物聯(lián)網(wǎng)，作為繼互聯(lián)網(wǎng)之后的全球信息產(chǎn)業(yè)迎來(lái)的有一次科技與經(jīng)濟(jì)浪潮，必將對(duì)IP地址產(chǎn)生前所未有的需求量。構(gòu)成現(xiàn)今互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)基石的IPv4,在面臨地址資源枯竭的困境的背景下，顯然已無(wú)法為地球上存在的萬(wàn)事萬(wàn)物都分配一個(gè)IP地址——而這又恰恰是物聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵。事實(shí)上，物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的規(guī)模發(fā)展，必將加速I(mǎi)P地址的消耗，同時(shí)加速I(mǎi)Pv6的商用化進(jìn)程。那么，面對(duì)正在到來(lái)的物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代，IPv6將如何充分發(fā)揮其優(yōu)勢(shì)而服務(wù)于物與物、人與物的通信呢?

　　物聯(lián)網(wǎng)：讓物體變得智能并互聯(lián)

　　物聯(lián)網(wǎng)(The Internet of things)，顧名思義就是指“物物相連的互聯(lián)網(wǎng)”：在物理世界的實(shí)體中部署具有一定感知能力、計(jì)算能力和執(zhí)行能力的嵌入式芯片和軟件，使之成為“智能物體”，進(jìn)而通過(guò)網(wǎng)絡(luò)設(shè)施實(shí)現(xiàn)信息傳輸、協(xié)同和處理，從而實(shí)現(xiàn)物與物、物與人之間的通信 。

　　物聯(lián)網(wǎng)，可廣泛應(yīng)用于社會(huì)生產(chǎn)生活的各行各業(yè)，從而大大提升整個(gè)社會(huì)的信息化水平，在提高效率的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排。物聯(lián)網(wǎng)的魅力來(lái)源于三大關(guān)鍵特征：第一，全面感知，即利用RFID、二維碼、傳感器等隨時(shí)隨地獲取物體的信息;第二，可靠傳遞，即通過(guò)各種電信網(wǎng)絡(luò)與互聯(lián)網(wǎng)的融合，將物體的信息實(shí)時(shí)準(zhǔn)確地傳遞出去;第三，智能處理，即利用云計(jì)算、模糊識(shí)別等各種智能計(jì)算技術(shù)，對(duì)海量的數(shù)據(jù)和信息進(jìn)行分析和處理，對(duì)物體實(shí)施智能化的控制。

　　物聯(lián)網(wǎng)的互聯(lián)對(duì)象盡管數(shù)不勝數(shù)，但卻可主要分為兩類(lèi)：一類(lèi)是體積小、能量低、存儲(chǔ)容量小、運(yùn)算能力弱的智能小物體，如傳感器節(jié)點(diǎn);另一類(lèi)是沒(méi)有上述約束的智能終端，如無(wú)線(xiàn)POS機(jī)、智能家電、視頻監(jiān)控等。

　　這兩類(lèi)互聯(lián)對(duì)象，從終端側(cè)向通信網(wǎng)絡(luò)提出了特定的需求，而支持巨大的號(hào)碼/地址空間、網(wǎng)絡(luò)可擴(kuò)展、傳遞可靠等顯然是共性需求。通信網(wǎng)絡(luò)不僅要能提供足夠多的地址空間來(lái)滿(mǎn)足互聯(lián)對(duì)象對(duì)地址的需求;而且網(wǎng)絡(luò)容量足夠大，能滿(mǎn)足大量智能終端、智能小物體之間的通信需求。值得注意的是，智能小物體由于尺寸與復(fù)雜度的限制而決定了其能量、存儲(chǔ)、計(jì)算速度與帶寬是受限的，因而要求通信網(wǎng)絡(luò)能夠提供輕量級(jí)的通信協(xié)議、可靠的低速率傳輸，網(wǎng)絡(luò)同時(shí)要具備自組織能力。

　　IPv6:物體互聯(lián)的必然選擇

　　對(duì)于物聯(lián)網(wǎng)而言，無(wú)論是遠(yuǎn)程通信，還是近距離通信，為了滿(mǎn)足IP地址需求量的空前提升，都必須盡快過(guò)渡到IPv6。

　　物聯(lián)網(wǎng)的遠(yuǎn)程通信需求，將推動(dòng)現(xiàn)有移動(dòng)或者固定網(wǎng)絡(luò)向IPv6的商用化演進(jìn)。物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用，主要以公眾無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)為載體，大多使用2G、3G網(wǎng)絡(luò)來(lái)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程通信，同時(shí)也有部分應(yīng)用采用了固定光纖接入方式。固定光纖接入具有傳輸速率高、傳輸信息量大、可靠穩(wěn)定、保密性好等特點(diǎn)，需要根據(jù)不同的應(yīng)用場(chǎng)景選擇不同的接入方式。現(xiàn)有的2G、3G網(wǎng)絡(luò)，分組域核心網(wǎng)設(shè)備GGSN/PDSN均需要盡快升級(jí)支持給終端分配IPv6地址，同時(shí)分組域核心網(wǎng)設(shè)備與骨干承載網(wǎng)絡(luò)之間需要盡快實(shí)現(xiàn)IPv6組網(wǎng)和路由。對(duì)于固定接入方式而言，接入路由器和骨干及城域承載網(wǎng)絡(luò)也需要盡快完成向IPv6的升級(jí)，以滿(mǎn)足快速業(yè)務(wù)接入的要求。

　　在近距離通信領(lǐng)域，主流技術(shù)也開(kāi)始支持IPv6。常用的近距離無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)有802.11b、802.15.4(ZigBee)、Bluetooth、UWB、RFID、IrDA等。其中，Zigbee是一種近距離、低復(fù)雜度、低功耗、低數(shù)據(jù)速率、低成本的雙向無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)，完整的協(xié)議棧只有32 KB，可以嵌入各種設(shè)備中，同時(shí)支持地理定位功能，因而成為構(gòu)建近距離無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)的主流技術(shù)。當(dāng)前，Zigbee已在其智能電網(wǎng)的最新標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范中加入了對(duì)IPv6協(xié)議的支持。

　　精簡(jiǎn)：讓IPv6準(zhǔn)確適配物聯(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(mǎn)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(mǎn)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。目前，華為的產(chǎn)品，包括骨干和接入路由器、移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)分組域設(shè)備等，已經(jīng)可以完全滿(mǎn)足第一和第二階段商用部署的要求。華為同時(shí)在積極跟蹤第三階段智能小物體應(yīng)用IPv6的要求，包括技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和商用產(chǎn)品兩大領(lǐng)域。我們有理由相信，在IPv6的積極適配與廣泛應(yīng)用下，物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)有望實(shí)現(xiàn)真正的大繁榮。

　　(本文來(lái)源：CNII網(wǎng)·人民郵電報(bào) 作者：姚春鴿)