智能電網(wǎng)——奧巴馬政府實現(xiàn)國家電網(wǎng)現(xiàn)代化的努力——是IPV6的殺手應用嗎?
這是互聯(lián)網(wǎng)工程師在看到數(shù)十億美元的刺激經(jīng)濟資金投入到智能電表、自動化公用事業(yè)子站和新的傳感器網(wǎng)絡等方面的時候?qū)⑻岢龅膯栴}。所有這些都將利用IPV6提供的充裕的地址空間和內(nèi)置的安全功能。IPV6是人們期待已久的互聯(lián)網(wǎng)主要通訊協(xié)議的升級。
白宮本周二宣布，它已經(jīng)批準將34億美元的刺激經(jīng)濟資金投入到電業(yè)公司以支持100個現(xiàn)代化項目。美國政府的智能電網(wǎng)撥款與私營企業(yè)的投資相當，在未來三年里將一共投資80多億美元。
美國聯(lián)邦政府官員表示，智能電網(wǎng)將支持互聯(lián)網(wǎng)標準。
爭論的焦點是，智能電網(wǎng)將支持當前的互聯(lián)網(wǎng)標準IPv4，還是將推動下一代互聯(lián)網(wǎng)標準IPV6在企業(yè)和家庭中的應用。IPV6已經(jīng)推出10多年時間了。IPV6的應用一直比較緩慢，因為一直沒有具體的商業(yè)推動因素促使企業(yè)花錢升級自己的路由器、服務器和應用程序以支持IPV6。
IPv4是互聯(lián)網(wǎng)的主要通訊協(xié)議，使用32位地址，能夠在互聯(lián)網(wǎng)上支持43億個具有公共地址的設備。IPV6使用128位地址方案，能夠支持不可思議的設備數(shù)量：2的128次冪。與地址空間將在2012年用完的IPv4相比，IPV6還有內(nèi)置的安全功能和增強的網(wǎng)絡管理功能。
隨著IPv4地址空間耗盡的日期日益臨近，互聯(lián)網(wǎng)專家稱，智能電網(wǎng)項目采用IPV6是非常重要的。
向互聯(lián)網(wǎng)服務提供商分配IPv4和IPV6地址的美洲互聯(lián)網(wǎng)號碼注冊管理機構總裁兼首席執(zhí)行官John Curran說，如果智能網(wǎng)關將取得成功，它將支持數(shù)千萬臺設備或者數(shù)億臺設備。我們?yōu)檫@個項目沒有留下太多的IPv4地址空間。
Curran說，公用事業(yè)公司可以使用智能電網(wǎng)項目的網(wǎng)絡地址解析設備中隱藏的專用的IPv4地址。但是，這種方法比使用IPV6地址更復雜并且風險更大。IPV6有充裕的可公開看到的地址空間。
由于IPv4地址稀少，企業(yè)經(jīng)常使用網(wǎng)絡地址解析設備讓幾十個或者數(shù)百個專用設備共享一個公共的IPv4地址。這種做法經(jīng)常導致重復的IPv4地址。如果基于專用IP地址的網(wǎng)絡意外地泄露到公共互聯(lián)網(wǎng)，這些專用的IPv4地址就好引起問題。
Curran說，如果智能電網(wǎng)必須是一個處理沖突問題、網(wǎng)絡地址解析和地址空間用光等問題的地址分配計劃，這個項目就會更困難。采用IPV6肯定會更簡單。我不想成為編寫智能電網(wǎng)如何使用IPv4運行幾十年的計劃的人。
什么是智能電網(wǎng)?
智能電網(wǎng)是一種雙向通訊系統(tǒng)，將向電業(yè)公司提供用戶使用電力的實時的可見性和控制。人們認為擁有智能電網(wǎng)對于開發(fā)太陽能、風能以及電力混合動力車等再生能源是非常重要的。
美國國家標準和技術研究機構(NIST)智能電網(wǎng)國家協(xié)調(diào)員George Arnold解釋說，智能電網(wǎng)就是要提供可再生能源和能夠分配可再生資源。我們要擁有一個智能電網(wǎng)架構。這樣，采用太陽能板和風車的樓房就能夠把電力輸入到電網(wǎng)。
NIST稱，智能電網(wǎng)預計將使用互聯(lián)網(wǎng)標準建造。然而，一些高性能指揮與控制應用程序可能需要專用的網(wǎng)絡協(xié)議。
Arnold說，IP和互聯(lián)網(wǎng)標準將是智能電網(wǎng)選擇的一個協(xié)議。也許有一些專用的應用程序不適合這個協(xié)議。因此，當你使用數(shù)億個設備與智能電網(wǎng)、智能設備等通訊的時候，我們不能說IP必須應用到每一個地方。IP在普遍性、實施和能夠以低成本創(chuàng)建互操作的基礎設施的能力方面顯然具有壓倒的優(yōu)勢。
Arnold說，他看到長期采用IPV6智能電網(wǎng)的需要好處。但是，有些公用公司已經(jīng)在使用IPv4繼續(xù)進行現(xiàn)代化的努力。
Arnold稱，從智能電網(wǎng)的發(fā)展方向看，IPV6是很簡單的。然而，我們還必須要支持現(xiàn)有的技術。有一些計量設備廠商已經(jīng)在使用IP，并且他們正在使用IPv4。我們需要有一個利用現(xiàn)有的技術并且把這種技術發(fā)展為長期觀點的戰(zhàn)略。
互聯(lián)網(wǎng)專家警告稱，電業(yè)公司在自己的智能電網(wǎng)項目中使用IPv4是一個錯誤。
經(jīng)營自己的咨詢公司的前NeuStar公司官員Richard Shockey說，美國有1.5億計量設備。如果你在美國的每一個計量設備節(jié)點使用一個IP地址，你就不能使用IPv4地址。這個問題還還沒有完全引起電業(yè)公司的注意。電業(yè)公司必須明白的是他們希望部署在IP網(wǎng)絡上的許多標準需要適當?shù)貫镮PV6協(xié)議重新改造。
IETF推動IPV6
IETF(互聯(lián)網(wǎng)工程任務組)希望NIST在智能電網(wǎng)中選擇它的許多標準，特別是IPV6標準。IETF主席和思科研究員Fred Baker曾編寫一個文件，指出了智能電網(wǎng)項目應該考慮在IP套裝軟件中使用的核心的協(xié)議。
Baker說，有些關于智能電網(wǎng)的觀點要讓這些工具能夠訪問計量器后面的設備并且與你的冰箱溝通。如果你要做這個事情，你就會需要比每一個計量器一個地址更多的IP地址。這是IPV6真正顯示其重要性的地方。
IPV6用于智能電網(wǎng)計量器接口的另一個理由是電業(yè)公司可能使用無線網(wǎng)絡通過一個管理網(wǎng)關或者路由器與數(shù)千個計量器通訊。你需要一個協(xié)議，以便把許多設備放在一個子網(wǎng)中。Baker說，使用IPv4可能做到。但是，使用IPV6會更容易。
Baker建議電業(yè)公司在自己的智能電網(wǎng)項目中一直支持IPV6。但是，他們在短期內(nèi)還應該支持IPv4。他說，IPV6確實是一個更好的解決方案。如果你在一個子網(wǎng)中放入5000個家庭，你可以使用IPv4做這個事情。但是，我不想用IPv4嘗試這個事情。我要用IPV6協(xié)議，用更簡單的、更有伸縮性的和更強大的方式做這個事情。
Baker說，一些電業(yè)公司計劃在自己的智能電網(wǎng)項目中使用專有的IPv4地址，假設這些智能電網(wǎng)通訊永遠不會接觸到互聯(lián)網(wǎng)。他說，這是一個錯誤，因為互聯(lián)網(wǎng)服務提供商和Web站點在專有的IPv4地址意外地暴露給互聯(lián)網(wǎng)的時候經(jīng)常會遇到問題。
Baker補充說，對于公用事業(yè)行業(yè)來說，擁有一個獨特的IPV6地址空間是更安全的。他說，公用事業(yè)公司在自己的智能電網(wǎng)項目中使用包括IPV6在內(nèi)的互聯(lián)網(wǎng)標準比使用專有的替代標準要更便宜。如果我建立一個每一個東西都能在上面運行的一個通用的基礎設施，這種設施的建造、運行和維護就會更便宜。這是采用互聯(lián)網(wǎng)架構的一個基本的理由。
快速部署
智能電網(wǎng)正在進入部署的快車道。智能電網(wǎng)是否采用IPV6協(xié)議應該在2010年前確定。NIST在這項現(xiàn)代化的努力收到數(shù)十億美元的刺激資金之后于今年4月開始加強了這個有2年時間的智能電網(wǎng)的努力。今年9月，NIST發(fā)布了一套智能電網(wǎng)兼容性標準草案。這些標準包括IPv4和IPV6，最終版本將在今年年底發(fā)布。
NIST將建立一個智能電網(wǎng)互操作性委員會來監(jiān)管這個標準開發(fā)過程的進展。這個委員會將在11月17日至19日在丹佛舉行的“Grid-Interop 2009”(網(wǎng)格互操作性2009)會議上選定。智能電網(wǎng)的商業(yè)機會已經(jīng)引起了美國主要網(wǎng)絡公司的關注。市場研究公司BCC Research預測稱，2014年智能電網(wǎng)市場將從2008年的173億美元增長到374億美元。關注這個市場機會的網(wǎng)絡廠商包括思科、微軟和谷歌。
Shockey說，智能電網(wǎng)是龐大的。這是我曾經(jīng)工作15年的電信行業(yè)以外的數(shù)據(jù)通訊架構的最大的改造項目。我認為，北美地區(qū)的每一個數(shù)據(jù)通訊公司毫無疑問都在關注這個事情。
這是Shockey和其他人都希望智能電網(wǎng)將幫助推動IPV6開發(fā)的原因。Shockey說，有些人需要告訴電力行業(yè)，不言而喻的是智能電網(wǎng)標準必須要為IPV6設計。