在物聯網中,如何尋找到某一個特定的物聯網設備并且對其發送操作指令是一個十分重要的技術問題。得益于IPv6技術的成熟運用,物聯網可以實現某個設備的精準控制。
部署問題迫在眉睫
IPv6意為互聯網通信協議第六版,是英文 Internet Protocol version6的簡稱,是IPv4的替代版本。全球IPv4地址已于2011年2月分配完畢。自2011年開始,我國IPv4地址總數基本維持不變,截至2017年12月,共計約有3.4億個。隨著物聯網的發展,越來越多的設備接人入網絡,IPv4網址匱乏的問題也日漸突出。不僅如此,IPv4還存在著性能不足、不夠安全等技術缺陷。
IPv6地址的表達形式采用32個十六進制數,由一個64位的網絡前和一個64位的主機地址兩部分組成,主機地址通常根據物理地址自動生成,稱為EUL-64(或者64位擴展唯一標識)。IPv6可以支持更多級別的地址層次,允許協議進行擴充,并且實現了無狀態地址自動配置。
IPv6不僅能解決IPv4地址短缺的問題,還具有更高的安全性,減少處理器開銷,并節省網絡帶寬,能夠更好地支持移動通信,促進互聯網多媒體應用的發展。
世界各國均已意識到了部署IPv6的重要性及緊迫性,紛紛出臺IPv6部署戰略。歐盟、日本、美國、韓國、加拿大等發達國家更是前瞻性地提早布局了IPv6。歐盟于2018年發布了《歐洲部署IPv6行動計劃》,美國于2010年9月發布了IPv6行動計劃,韓國也于2010年9月發布了《下一代互聯網協議(IPv6)促進計劃》,加拿大于2012年6月發布了《加拿大政府IPv6戰略》。
相比美國等國家,我國人均只有0.6個IPv4地址,因此也更渴望IPv6。早在2003年,我國就發起了第一個IPv6項目一中國下一代互聯網示范工程(CNGI)項目。該項目的主要目的是搭建以IPv6為核心的下一代互聯網的試驗平臺。此項目的啟動標志著我國的IPv6進入了實質性發展階段。2017年11月,中共中央辦公斤、國務院辦公斤印發的《推進互聯網協議第六版(IPv6)規模部署行動計劃》(以下簡稱《計劃》)中把推進IPv6部署上升為網絡強國計劃的一部分?!队媱潯分兄赋?,到2020年末,市場驅動的良性發展環境日臻完善,IPv6活躍用戶數超過5億,在互聯網用戶中的占比超過50%,新增網絡地址不再使用私有IPv4地址,并在以下領域全面支持IPv6:國內用戶量排名前100位的商業網站及應用,市地級以上政府外網網站系統,市地級以上新聞及廣播電視媒體網站系統;大型互聯網數據中心,排名前10位的內容分發網絡,排名前10位云服務平臺的全部云產品;廣電網絡,第五代移動通信技術(5G)網絡及業務,各類新增移動和固定終端,國際出人口。到2025年末,我國IPv6網絡規模、用戶規模、流量規模位居世界第一位,網絡、應用、終端全面支持IPv6,全面完成向下一代互聯網的平滑演進升級,形成全球 領先的下一代互聯網技術產業體系。
根據 APNIC Labs公布的數據,載至2018年1月,全球IPv6用戶普及率排在前10位的國家(地區)依次是比利時、印度、徳國、美國、希臘、瑞士、盧森堡、英國、烏拉主、葡萄牙。中國IPv6用戶普及率為0.39%,排名67位。全球IPV6用戶數排名前10位的國家(地區)依次是印度、美國、德國、日本、巴西、英國、法國、加拿大、比利時、馬來西亞。中國排名為第14位。
萬物互聯必經之路
物聯網的發展為IPv6的發展提供了巨大的需求,IPv6也是萬物互聯的必經之路。
從技術上看,實現萬物互聯的美好愿景,除了需要特殊的設備,如傳感器等,還需要為每個“物”設置一個IP地址。由于Pv4已經枯竭,海量智能設備對地址的需求卻日益增強。所以,有人說物聯網最大瓶頸是IP地址缺乏。退一步講,即使地址充足,IPv4技術也不能滿足未來物聯網產業發展的需要,這是由IPv4技術本身的缺陷造成的。例如,現在互聯網的移動能力不夠、網絡質量不能滿足物聯網的特殊需求、安全性和可靠性不強等。
IPv4向IPv6過渡的方案主要有3種,分別是雙棧、翻譯和隧道。雙技術可以實現網絡設備同時支持IPv4、IPv6雙協議,兩套協議互不干擾,翻譯技術可以讓已有的IPv4用戶和服務能夠與新的IPv6用戶和服務的互聯互通;隧道技術用來解決Pv4和Pv6共存網絡中的穿越問題。這3類過渡技術基本涵蓋了所有的IPv4向Pv6過渡的場景。
基于IPv6的物聯網關鍵技術主要有IVP6、6LO WPAN、RPL路由協議,以及CoAP協議等。相較于IPv4技術,IPV6技術具有如下優勢可以助力物聯網的發展:巨大的地址空間、地址自動配置(即插即用)技術提高服務質量(QoS)、提高安全性、IPv6對移動通信的支持、擴展靈活、IPv6對感知層的支持??梢哉f,作為基礎網絡技術,IPv6為物聯網產業的發展提供了有力的保障。