IPv6为物联网插上腾飞的翅膀

2010-05-0712:34

从美国总统奥巴马的“物联网经济促进论”到温家宝总理的“感知中国”,2009年全球掀起了一股“物联网”热潮,各国都在投入巨资深入研究索物联网技术。但是冷静思考之下,“物联网”短期之内还存在许多问题,其中IP空间地址的资源耗竭尤其引人瞩目,作为下一代互联网协议的IPv6部署缓慢,无法在短期内取代IPv4,这成为物联网快速发展的绊脚石。

IPv6构筑物联网基础

IPv6的诞生与IPv4的耗竭具有直接的关系。IPv4自1984年诞生以来,已提供了40多亿个IP地址,由于其采用32位地址长度,只有大约43亿个地址,未分配IPv4地址正在急速消耗,预计将于2011年底告罄,而非此前所普遍预计的2012年。为了扩大地址空间,由IETF(The Internet Engineering Task Force)提出并设计了IPv6来重新定义地址空间。IPv6采用128位地址长度,几乎可以不受限制地提供地址。据保守估计,IPv6实际可分配的地址,整个地球每平方米面积上可分配1000多个。

在IPv6的设计过程中除了一劳永逸地解决了地址短缺问题以外,还考虑了在IPv4中解决不好的其他问题。IPv6的主要优势体现在:“无限”的地址空间、提高了网络的整体吞吐量、大大改善了服务质量(QoS)、增强了网络安全性、更加便捷和人性化。这为“物联网”的发展奠定了基础。

所谓“物联网”是指通过射频识别(RFID)、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备,按约定的协议,把任何物品与互联网连接起来,进行信息交换和通信,以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。简而言之,物联网就是“物物相连的互联网”。然而,真的要把物和物连接起来,除了需要这样那样的传感器,首先要给它们每个都贴上一个标签,也就是每个物品都有个自己的IP地址,这样用户才可以通过网络访问物体。但是目前的IPv4受制于资源空间耗竭,已经无法提供更多的IP地址,而IPv6可以让人们拥有几乎无限大的地址空间,这使得全世界的人使用的手机、家电、汽车甚至鞋子等上网都成为可能,这样就能构筑一个人人有IP、物物都联网的物联网世界。因此,IPv6是物联网底层技术条件的基础,没有IPv6物联网就无从谈起。

IPv6协议的引入使得大量、多样化的终端更容易接入IP网,并在安全性和终端移动性方面都有了很大的增强。基于IPv6的物联网络,可以在IP层上对数据包进行高强度的安全处理,使用A H报头、ESP报头来保护IP通信安全,其安全机制更加完善;同时,终端移动性也更有利于监测物品的实时位置。IPv6将促进物联网向着更便捷、更安全的方向发展。

物联网方兴未艾

目前,物联网正处于小型试点网络阶段,而这些小型试点网络大多基于IPv6协议,涉及国防安全、商业服务、公共通信、智能交通、环境保护、政府工作、公共安全、平安家居、智能消防等多个领域。

国外如火如荼

美国目前拥有全球第二多的IPv6地址分配数量,已初步建成大规模、先进的网络试验环境。2005年,美国即要求政府机构网络在2008年6月全面支持IPv6。2007年,联邦首席信息官(CIO)委员会成立IPv6工作组,作为推进过渡的协调组织。美国国防部也自2003年10月开始支持IPv6协议,已将IPv6融入新型武器和通信系统的设计当中。

欧盟于2001年建立了横跨31个国家的IPv6试验网络Géant,并在2005年6月份宣布开通Géant2。欧洲各国政府和大公司对IPv6的态度都比较积极。欧盟委员会已经提供5500万欧元的资金用于两个IPv6的试验项目。

日本政府制定了“e-Japan”的战略:1999年至2000年开始分配IPv6的地址,2001年至2005年开始全日本的IPv6商用化服务。目前,IPv6在日本已被广泛应用于智能电话、地震报警系统、实时图像广播、照明控制等领域。同时,日本正利用IPv6技术,在楼宇中将空调系统、电力系统、供电系统整合起来,部署到新网络中,以减少能源的消耗。他们将IPv6技术应用到各种行业中,形成新型的架构和生态环境,以IPv6为驱动和升级引擎,减少基础设施的能源消耗,提升生产和运作效能。

虽然日本的IPv6研发和应用走在了亚太各国的前列,但亚太地区一些经济较发达的国家和地区如韩国、新加坡等也对新技术比较关注。自2005年起,韩国公共部门通信网就首先采用了新一代互联网体系。同时,韩国将建立有线和无线一体化的试验网,提供IPv6制式的互联网电话服务,试用相关设备和技术。

国内雨后春笋

我国在IPv6方面也开展了多项研究、试验和示范工程,如“十五”期间的IPv6核心技术开发、中科院的“IPv6关键技术及城域示范网”和国家发改委的“下一代互联网中日 IPv6合作项目”等。目前国内已有30~50万IPv6的现网用户,可以体验IPv6的网络环境。在将IPv6应用于物联网方面,由天地互连公司设计的基于IPv6的视频监控和传感器网络已成功应用于2008年奥运会。前不久,由中国电信湖南分公司和中国电信北京研究院共同实施的“下一代互联网在‘两型社会’中的应用实践”项目,在国内首次开发部署了基于IPv6的物联网应用——农作物温室综合监控系统,并成功应用于湖南农科院良种果茶培育繁殖中心,在网络演进、业务创新、互联互通技术等方面均实现突破,被称为“长沙模式”。另外,有消息称,中国联通也将整合10个城市的IPv6互联网商用平台。

IPv6发展有道

虽然IPv6协议已经很成熟,并且被业界一直认同是IPv4的替代者,但是从整体来看,全球IPv6网络的部署和使用进展十分缓慢,成为物联网发展的掣肘。本文按PEST方法进行分析。

P(政治):目前各国政府已经在技术研发上积极投入,教育试点网络也已投入使用,起到了一定的宣传示范效果。如我国从20 世纪 90 年代末起,在相关部委科技计划的支持下,一批 IPv6 关键技术研究课题作为国家重大专项立项,并陆续取得了突破性成果,为开展以 IPv6 为基础核心协议的下一代互联网的研究奠定了较好的基础。

E(经济):IPv6的部署需要对于现有IPv4网络进行升级,需要投入巨额经费,而回报不是立即可期待的,因此这是一个不利因素。发生转变的条件是,当IPv4地址经过未来几年的继续消耗,高度稀缺,获得新地址资源的经济成本显著提高,从经济考虑出发,IPv6将成为人们的选择。

S(社会):IPv6作为新生事物,在民众中的知名度不高,无法获得广泛的用户支持,即使在欧盟普及率也仅为5%。另外,由于网络的升级,对于很多工程技术人员提出了再学习和再培训的要求,这也是一种挑战。因此,提高全社会的认知水平,是一项相当艰巨的长期的任务。

T(技术):目前一些支持IPv6的标准,比如MIPv6还没有最后明朗化,这些将成为延迟IPv6大规模部署和应用的阻力。DNS对于IPv6的全面支持还有很多问题需要解决,比如Interworking和DNSsec等。终端零配置支持IPv6的网管产品目前还不是很丰富,特别是在MIB和SNMP等方面,支持IPv6的设备和软件需要相当长时间的研发和认证。

利用IPv6促进物联网发展

政府发挥引导作用

政府要发挥主要驱动力的作用。鉴于运营商对IPv6的观望态度,借鉴日本的成功经验,只有政府对IPv6高度关注和明确支持,才能推动产业的技术发展和需求,从而在全国范围内尽快建立起基于IPv6的商用网络。

借鉴“长沙”模式

借鉴“长沙”模式的成功案例,运营商也应加大宣传力度,尽快建立更多的示范网络,让用户体验IPv6带来的便捷和安全性,从而建立消费群体,解决在实施下一代业务中所需的关键技术,并制订新型业务的规范,争取在物联网的价值链中占据有利地位。

设备制造商积极参与

设备制造商也要开始全面生产具有IPv4/IPv6双协议功能的通信设备,并逐步减少IPv4的供应,顺利实现从IPv4到IPv6的过渡,从而在源头上为IPv6的发展打开局面。根据运营商的业务需求和网络业务现状,尽早开发出符合市场需求的业务产品。同时,应互相协同创新,在政府指导下制订统一的物联网IPv6标准,研发核心技术、部署示范工程等。

(来源:    作者:)

相关文章

更多>> 论坛精华

更多>> 精彩博文

信息化趋势

产业圈动态

运营业要闻