《電子技術(shù)應(yīng)用》
您所在的位置:首頁(yè) > 通信與網(wǎng)絡(luò) > 設(shè)計(jì)應(yīng)用 > 淺析IPv6技術(shù)在下一代互聯(lián)網(wǎng)中的應(yīng)用
淺析IPv6技術(shù)在下一代互聯(lián)網(wǎng)中的應(yīng)用
數(shù)智網(wǎng)
摘要: 中國(guó)的IPv6已經(jīng)開(kāi)始進(jìn)入快速發(fā)展的道路,智能家居、智能校園、智能樓宇、智能醫(yī)療乃至智慧城市正在慢慢變成現(xiàn)實(shí)。IPv6等各種新技術(shù)已經(jīng)讓世博會(huì)盡情演繹了“城市,讓生活更美好”。在2011年的大運(yùn)會(huì)上,中國(guó)電信也將使用IPv6技術(shù)來(lái)提供一些新型的應(yīng)用,覆蓋大運(yùn)會(huì)67個(gè)場(chǎng)館,服務(wù)于7萬(wàn)多的運(yùn)動(dòng)員、教練員、媒體、記者等等。另外,中國(guó)電信在
關(guān)鍵詞: NGN|4G IPv6 互聯(lián)網(wǎng)
Abstract:
Key words :

中國(guó)的IPv6已經(jīng)開(kāi)始進(jìn)入快速發(fā)展的道路,智能家居、智能校園、智能樓宇、智能醫(yī)療乃至智慧城市正在慢慢變成現(xiàn)實(shí)。IPv6等各種新技術(shù)已經(jīng)讓世博會(huì)盡情演繹了“城市,讓生活更美好”。在2011年的大運(yùn)會(huì)上,中國(guó)電信也將使用IPv6技術(shù)來(lái)提供一些新型的應(yīng)用,覆蓋大運(yùn)會(huì)67個(gè)場(chǎng)館,服務(wù)于7萬(wàn)多的運(yùn)動(dòng)員、教練員、媒體、記者等等。另外,中國(guó)電信在湖南已提供IPv6商用網(wǎng)絡(luò),主要是溫室監(jiān)控系統(tǒng)。據(jù)悉,該系統(tǒng)是第一個(gè)使用IPv6技術(shù)的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用。它采用了智能感知與控制的技術(shù),提供了視頻、溫度、濕度、光照、土壤排水量等業(yè)務(wù)和應(yīng)用,直接服務(wù)于農(nóng)科院。

IPv6的全新布局

由于全球IPv4地址將于2011年分配完畢,故發(fā)展基于下一代互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的IPv6已是當(dāng)務(wù)之急。目前,全國(guó)CNGIIPv6骨干網(wǎng)現(xiàn)已覆蓋22個(gè)城市,深圳作為接入地進(jìn)入IPv6主干節(jié)點(diǎn)城市。深圳電信結(jié)合大運(yùn)會(huì)契機(jī),開(kāi)展下一代互聯(lián)網(wǎng)IPv6試商用,也獲得了國(guó)家發(fā)改委、深圳市發(fā)展局等部門的一系列扶持。大運(yùn)會(huì)對(duì)通信網(wǎng)絡(luò)提出“采用業(yè)界成熟、可靠、先進(jìn)的技術(shù),支持IPv4/IPv6雙棧運(yùn)行,面向下一代互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用”等要求。

深圳建設(shè)國(guó)家創(chuàng)新型城市總體規(guī)劃也明確提出,以IPv6技術(shù)為支撐,建設(shè)下一代互聯(lián)網(wǎng)信息基礎(chǔ)設(shè)施,提升城市網(wǎng)絡(luò)信息服務(wù)能力。IPv6在大運(yùn)會(huì)試商用后,將在深圳推廣建設(shè)和大規(guī)模應(yīng)用,為廣大市民提供服務(wù)的同時(shí),促進(jìn)城市信息化,帶動(dòng)產(chǎn)業(yè)鏈升級(jí)發(fā)展,增強(qiáng)深圳綜合實(shí)力和國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力。

中國(guó)電信為建設(shè)一個(gè)開(kāi)放、安全、可擴(kuò)展、廣覆蓋網(wǎng)絡(luò),來(lái)滿足下一代業(yè)務(wù)促進(jìn)三網(wǎng)融合,拓展互聯(lián)網(wǎng)新興的應(yīng)用和支持國(guó)家的信息化、可持續(xù)發(fā)展的目標(biāo),規(guī)劃分三個(gè)階段來(lái)發(fā)展IPv6網(wǎng)絡(luò)。第一個(gè)階段是試商用,從2009年到2011年,這個(gè)階段主要以IPv4的業(yè)務(wù)為主,啟動(dòng)相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)和業(yè)務(wù)平臺(tái)的改造和試商用;第二個(gè)階段是規(guī)模商用,從2012年到2015年,IPv4、IPv6的網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)共存,網(wǎng)絡(luò)的平臺(tái)進(jìn)行規(guī)模的改造和逐步的遷移;第三個(gè)階段,即到2015年以后全面商用IPv6的網(wǎng)絡(luò)。

IPv6助力大運(yùn)會(huì)

在今年的上海世博會(huì)上,中國(guó)電信曾率先應(yīng)用IPv6的技術(shù),為上海的世博會(huì)提供寬帶的接入,如官網(wǎng)的鏡像、高清的IPTV、彩色e家等互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用。同時(shí),在2011年的大運(yùn)會(huì)上,中國(guó)電信也將使用IPv6技術(shù)來(lái)提供一些新型的應(yīng)用,覆蓋大運(yùn)會(huì)67個(gè)場(chǎng)館,服務(wù)于7萬(wàn)多的運(yùn)動(dòng)員、教練員、媒體、記者等等。

在第26屆世界大學(xué)生夏季運(yùn)動(dòng)會(huì)進(jìn)入倒計(jì)時(shí)一周年之際,“信息大運(yùn)”捷報(bào)頻傳。據(jù)大運(yùn)會(huì)綜合信息服務(wù)全球合作伙伴中國(guó)電信透露,大運(yùn)會(huì)通信和信息系統(tǒng)建設(shè)經(jīng)過(guò)全力攻堅(jiān),在信息基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)、下一代互聯(lián)網(wǎng)IPv6應(yīng)用、賽事管理指揮系統(tǒng)等各方面均已取得階段性成果。

全球最先進(jìn)的下一代互聯(lián)網(wǎng)IPv6將覆蓋大運(yùn)會(huì)44個(gè)比賽場(chǎng)館、14個(gè)非競(jìng)賽場(chǎng)館。中國(guó)電信表示,大運(yùn)會(huì)信息系統(tǒng)由運(yùn)動(dòng)會(huì)IT系統(tǒng)、賽事成績(jī)系統(tǒng)、信息發(fā)布系統(tǒng)、運(yùn)行保障與支持系統(tǒng)四大部分組成,將全部獲得IPv6網(wǎng)絡(luò)環(huán)境支撐。

面向下一代信息技術(shù)發(fā)展的各種應(yīng)用都將在大運(yùn)會(huì)期間變?yōu)楝F(xiàn)實(shí),大運(yùn)會(huì)期間將實(shí)現(xiàn)IPv6網(wǎng)絡(luò)信息服務(wù)的全面覆蓋,IPv6的引入將滿足大運(yùn)會(huì)安全保衛(wèi)、指揮調(diào)度及高效服務(wù)的需要,為大運(yùn)會(huì)創(chuàng)造高效、舒適、安全、便利、環(huán)保的比賽生活交流環(huán)境。通過(guò)大運(yùn)會(huì)的全新應(yīng)用與練兵,IPv6將更好地推動(dòng)深圳建設(shè)國(guó)家創(chuàng)新型城市的發(fā)展。

目前,中國(guó)電信正在建設(shè)覆蓋全市的下一代IPv6城域網(wǎng)、IPv6無(wú)線網(wǎng)兩大網(wǎng)絡(luò)平臺(tái),以IPv6、云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)等前沿技術(shù)為基礎(chǔ),建設(shè)無(wú)線寬帶視頻監(jiān)控、大運(yùn)村RFID識(shí)別、移動(dòng)多媒體多語(yǔ)種信息服務(wù)、智能化大運(yùn)村(智能家居)、無(wú)線寬帶即拍即傳、高清賽事直播(寬帶互聯(lián)網(wǎng)視聽(tīng))、大運(yùn)會(huì)門戶網(wǎng)站等IPv6框架下的7大應(yīng)用系統(tǒng),為大運(yùn)會(huì)各方來(lái)賓提供更豐富、更便捷的綜合信息服務(wù),展現(xiàn)深圳作為創(chuàng)新城市的魅力。

據(jù)透露,上述下一代互聯(lián)網(wǎng)IPv6應(yīng)用正在大運(yùn)會(huì)相關(guān)場(chǎng)館和大運(yùn)村進(jìn)行部署,計(jì)劃今年底完成建設(shè)進(jìn)行試用。據(jù)悉,下一代互聯(lián)網(wǎng)IPv6在大運(yùn)會(huì)試商用后,有望在全市推廣建設(shè)和大規(guī)模應(yīng)用。

大運(yùn)會(huì)IPv6七大應(yīng)用

·大運(yùn)村RFID應(yīng)用

主要采取RFID卡和具備RFID功能的手機(jī)用于大運(yùn)村消費(fèi),包括DVD廳、網(wǎng)吧、健身房等場(chǎng)所消費(fèi)、商業(yè)場(chǎng)所購(gòu)物等各類大運(yùn)村服務(wù);開(kāi)發(fā)支持IPv6的POS機(jī)。

·無(wú)線寬帶視頻監(jiān)控

大運(yùn)村及部分場(chǎng)館計(jì)劃部署IPv6高清視頻監(jiān)控?cái)z像頭,進(jìn)行賽事監(jiān)控和環(huán)境監(jiān)控。相比基于IPv4的視頻監(jiān)控,功能更為豐富強(qiáng)大。

·IPv6智能家居

對(duì)智能家居網(wǎng)關(guān)等設(shè)備進(jìn)行IPv6的開(kāi)發(fā),可更方便的支持家居自動(dòng)化、家電控制、安保、監(jiān)控等應(yīng)用,同時(shí)還將提供大運(yùn)會(huì)信息服務(wù)等。

·無(wú)線寬帶即拍即傳系統(tǒng)

通過(guò)基于IPv6的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)WAPI/WIFI,通過(guò)設(shè)置在照相機(jī)的無(wú)線接入設(shè)備,或獨(dú)立的讀卡器,第一時(shí)間將照片快速傳回媒體總體進(jìn)行處理和發(fā)布。

·移動(dòng)多媒體多語(yǔ)種信息系統(tǒng)

通過(guò)支持CDMA和WLAN的移動(dòng)終端提供基于位置的實(shí)時(shí)信息推送與導(dǎo)航,包括中英文雙語(yǔ)的大運(yùn)會(huì)相關(guān)信息發(fā)送、資訊訂購(gòu)等。相比普通GPS導(dǎo)航系統(tǒng)具有提供實(shí)時(shí)信息的顯著優(yōu)勢(shì)。

·高清賽事直播

通過(guò)寬帶互聯(lián)網(wǎng)視聽(tīng)收看賽事,計(jì)劃部署在大運(yùn)村DVD廳等場(chǎng)所,可為運(yùn)動(dòng)員、記者等群體提供賽事賽況、娛樂(lè)直播和點(diǎn)播節(jié)目,并提供大運(yùn)信息中英文服務(wù)。此次應(yīng)用將在業(yè)界創(chuàng)新開(kāi)展基于IPv6的商用產(chǎn)品開(kāi)發(fā)。

·大運(yùn)會(huì)IPv6門戶網(wǎng)站

大運(yùn)會(huì)執(zhí)行局已建設(shè)了官方網(wǎng)站,本項(xiàng)目建設(shè)對(duì)該網(wǎng)站內(nèi)容進(jìn)行鏡像。

IPv6四大技術(shù)優(yōu)勢(shì)

IT管理員和普通用戶都已熟知,目前世界上幾乎沒(méi)有IP地址了,或者說(shuō)至少是幾乎沒(méi)有IPv4地址了。幸運(yùn)的是,IPV6已經(jīng)開(kāi)發(fā),將成倍地?cái)U(kuò)大可用的IP地址池,同時(shí)也提供一些其他方面的好處。

為了解決與目前使用的IP協(xié)議(IPv4)問(wèn)題,增加新功能以改善未來(lái)的協(xié)議,互聯(lián)網(wǎng)工程任務(wù)組(IETF)已經(jīng)推出IPV6(互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議版本6)。讓我們從幾個(gè)方面看看,IPV6將如何來(lái)拯救和保護(hù)互聯(lián)網(wǎng)。

1.更多的地址

IPv6使用128位地址而不是目前的32位地址,這樣可用IP地址的數(shù)量會(huì)急劇增加。網(wǎng)絡(luò)路由專家,早在80年代在世界上大多數(shù)人還沒(méi)知道互聯(lián)網(wǎng)之前,在互聯(lián)網(wǎng)變得無(wú)處不在之前就意識(shí)到IPv4的局限性。

使用32位的IPv4只允許大約4.3億個(gè)IP地址。而由于每個(gè)網(wǎng)絡(luò)連接的設(shè)備——服務(wù)器、臺(tái)式機(jī)、筆記本電腦、智能手機(jī)、平板電腦等等,都必須有一個(gè)IP地址,而且因?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)已經(jīng)在像中國(guó)和印度等國(guó)家爆炸式增長(zhǎng),整個(gè)世界里可用的IPv4地址臨近結(jié)束。

使用128位來(lái)編制獨(dú)特的地址,IPv6的海量IP地址遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)今天的互聯(lián)網(wǎng)和網(wǎng)絡(luò)連接設(shè)備的瘋狂需求。而不會(huì)像IPv4的43億地址極限,IPv6有足夠的地址,給地球上的每一個(gè)人都會(huì)分配到數(shù)十億。

2.向后兼容

IPv6可以向后兼容IPv4,所以不同的網(wǎng)絡(luò)或硬件制造商可以在不同的時(shí)間升級(jí)而不會(huì)破壞互聯(lián)網(wǎng)上的當(dāng)前流量數(shù)據(jù)。鑒于整個(gè)世界對(duì)互聯(lián)網(wǎng)上的新聞、商業(yè)、公共安全、國(guó)家安全都十分依賴互聯(lián)網(wǎng),IPv6的這一特性尤顯重要。

最后,所有的IPv4的設(shè)備將被消耗替換,IPv6將是唯一使用的地址協(xié)議。但是,這可能需要數(shù)十年,因此在可預(yù)見(jiàn)的未來(lái),向后兼容性將是至關(guān)重要的。

3.更好的安全性

IPv6設(shè)計(jì)理念包含加密和認(rèn)證。IPSec是IPv4的一個(gè)可選的安全組成部分,但在IPv6是強(qiáng)制性的。使用IPSec,每個(gè)獨(dú)立數(shù)據(jù)包都進(jìn)行加密和認(rèn)證,使許多對(duì)現(xiàn)在這樣的互聯(lián)網(wǎng)的惡意攻擊變得不大可能,或者說(shuō)更加困難。

4.更好的性能

IP數(shù)據(jù)包的和頭,以及IPv6路由器處理數(shù)據(jù)包的方式已經(jīng)改變,以提高性能,從而減少丟失或遺漏的數(shù)據(jù)包,連接更加可靠有效。隨著越來(lái)越多的的人和設(shè)備共享互聯(lián)網(wǎng),VoIP(IP語(yǔ)音)和視頻流的需求增長(zhǎng),性能將比以往任何時(shí)候都更重要。

IPv6在下一代互聯(lián)網(wǎng)中的應(yīng)用

以IPv6為技術(shù)基礎(chǔ)的下一代互聯(lián)網(wǎng)不但可以支持現(xiàn)有IPv4網(wǎng)絡(luò)上所提供的所有業(yè)務(wù),還能充分支持豐富多樣、個(gè)性化、無(wú)處不在的各種創(chuàng)新業(yè)務(wù)。

1.P2P業(yè)務(wù)

現(xiàn)今網(wǎng)絡(luò)上,大部分應(yīng)用采用的是“客戶端/服務(wù)器”的模式,只能在一個(gè)區(qū)域和一定的范圍內(nèi)進(jìn)行,而且由于地址有限,需要采用NAT等地址轉(zhuǎn)換技術(shù),地址經(jīng)常變動(dòng)。IPv6有了足夠多的地址,可以長(zhǎng)期擁有一個(gè)IP地址,實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)上所有設(shè)備的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)(P2P)通信,IPv6網(wǎng)絡(luò)上的游戲真正實(shí)現(xiàn)了P2P世界。而且IPv6的綜合業(yè)務(wù)平臺(tái)可以提供對(duì)安全、隱私和計(jì)費(fèi)的保障,將會(huì)極大增強(qiáng)在線游戲的P2P特性,為用戶帶來(lái)實(shí)時(shí)互動(dòng)溝通的真實(shí)體驗(yàn),同時(shí)通過(guò)先進(jìn)的技術(shù)、安全的保障為經(jīng)營(yíng)者創(chuàng)造價(jià)值并確保經(jīng)營(yíng)的可靠性和穩(wěn)定性。

IPv6擁有無(wú)窮盡的海量地址,除了有助于促進(jìn)P2P業(yè)務(wù)模式的發(fā)展,更利于實(shí)現(xiàn)對(duì)稱的實(shí)時(shí)的端到端的業(yè)務(wù)。這種模式伴隨Web2.0,網(wǎng)格等新型應(yīng)用可能給互聯(lián)網(wǎng)帶來(lái)全新體驗(yàn)。

2.家庭業(yè)務(wù)

IPv6具備海量地址,允許海量終端接入,業(yè)務(wù)也可以實(shí)現(xiàn)永遠(yuǎn)在線,這就有利于開(kāi)展家庭網(wǎng)絡(luò)、網(wǎng)絡(luò)家電、數(shù)字家庭、智能家居等業(yè)務(wù)。

互聯(lián)網(wǎng)在全球普及之后“家庭網(wǎng)絡(luò)”的概念開(kāi)始出現(xiàn),但是IPv4地址的稀缺,導(dǎo)致無(wú)法為所有信息家電分配惟一的IPv4地址,只能利用諸如NAT、私有地址空間等技術(shù)來(lái)繞過(guò)這一限制,但復(fù)雜的設(shè)置和管理將嚴(yán)重阻礙用戶對(duì)于新技術(shù)的接受程度。

網(wǎng)絡(luò)家電是IPv6下一代網(wǎng)絡(luò)的重要應(yīng)用之一。所謂網(wǎng)絡(luò)家電,指通過(guò)個(gè)人電腦、PDA等信息設(shè)備可對(duì)連接在家庭網(wǎng)絡(luò)中的空調(diào)、電飯煲、微波爐、冰箱、電視、音響和照明設(shè)備等家用電器進(jìn)行遠(yuǎn)距離遙控。為了推行網(wǎng)絡(luò)家電標(biāo)準(zhǔn),眾多家電廠商正在開(kāi)發(fā)面向IPv6的多種網(wǎng)絡(luò)家電產(chǎn)品,并進(jìn)行多項(xiàng)網(wǎng)絡(luò)家電的IPv6實(shí)證實(shí)驗(yàn)。

數(shù)字家庭是指以計(jì)算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為基礎(chǔ),各種家電通過(guò)不同的互連方式進(jìn)行通信及數(shù)據(jù)交換,實(shí)現(xiàn)家用電器之間的“互聯(lián)互通”,使人們足不出戶就可以更加方便快捷地獲取信息,從而極大提高人類居住的舒適性和娛樂(lè)性。交互式網(wǎng)絡(luò)電視(IPTV)、有線數(shù)字電視、機(jī)頂盒、電腦娛樂(lè)中心、網(wǎng)絡(luò)電話、網(wǎng)絡(luò)家電、信息家電以及智能家居等,都是數(shù)字家庭的體現(xiàn)。

3.物聯(lián)網(wǎng)

物聯(lián)網(wǎng)要通過(guò)射頻識(shí)別(RFID)、紅外感應(yīng)器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器等信息傳感設(shè)備,把任何物品與互聯(lián)網(wǎng)連接起來(lái),進(jìn)行信息交換和通訊。

RFID(射頻識(shí)別)是一種非接觸式的自動(dòng)識(shí)別技術(shù),它通過(guò)射頻信號(hào)自動(dòng)識(shí)別目標(biāo)對(duì)象并獲取相關(guān)數(shù)據(jù),識(shí)別工作無(wú)須人工干預(yù),作為條形碼的無(wú)線版本,RFID技術(shù)具有條形碼所不具備的防水、防磁、耐高溫、使用壽命長(zhǎng)、讀取距離大、標(biāo)簽上數(shù)據(jù)可以加密、存儲(chǔ)數(shù)據(jù)容量更大、存儲(chǔ)信息更改自如等優(yōu)點(diǎn),其應(yīng)用將給零售、物流等產(chǎn)業(yè)帶來(lái)革命性變化。

IPv6“三步走”適配物聯(lián)網(wǎng)

作為下一代網(wǎng)絡(luò)協(xié)議,IPv6憑借著豐富的地址資源以及支持動(dòng)態(tài)路由機(jī)制等優(yōu)勢(shì),能夠滿足物聯(lián)網(wǎng)對(duì)通信網(wǎng)絡(luò)在地址、網(wǎng)絡(luò)自組織以及擴(kuò)展性等諸多方面的要求。然而,在物聯(lián)網(wǎng)中應(yīng)用IPv6,并不能簡(jiǎn)單地“拿來(lái)就用”,而是需要進(jìn)行一次適配。

IPv6不能夠直接應(yīng)用到傳感器設(shè)備中,而是需要對(duì)IPv6協(xié)議棧和路由機(jī)制進(jìn)行相應(yīng)的精簡(jiǎn),以滿足對(duì)網(wǎng)絡(luò)低功耗、低存儲(chǔ)容量和低傳送速率的要求。由于IPv6協(xié)議棧過(guò)于龐大復(fù)雜,并不匹配物聯(lián)網(wǎng)中互聯(lián)對(duì)象,尤其是智能小物體的特點(diǎn),因此雖然IPv6可為每一個(gè)傳感器分配一個(gè)獨(dú)立的IP地址,但傳感器網(wǎng)需要和外網(wǎng)之間進(jìn)行一次轉(zhuǎn)換,起到IP地址壓縮和簡(jiǎn)化翻譯的功能。

目前,相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)化組織已開(kāi)始積極推動(dòng)精簡(jiǎn)IPv6協(xié)議棧的工作。例如,IETF已成立了6LowPAN和RoLL兩個(gè)工作組進(jìn)行相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的研究工作。相比較傳統(tǒng)方式,能支持更大的節(jié)點(diǎn)組網(wǎng),但對(duì)傳感器節(jié)點(diǎn)功耗、存儲(chǔ)、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(wǎng)絡(luò)射頻芯片還有待進(jìn)一步的開(kāi)發(fā)來(lái)支持精簡(jiǎn)IPv6協(xié)議棧。

總體上,物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用IPv6可按照“三步走”策略來(lái)實(shí)施。首先,承載網(wǎng)支持IPv6;其次,智能終端、網(wǎng)關(guān)逐步應(yīng)用IPv6;最后,智能小物體(傳感器節(jié)點(diǎn))逐步應(yīng)用IPv6。

此內(nèi)容為AET網(wǎng)站原創(chuàng),未經(jīng)授權(quán)禁止轉(zhuǎn)載。