàn)，只有政府對IPv6高度關(guān)注和明確支持，才能推動產(chǎn)業(yè)的技術(shù)發(fā)展和需求，從而在全國范圍內(nèi)盡快建立起基于IPv6的商用網(wǎng)絡(luò)。

　　借鑒“長沙”模式

　　借鑒“長沙”模式的成功案例，運(yùn)營商也應(yīng)加大宣傳力度，盡快建立更多的示范網(wǎng)絡(luò)，讓用戶體驗(yàn)IPv6帶來的便捷和安全性，從而建立消費(fèi)群體，解決在實(shí)施下一代業(yè)務(wù)中所需的關(guān)鍵技術(shù)，并制訂新型業(yè)務(wù)的規(guī)范，爭取在物聯(lián)網(wǎng)的價(jià)值鏈中占據(jù)有利地位。

　　設(shè)備制造商積極參與

　　設(shè)備制造商也要開始全面生產(chǎn)具有IPv4/IPv6雙協(xié)議功能的通信設(shè)備，并逐步減少IPv4的供應(yīng)，順利實(shí)現(xiàn)從IPv4到IPv6的過渡，從而在源頭上為IPv6的發(fā)展打開局面。根據(jù)運(yùn)營商的業(yè)務(wù)需求和網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)現(xiàn)狀，盡早開發(fā)出符合市場需求的業(yè)務(wù)產(chǎn)品。同時(shí)，應(yīng)互相協(xié)同創(chuàng)新，在政府指導(dǎo)下制訂統(tǒng)一的物聯(lián)網(wǎng)IPv6標(biāo)準(zhǔn)，研發(fā)核心技術(shù)、部署示范工程等。

　　(本文作者單位為南京郵電大學(xué)經(jīng)濟(jì)與管理學(xué)院)

　　(中國電信業(yè))

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