物聯網時代 IPv6如何大顯身手

　　物聯網，作為繼互聯網之后的全球信息產業迎來的有一次科技與經濟浪潮，必將對IP地址產生前所未有的需求量。構成現今互聯網技術基石的IPv4,在面臨地址資源枯竭的困境的背景下，顯然已無法為地球上存在的萬事萬物都分配一個IP地址——而這又恰恰是物聯網實現的關鍵。事實上，物聯網應用的規模發展，必將加速IP地址的消耗，同時加速IPv6的商用化進程。那么，面對正在到來的物聯網時代，IPv6將如何充分發揮其優勢而服務于物與物、人與物的通信呢?

　　物聯網：讓物體變得智能并互聯

　　物聯網(The Internet of things)，顧名思義就是指“物物相連的互聯網”：在物理世界的實體中部署具有一定感知能力、計算能力和執行能力的嵌入式芯片和軟件，使之成為“智能物體”，進而通過網絡設施實現信息傳輸、協同和處理，從而實現物與物、物與人之間的通信 。

　　物聯網，可廣泛應用于社會生產生活的各行各業，從而大大提升整個社會的信息化水平，在提高效率的同時，實現節能減排。物聯網的魅力來源于三大關鍵特征：第一，全面感知，即利用RFID、二維碼、傳感器等隨時隨地獲取物體的信息;第二，可靠傳遞，即通過各種電信網絡與互聯網的融合，將物體的信息實時準確地傳遞出去;第三，智能處理，即利用云計算、模糊識別等各種智能計算技術，對海量的數據和信息進行分析和處理，對物體實施智能化的控制。

　　物聯網的互聯對象盡管數不勝數，但卻可主要分為兩類：一類是體積小、能量低、存儲容量小、運算能力弱的智能小物體，如傳感器節點;另一類是沒有上述約束的智能終端，如無線POS機、智能家電、視頻監控等。

　　這兩類互聯對象，從終端側向通信網絡提出了特定的需求，而支持巨大的號碼/地址空間、網絡可擴展、傳遞可靠等顯然是共性需求。通信網絡不僅要能提供足夠多的地址空間來滿足互聯對象對地址的需求;而且網絡容量足夠大，能滿足大量智能終端、智能小物體之間的通信需求。值得注意的是，智能小物體由于尺寸與復雜度的限制而決定了其能量、存儲、計算速度與帶寬是受限的，因而要求通信網絡能夠提供輕量級的通信協議、可靠的低速率傳輸，網絡同時要具備自組織能力。

　　IPv6:物體互聯的必然選擇

　　對于物聯網而言，無論是遠程通信，還是近距離通信，為了滿足IP地址需求量的空前提升，都必須盡快過渡到IPv6。

　　物聯網的遠程通信需求，將推動現有移動或者固定網絡向IPv6的商用化演進。物聯網應用，主要以公眾無線網絡為載體，大多使用2G、3G網絡來實現遠程通信，同時也有部分應用采用了固定光纖接入方式。固定光纖接入具有傳輸速率高、傳輸信息量大、可靠穩定、保密性好等特點，需要根據不同的應用場景選擇不同的接入方式?，F有的2G、3G網絡，分組域核心網設備GGSN/PDSN均需要盡快升級支持給終端分配IPv6地址，同時分組域核心網設備與骨干承載網絡之間需要盡快實現IPv6組網和路由。對于固定接入方式而言，接入路由器和骨干及城域承載網絡也需要盡快完成向IPv6的升級，以滿足快速業務接入的要求。

　　在近距離通信領域，主流技術也開始支持IPv6。常用的近距離無線通信技術有802.11b、802.15.4(ZigBee)、Bluetooth、UWB、RFID、IrDA等。其中，Zigbee是一種近距離、低復雜度、低功耗、低數據速率、低成本的雙向無線通信技術，完整的協議棧只有32 KB，可以嵌入各種設備中，同時支持地理定位功能，因而成為構建近距離無線傳感網的主流技術。當前，Zigbee已在其智能電網的最新標準規范中加入了對IPv6協議的支持。

　　精簡：讓IPv6準確適配物聯網

　　作為下一代網絡協議，IPv6憑借著豐富的地址資源以及支持動態路由機制等優勢，能夠滿足物聯網對通信網絡在地址、網絡自組織以及擴展性等諸多方面的要求。然而，在物聯網中應用IPv6，并不能簡單地“拿來就用”，而是需要進行一次適配。

　　IPv6不能夠直接應用到傳感器設備中，而是需要對IPv6協議棧和路由機制進行相應的精簡，以滿足對網絡低功耗、低存儲容量和低傳送速率的要求。由于IPv6協議棧過于龐大復雜，并不匹配物聯網中互聯對象，尤其是智能小物體的特點，因此雖然IPv6可為每一個傳感器分配一個獨立的IP地址，但傳感器網需要和外網之間進行一次轉換，起到IP地址壓縮和簡化翻譯的功能。

　　目前，相關標準化組織已開始積極推動精簡IPv6協議棧的工作。例如，IETF已成立了6LowPAN和RoLL兩個工作組進行相關技術標準的研究工作。相比較傳統方式，能支持更大的節點組網，但對傳感器節點功耗、存儲、處理器能力要求更高，因而成本要更高。另外，目前基于IEEE802.15.4的網絡射頻芯片還有待進一步的開發來支持精簡IPv6協議棧。

　　總體上，物聯網應用IPv6可按照“三步走”策略來實施。首先，承載網支持IPv6;其次，智能終端、網關逐步應用IPV6;最后，智能小物體(傳感器節點)逐步應用IPv6。目前，華為的產品，包括骨干和接入路由器、移動網絡分組域設備等，已經可以完全滿足第一和第二階段商用部署的要求。華為同時在積極跟蹤第三階段智能小物體應用IPv6的要求，包括技術標準和商用產品兩大領域。我們有理由相信，在IPv6的積極適配與廣泛應用下，物聯網產業有望實現真正的大繁榮。

　　(本文來源：CNII網·人民郵電報 作者：姚春鴿)