IPv6與物聯網發展的相互促進

王華

摘 要：該文介紹了物聯網的概念和體系結構，以及IPv6技術的概念和特點。指出一方面由于IPv4技術設計上的缺陷，導致其無法有效的支持物聯網應用能力，所以物聯網的發展需要IPv6技術的大力支持；另一方面，作為下一代互聯網通信協議的IPv6，由于一些新技術的出現以及硬件軟件的成本問題，在中國的發展始終“雷聲大，雨點小”，物聯網的迅猛發展也為其全面代替IPv4提供了最好的契機。

關鍵詞：物聯網 IPv6 移動性 網絡質量 安全

中圖分類號：TP391.44 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2012）12（a）-0-02

1 物聯網概述

1.1 物聯網的概念

美國麻省理工學院Auto-ID中心在1999年首先定義了“物聯網”的概念：把所有的物品通過射頻識別（RFID）和條碼等信息傳感設備與互聯網連接起來，實現智能化識別和管理功能的網絡。通俗的講，也就是“物物相連的互聯網”，實質上等于 RFID技術和互聯網的結合應用。

2009年8月，溫家寶總理在無錫考察物聯網的發展情況時說，“從信息處理到信息傳播，再到信息傳遞，信息發展越來越進入物質領域?！痹?010年我國的政府工作報告所附的注釋中，對物聯網有如下的說明：是指通過信息傳感設備，按照約定的協議，把任何物品與互聯網連接起來，進行信息交換和通訊，以實現智能化識別、定位、跟蹤、監控和管理的一種

網絡。

1.2 物聯網目前的困境

物聯網實質上還是互聯網，它不過是互聯網的延伸和發展，它把客戶端延伸到了世界上的任何一個物體和物體之間的通信?？梢韵胂?，物聯網所聯系的對象數量之大事現有的互聯網的節點數量無法比擬的，這么多的物體之間要進行有效的通信，這表明必須要有一個合適的平臺為其提供服務。

目前所主要采用的網絡協議是IPv4，由于設計時的局限性，IPv4有著一些無法克服的先天性問題，無法有效的支持物聯網的應用，但是IPv6卻有效的解決了IPv4所解決不好的一些問題，可以為物聯網提供有效的支持。

2 IPv6的現狀

2011年2月3日ICANN（互聯網名稱與數字地址分配機構） 宣布：全球最后一批IPv4地址分配完畢。我國電信運營商所剩的IPv4地址最多只夠支持到年底，我國的 IPv4地址資源將在2011年內耗盡。這標志著全球和我國互聯網向IPv6過渡已經開始進入了實施階段。

我國在20世紀90年代末就開始了新一代互聯網的研究，并且在2003年啟動了中國新一代互聯網示范工程CNGI的建設，經過幾年努力，已經建成目前世界上最大的 IPv6骨干網絡。

但是，中國目前的IPv6發展卻并不是想一開始所想象的那樣繁榮，目前IPv6的網絡應用還非常少，除了進行科學研究的，真正使用IPv6的人很少。3G通信技術的推出雖然宣傳力度很大，但市場反應卻平平，實際使用的人數比例很小。

這主要由于以下三個問題導致了這種現象的發生。

（1）從技術角度而言，IPv6協議有著一些明顯的缺陷。IPv6協議是十幾年前就設計好了，到了現在很多當時沒有發現的問題都暴露了出來，特別是安全問題。十幾年前的互聯網，安全問題尚未大規模爆發，所以設計IPv6的時候并沒有特別考慮安全問題。雖然相比較IPv4協議，IPv6協議在安全問題上已經有了長足的進步，但這還不足于應對現在在互聯網上出現的一些安全問題。所以導致現在在使用IPv6協議的時候需要特別注意解決一些相關的網絡安全問題。

（2）目前，在整個互聯網產業中，由于過分追求經濟利益，跟風現象很嚴重，整個市場顯得很浮躁，缺乏主動開發的意識，所以基本沒有專門適應IPV6的應用的開發，沒有足夠的軟件的支持，如何吸引人們投入IPv6的懷抱呢？而IPv6的一個重大的應用就是移動互聯領域的3G，在剛推出時確實吸引了很多潮人的眼球，但是由于在后繼的使用中始終沒有體現出足夠吸引人的特色，以及費用比較昂貴的問題，這個市場在推廣過程中遇到了很多困難，始終沒有出現爆發性的成長。

（3）雖然IPv4問題很多，但是這幾年出現了很多新的技術，有效地緩解了IPv4在應用總的一些問題，加上IPv4要平滑的過渡到IPv6是一個非常復雜的問題，在軟硬件設備上的投入很大，所以在IPv4還能用的條件下，轉向IPv6的動力就不足了。

3 IPv6對物聯網發展的優勢

（1）巨大的地址空間，物聯網由于豐富的應用和龐大的節點規模，所有設備的通信都需分配到一個唯一編號，即IP地址。IPv4地址總數為2的32次方，即大約43億，已經在2011年2月3日正式宣告

枯竭。

IPv6的地址總數為2的128次方，而地球表面積=5.11×108 km2平方公里，IPv6可以為地球上每平方毫米提供6.70×1017個IPv6地址，完全可以滿足物聯網的需求。

（2）解決了IPv4移動性不足的問題，IPv4協議在設計之初并沒有充分考慮節點移動性帶來的路由問題.。當一個節點離開了它原有的網絡，移動到目的子網后，網絡路由器的路由表中并沒有該節點的路由信息，會導致外部節點無法找到移動后的節點。而物聯網本身的特點就決定了它需要每個節點都能夠不受限制的進行移動，IPv4很明顯無法解決這個問題。為了解決IPv4支持移動性的問題，IETF于1996年制訂了支持移動互聯網的協議，稱為移動 IP，該協議有兩種版本：移動IPv4和移動 IPv6。

這樣雖然看起來IPv4也可以解決移動性不足的問題了，但這兩者之間有著本質的區別：移動IPv4的數據流必須通過代理轉發，而移動IPv6的數據流則可以直接發送到移動節點上，很明顯移動IPv6更適合物聯網對節點移動性的

需求。

（3）提高物聯網的網絡服務質量（QoS），因為物聯網中存在著大量的節點，通信的流量也很不穩定，有著時強時弱的特點。與IPv4相比，由于IPv6的流標簽有20 bit，足夠標記大量節點的數

據流。

當然IPv6的網絡服務質量也不是完美的，存在著流標簽易于偽造，從而引起一些安全問題。所以，在IPv6的應用中需要使用加密機制，避免出現服務被盜用的現象。

（4）提高了網絡的安全性，和IPv4相比，IPv6的安全性有了很大的提高。特別是對于節點到節點的安全。由于IPv6有足夠的地址空間，所以它限制了NAT的使用，在數據包傳輸過程中，使用了IPSee封裝，這樣就實現了對數據包的透明傳輸，加上節點的驗證和數據的加密保護，是的數據可以安全的在網絡中傳輸，這是IPv4做不到的。

4 結語

從長遠來看，由于我國目前已經有了世界上最大的純IPv6網絡，而現在世界上比較成熟的網絡協議中，IPv6是最適合物聯網發展需求的，所以我國應該積極推動IPv6技術的完善，使之能夠早日成為物聯網應用的基礎網絡技術。這樣可以在物聯網的發展中，搶先建立技術優勢。

IPv6可以為物聯網的大規模應用提供強大的助推力，反過來，隨著物聯網的大規模應用也可以使得

IPv6產業在中國盡快的發展壯大，為下一代互聯網大規模部署IPv6技術奠定基礎。

參考文獻

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