中国近日发布《推进互联网协议第六版(IPv6)规模部署行动计划》,推动建设IPv6商用网络。当前,基于IPv6的下一代互联网成为各国推动新科技产业革命和重塑国家竞争力的先导领域,亚太互联网信息中心预测,10年内IPv4将全面退出历史舞台,互联网将全面转向IPv6。
海量地址解决可扩展性
TCP/IP协议是互联网发展的基石,其中IP是网络层协议,规范互联网中分组信息的交换和选路。目前采用的IPv4协议地址长度为32位,总数约43亿个IPv4地址已分配殆尽。
“40亿空间当时已经大得不得了。没想到互联网急剧发展,人们开始意识到,这个数量级并不能满足互联网飞速发展的需求。”中国工程院院士、清华大学教授吴建平接受新华社记者采访时说,可扩展性是当今互联网发展面临的首要挑战。
统计显示,美国拥有IPv4地址最多,平均每个网民可分到近6个地址,而中国、巴西、墨西哥等发展中国家网民人均仅有不到半个IPv4地址。
随着互联网+、物联网和工业互联网等网络应用融合发展,全球对IP地址的需求还将持续增长。据预测,到2020年全球互联设备数将超300亿,中国IP地址需求可能超过100亿。
在一段时间,我国尝试通过“私有地址+网络地址转换”的方案缓解IP地址的供不应求。中国工程院院士邬贺铨说,私有地址虽解了燃眉之急,但也增加了网络的复杂性和运行成本,只能作为过渡手段。
为应对地址不足,上世纪90年代,负责互联网国际标准制定的机构——互联网工程任务小组(IETF)协调各方意见后,推出IPv6协议,并大力推广。IPv6采用128位地址,将地址空间扩大到2的128次方。吴建平说,这个空间大到无法想象,甚至“可以分配地址到空中的尘埃”。
学界主流观点认为,IPv6是互联网发展必然经过的阶段。TCP/IP协议共同开发者、被誉为“互联网之父”之一的文顿·瑟夫博士表示:“IPv4是实验网络,IPv6网络是未来发展的必由之路。”
IPv6根为互联网多边共治打基础
互联网的顶级域名解析服务由根服务器完成,它对网络安全、运行稳定至关重要,被称为互联网的“中枢神经”。
美国利用先发优势主导的“多利益相关模式”根服务器治理体系已延续近30年。在IPv4协议内,全球共13台根服务器,唯一主根部署在美国,其余12台辅根有9台在美国,两台在欧洲,亚洲只有日本部署了1台辅根。
下一代互联网国家工程中心主任刘东接受采访时说,“所有的网络解析都要递归到根服务器”,这一体系造成全球互联网关键资源管理和分配极不均衡。另一方面,缺乏根服务器也使各国抵御大规模“分布式拒绝服务”攻击能力不足,“当国民经济都架设在这上头,潜在风险是很大的”。
目前对sdnipv6物联网技术感兴趣。IPv6技术运用到物联网当中,使得物联网内的每一个物品都被赋予了一个IPv6地址,实现对于物品的实时追踪和溯源。从IPv4时代向IPv6时代过渡。智能家居是物联网的一个终端,而各个终端间的有效联系则需要云服务和IPV6的技术支撑,智能家居标准的建立,与它们是分不开的。一个行业标准的建立还需要以下两处条件:
一、切实高效可行的技术标准:云服务、物联网、IPV6的逐步建立,让技术标准变得清晰但是还具有很多的不确定性。
二、足够的行业影响力:现阶段的智能家居解决方案及产品厂家多数还停留在物理控制层,还没有任何一家具有足够的行业影响力。
所以现在的智能家居,暂时还没有标准,但是这个标准的出现却将是必然的。
现阶段关于智能家居控制系统标准最具有代表性的两个技术标准为zigbee与Z-wave,zigbee协议从物联网的架构作手,Z-wave则是专门为智能家居定制,但现在使用这些标准的企业因为周边配套,成本,及技术的完善程度限制,都还处于发展初期。纵观市场上的智能家居产还处于物理控制的初级阶段,关于信息化、云服务、物联网之间均无明显联系。
国内的智能家居系统发展近年来也是非常迅速,几乎跟随国际发展的脚步,早期的海尔等在第一轮洗牌后也有了很大的变化,现在国内的智能家居技术以RF315、433无线射频22621527标准协议居多,该技术标准门槛低,开发成本低,在市场的发展初期起到了很好的推动的作用,而随着市场的成熟,技术的缺陷逐步的暴露出来,那些未作技术转型的公司均惨淡收场。
现阶段第一轮洗牌后,也有一些新型技术出现,以24G、433载波发送最具有代表性,在协议组成上以成熟的TCP/IP为参考,加入了zigbee的组网技术在成本上也具有极大的优势,并且坚持以云服务的架构进行开发,语音声控功能,让控制上从物理控制进入了内容控制,已很好地和物联网和云服务做到了有效融合。
在市场推广上采用了OEM方案提供的方式加速抢占智能家居市场占有率,从这两点不难看出誉诚也是奔标准而去的,通过市场的反馈,持续完善协议的完整性,以技术提供的方式降低其它智能家居品牌的开发风险而获得市场占有率,方向是对的,方法是好的,只是不知能步多远。
现在智能家居虽然暂时没有标准,但是随着市场的逐渐成熟,再经过几轮的市场调节洗牌后,最后站立在市场的公司使用的技术就将会是标准,笔者认为市场标准绝不可能是一群专家能讨论出来的,必需要经过市场的洗礼淘汰,希望在未来国际标准的建立上,能看到中国企业的身影。ipv6就是网络中,网络设备运行了IPv6协议的网络。ipv6最大的好处就是ip地址足够多,我们经常使用的ipv4的地址范围约为42亿个,而ipv6则是42亿x42亿x42亿x42亿个,ipv6号称能让世界上每一粒沙子都拥有一个ip地址,而且ipv6的在安全和自动配置方面也优于ipv4,例如ipv6天然具备ipsec的能力,在配置方面ipv6支持本地链路地址,只要端口up起来,就会自动生成一个以FE80开头的ipv6地址,在链路上生效,而且ipv6协议支持slaac无状态自动配置,端口一旦up起来,会自动生成一个或者多个ipv6地址,而且ipv6地址还天然具备地址冲突检测的能力,即端口up起来会向对端发送rs报文,对端收到rs报文后会进行ip地址的冲突检测。但是ipv6的最大弊端就是ip地址过于复杂,有些人配置ipv4都成问题,何况ipv6,你简单看下ipv6地址格式:240e:b5:480b:f5a3:64c7:7a32:e687:9e20传统互联网引入IPv6 的最大优势在于,无论网络规模如何增长,IPv6 都能为每一个接入设备提供地址空间,甚至物联网设备也不例外。从狭义上理解,这种优势看似没问题。目前只有部分IPv6 地址空间已开放,而IPv6 互联网中的主机数量理论上可以达到34×1038(即支持2128个地址)。
这的确是一个天文数字,即便是物联网也不可能超越这种规模。正因如此,很多权威专家和制造商(特别是既得利益者)踌躇满志地认为,IPv6 已然做好准备迎接物联网的到来,全世界只需继续维持现状融入新兴物联网即可,毕竟可用的IP 地址多如砂砾。
然而,这种“把头扎进沙堆里”的鸵鸟政策忽视了最为关键的经济因素——最终成本,它是推动物联网全面部署的根本动力。这些成本主要集中在软硬件系统、监督与管理以及安全保障这三个方面。
烧钱的无用功能
经典的计算与通信设备(如个人计算机、平板电脑和智能手机)集成了处理器、内存和存储设备等功能设计,这些设计保证了它们的核心功能。引入IPv6 只需将协议栈置于设备存储器,在内存中执行,并由处理器驱动。
实际上,与这些设备所产生的利润率相比,因IPv6 而造成的边际成本微乎其微,几乎也无法衡量。未来物联网需要连接的是那些之前从未联网的设备,这正是关键所在。通常,这些设备从设计、制造到出售,均以最低成本收获最高利润率。为了充分发挥物联网的巨大潜能,我们需要为那些海量设备制定合理的低成本解决方案,否则它们会继续远离网络,也难以发展,甚至步入一次性处理的行列。
廉价设备难以承载传统协议
我们必须对那些实际成本做到心中有数,如果仅仅为了运行传统的IPv6 协议,而在终端设备(如湿敏元件、照明灯、烤箱等)中增加相应的软硬件负载,显然会成为物联网的巨大障碍。
据估计,即便是批量生产,为这些设备使IPv6 增加的边际成本也要将近50 美元。如果将所有功能封装到硅片中,那么为终端设备增加物联网基本组网功能所需要的成本接近1 美元。
物联网设备通常是“哑设备”,但它们却完全可胜任某一项特定任务。从根本上来说,我们不难发现单从成本指数上就足以证明,为物联网设备创建一种新的解决思路是绝对有必要的。
7000 亿设备的监管
尽管网络设备制造商数以百万,但想要定位并追踪它们并非难事,因为每一款网络设备都有对应的MAC地址(介质访问控制标识符),由IEEE负责维护和管理如此庞大的制造商数据库。
对于全世界无数制造物联网设备(简易传感器、执行器和电器等)的企业和个体来说,如果让他们都去等着某个集权机构分配相应的设备地址,那岂不是一件匪夷所思的事?
当然,甚至为万亿设备分配地址都不是问题,但当你想检索并管理其中某个设备时却如同大海捞针。如果你试图对数千亿IPv6 地址进行检索,可能需要花上几百年时间。对于一个由复杂的IPv6设备组成的物联网而言,其管理成本可能远超世界上的任何网络化工程。而这些无谓的成本,对本已捉襟见肘的运营商来说又是沉重的一击,毕竟他们正想方设法去弥补昂贵的基础设施投资。
此外,IPv6也有它自身的许多局限性。IPv6难以普及的第一大原因,就是部署太困难了。
如果IT产业被一夜之间炸掉,要在新铺设的网络中全面普及IPv6协议,这并不困难。但现实是目前互联网还活得好好的,IPv6的使命是给互联网续命而不是让其涅槃,这就要求IPv6能够继承IPv4的衣钵,能够和IPv4和谐共处。遗憾的是,IPv6和v4的兼容性并不好,难以互联互通,双方通信需要经过隧道。这问题非常要命,要保持互联网的畅通,只能够搞一堆隧道,但这成本太高了。根本的解决方案,还是让当前IPv4设备都升级支持IPv6。
IPv4升级IPv6可不像系统升级这么简单,涉及到终端、传输路径方方面面的网络软硬件升级。目前只有一些互联网大企业如Google等全面部署IPv6,这些企业面向的是未来,部署IPv6等于是布置新市场的桥头堡;而对于运营商以及一些IT小公司,是没有什么大动力去花大成本去升级新技术的,毕竟这又不能直接换钱。国内某些银行和政府机构网站至今仍只支持老旧的IE浏览器,反正升不升级你们都得照用,不影响它的业绩,就是这个道理了。
前面说到IPv6最大的优点就是地址特多,沙子都能分到公网IP,这必须是大好事。然而你真的需要公网IP这么好的东西吗?运营商对你说:no,你并不需要。
目前运营商已经广泛使用NAT,通过NAT给用户分配内网地址而非公网地址。内网是一个相对的概念,像家里的电脑通过路由器这道网关才能访问到运营商提供的网络,那么家里的局域网相对运营商网络,就属于内网;同理,运营商也可以不分配公网IP给单个用户,而是将多个用户纳入他的内网,通过统一的公网IP网关来访问互联网。这样一来,运营商就可以大大节省公网IP资源,不急着上IPv6也没什么。总的来说NAT会让网络变得更复杂和低效,能够为所有设备分配到公网IP的IPv6才是长久之计,只是目前使用NAT仍可解决大部分需求,IPv6的海量地址需求非燃眉之急。
物联网日益发展的关键在于,如何利用低成本和低风险让更多的设备互联互通。虽然IPv6现在未能普及,但相信在未来十年乃至十数年,IPv6一定会走到我们身边。历史大潮不可逆,期待IPv6的降临吧。
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