浅谈万物互联时代IP地址需求

浅谈万物互联时代IP地址需求,第1张

从人与人相连接,到万物互联,互联网技术的演进正在给人类社会带来巨大变革。随着物联网在近几年的爆炸式发展,IP地址变为稀缺资源,多国开始参与建设根服务器,以IPv6协议为基础的下一代互联网,正快速改变现有互联网的面貌与格局,全球已经进入了互联网发展的“拐点”,本文将分析IPv6的发展以及各种影响因素,对于5年后全球IP地址的需求量进行预测。

网际协议IP是TCP/IP的心脏,也是网络层中最重要的协议。 IP层接收由更低层(网络接口层)发来的数据包, 并把该数据包发送到更高层——TCP或UDP层;相反,IP层也把从TCP或UDP层接收来的数据包传送到更低层。IP数据包中含有发送它的主机的地址(源地址)和接收它的主机的地址(目的地址)[ [1] ]。

为了实现TCP/IP,网络中的每个设备都需要根据恰当的信息正确地配置。特别是,每个设备都需要分配一个本地的IP地址,以便让网络来认识这个设备。一个IP地址就是一个数字的标签,类似街道门牌号码,用一种“点+地址”的方式表述,每个十进制数字代表一串八个二进制数字——0和1。一个路由器如果要明白需要将哪个数据传输到哪个设备上,就必须用到IP地址。TCP/IP向路由器广播数据,用特定的IP地址来区分数据的接收者。路由器读到IP地址然后转发这个数据到这个地址的计算机上。

连接到今天的互联网上的每个服务器或设备都会被分配一个自己的IP地址。在未来的物联网世界里,每个单一的设备,不管多小,也必须要被分配IP地址。所以产生了由于需要联网的设备数量巨大,很容易超过可用的IP地址数量的问题——至少在当前的IPv4中。IPv4提供了大约43亿的唯一地址,其中的大部分已经被分配给了已有设备。

按照工信部在2010年的预估的5年间,我国IP需求量会增至345亿,包括移动互联网为10亿,物联网预计需求量为100亿,固定互联网为5亿(考虑IP地址33%的利用率)。而再要考虑到2025年,需求的增加将更将随着5G的部署和智能设备的普及而翻倍。尽快普及下一代互联网协议是一种解决方案,IPv6协议理论上扩充到了多达340个100万的11次幂的地址,远远超过所有可能的物联网设备所需要的地址。但是要预测5年后的全球IP地址数量还需要考虑诸多因素。

工程师在过去的十几年间,尝试通过各种办法为IPv4 协议续命延缓 IP 资源耗尽的时间。比如NAT 技术可以很大程度上缓解 IPv4 的地址短缺问题并且能够保护私有内部的网络,提供防火墙的功能;IPv4 与 IPv6 协议完全不兼容,我们需要引入双协议栈、隧道技术或者 NAT64 解决兼容性问题,而应用这些技术也需要额外的成本;通过对资源的细粒度管控,并回收不再使用的 IP 地址,延缓 IP 地址耗尽的时间等。

但是,发展IPv6成为全球公认的下一代互联网解决方案,全球你追我赶普及IPv6的竞争态势正在形成。IPV6是一个网络拓扑的革命。不需要二手中转,也不需要P2P打洞,两个物联网的设备之间就可以非常好地自由地通讯。每一个设备也不需要躲在网关后面,就可以升级到网络世界的一等公民。而且因为都是直接IP, Ipv6网络可以降低10~30%的网络延时。在可预见的未来 IPv4 协议也终将被 IPv6 替代。而在接下来的5年,IPv6发展趋势依旧,到2025年,IPv6将占据大部分市场,5G使得万物互联成为可能,预测结果将基于IPv6。

根据APNIC Labs提供的全球IPv6 用户数及IPv6用户普及率的数据(该机构的测量工具对中国数据的测量可能不准确),截至2020年6月,全球IPv6用户数排名前五位的国家/地区依次是印度(358亿)、美国(143亿)、中国(12亿)、巴西(5千万)、日本(4千万)。

在域名系统方面,根据Hurricane Electric提供的数据,截止2020年6月,在全球1511个顶级域中,有1489个支持IPv6,占总量的985%,在这1511个顶级域中,有1485个权威服务器支持IPv6,占顶级域总量的983%。另外,经测试全球共有至少15114074个拥有AAAA记录的域名,占总域名量的59%。在Alexa排名前100万的网站中,共有203197(203%)个网址在AAAA记录中提供IPv6地址。同时,全球共有5万1千多个网址可以通过IPv6起始的域名提供IPv6访问。

根据We Are Social的全球数字报告数据,近五年全球联网的网民数量以稳定速度增加,2015年全球网民为342亿人;2016年全球网民达到377亿人;2017年全球网民达到402亿人;2018年全球网民达到439亿人;2019年全球网民达到454亿人。网民占全世界的总人口数量从46%增长到59%。从增长的趋势上看,全球的网民的增长速度稳定且逐渐增加。

在近五年中,非洲和南亚地区网民的增长数量极为显著,而相比之下,发达国家呈现小的增幅。整体来看,互联网用户并不是均匀的分布在全球各地,在非洲和南亚的大部分地区仍然数量较少。所以虽然发达国家,比如美国,在网民数量上将要达到瓶颈峰值,但是在全球范围,增长的趋势在接下来的5年也将基本保持。随着社会制度的完善,越来越多的老年人使用互联网,也是网民数量增长的一方面,预计2025年网民数量将可能突破60亿。考虑私人联网以移动设备的社交等基本需求为主,以人均一个IP地址作为基数,就至少需要60亿IP地址。

自2008年“智慧地球”提出以来,物联网概念在全球范围内迅速被认可,并成为新一代信息技术的发展方向。如今,物联网连接数量实现爆发式增长,物联网的商业化应用已经占据了整个市场的半壁江山,在物流、交通、建筑、医疗等行业应用已得到发展,但在对智能化要求较高的领域如智慧交通、制造、能源等,仍处于分散的、小规模的状态。

从全球角度出发,物联网产业正处于建立和完善过程中,物联网行业应用仍处于初级阶段,但随着5G、AI、区块链技术的发展,行业将进入加速发展阶段。各国为了抢占新一轮物联网行业的发展先机,纷纷出台政策进行战略布局。美国的“SMART物联网法案、欧盟的十四点行动计划、日本的“i-Japan战略”、韩国的“u-Korea”策略规划、新加坡的“下一代I-Hub”计划等都将物联网作为当前发展的重要战略目标。据市场分析公司高德纳(Gartner)估计,2020年全球物联网设备数量达到260亿个,物联网市场规模达19万亿美元。

各大机构对全球物联网未来发展的预测如下表:

综合各大机构的预测数据,以全球各国物联网的增长速度,智能设备在2025年可突破750亿,万物互联要每一个智能设备可以拥有一个自己的IP地址,全球对于IP地址的需要也达750亿。

物联网发展技术壁垒可能导致智能设备在普及用户方面受到限制而影响智能设备对于IP地址的需求量。根据《2014-2019年中国物联网行业应用领域市场需求与投资预测分析报告》显示,物联网需要多行业、多学科知识和技术的协同配合,物联网企业特别是从事跨越多层产品生产和服务提供的企业,需具备较强的通信技术、信号处理技术、信息处理技术等专业研发能力,还需要拥有较强的底层协议、微 *** 作系统、与硬件紧密结合的嵌入式软件和信息处理应用平台软件开发能力。这样的要求在5年完成也是较大的挑战。

另一方面,NAT可以避免内部IP的频繁修改,可以当做防火墙,保护内部网络,在IPv6快速部署中也有存在的空间,这样对于大量的智能设备而言,可能不需要独立的IP地址。

基于IPv6的下一代互联网,正快速改变现有互联网的面貌与格局,在未来将成为支撑前沿技术和产业快速发展的基石,有力支撑起人工智能、物联网、移动互联网、工业互联网、5G等前沿技术的发展,催生出更多新业态、新应用、新场景,最终惠及到每一个网民。全球产业界已经为快速普及IPv6做好准备。通过之前各项因素的考虑,预计5年之后,全球IP地址的需求量在500亿左右,考虑到IP地址的利用率不是100%,全球IP地址的需求量超过650亿。

[[1]] 叶舟IPv4向IPv6过渡关键技术研究[D]江苏:扬州大学,2009 DOI:107666/dy1702450

导读新年伊始,在2020年受疫情影响的大环境下,物联网也迎来了更多充满戏剧性的挑战与变革,在疫情爆发后,各地采取的一系列措施及发生的这大大小小的的事件背后,多多少少都有物联网的身影,为此,在这里小编整理了相关报告后,和大家说说2020年物联网在全球的主要进展,分享给大家以供参考和借鉴!下面我们一起来看看物联网2020年回顾:十大重要进展。

Part I: Covid-19对IoT 2020的影响

受疫情影响,公众对物联网的兴趣下降了15%

人们通过Google搜索“物联网”话题的频率在2020年骤然下降。自2020年3月疫情大流行以来,这一下降比例达到15%;此后,“物联网”话题搜索量一直保持相对稳定并处于较低水平,也没有回升迹象。物联网显然不像其它话题那样在公众中扮演重要角色,例如:在同一时间范围内,公众对游戏的搜索兴趣猛增了约65%、对“在家工作”的兴趣增加了104%、对“失业救济金”的兴趣猛增了250%。在对3000多个财报电话的分析显示,在2020年第二季度,“IoT”一词的使用量呈类似下降趋势。但是,有关物联网,尤其是“工业物联网”的讨论在第三季度又重新开始。

尽管疫情大流行,但2020 IoT市场仍然强劲

尽管Covid-19疫情不断,并且
2020年全球GDP下降了5%,物联网市场在2020年仍在增长(无论是支出规模还是连接设备总数)。虽然有少量物联网项目因各种原因(如在封锁期间无法建立基础设施)而停止或推迟,但大多数物联网项目在2020仍在继续。

事实上,2020年是智能设备的一个拐点——活跃的物联网连接数量(例如:连接的汽车、智能家居设备、连接的工业设备)等,有史以来第一次超过了非物联网连接的数量(例如:智能手机、笔记本电脑和台式机)。目前全球有217亿活跃的连接设备,其中54%(117亿)是物联网设备连接。到2025年,预计将有超过300亿个物联网连接,即地球上几乎每人有4个物联网设备。

十余个物联网主题随疫情加速发展

物联网在应对疫情中起着至关重要的作用。一些以物联网为中心的用例在帮助世界应对疫情方面发挥了(并将继续发挥)重要作用。最值得注意的包括工作场所、医院和其它基于物联网的接触者追踪(例如:Concept
Reply的跟踪和定位系统),以及整个疫苗供应链中的产品跟踪和验证(例如:Controlant)。

对2021年的前景持谨慎乐观态度

进入2021年,物联网技术的整体情况,看起来很乐观。人们普遍认为,任何因Covid-19对业务的负面影响都将在2021年逐渐消失,新的“数字化转型浪潮”将推动物联网市场的发展。企业将加速发展的主题之一是“新技术支持的商业模式”,其中许多新的商业模式将由互联的物联网产品来实现。企业关注的另一个主要主题是“人工智能”。

Part II: IoT 2020十大进展

最大的物联网新势力:小米

2020年1月,来自中国的电子制造商小米宣布计划在未来5年内至少投资72亿美元用于5G和人工智能(AIoT)。新的推动包括对智能电视、无人机、电动滑板车、空气净化器、路由器、安全摄像头等一系列消费和企业物联网设备的重大投资。

物联网在对抗Covid-19中的最大贡献:挽救生命

在2020年初,物联网行业没有人能够预见到,IoT技术将在这一整年中为拯救生命而扮演重要角色。伦敦帝国理工学院于2020年6月进行的一项被广泛引用的研究估计,在第一波Covid-19大流行期间,社交距离仅在欧洲就挽救了300万条生命。虽然这些被挽救的生命大多可以归功于人们只是待在家里、戴上口罩和避免接触,但物联网技术无疑在一些情况下阻止了进一步的传播。

许多物联网厂商竞相推出社交距离工具(包括BoschIO的工作场所隔离和联系人追踪解决方案,Software AG和Dell的Smart Social
Distancing解决方案,或Concept Reply的追踪和定位系统等)。

位于德国莱比锡的Goebecke面包店只是使用这种解决方案的众多企业之一。该企业老板介绍,工作场所的音频提醒和对员工数据的分析能力,都使员工更加谨慎、意识更强,这些员工随后变换了各自之间的距离。

最近,用于Covid-19的物联网的重点已经转移到疫苗供应链监控上,以确保疫苗安全交付,不发生产品丢失、篡改或变质。例如,辉瑞公司(Pfizer/Biontech)选择了冰岛的初创公司Controlant来监控其Covid-19疫苗的配送。

加速最快的物联网垂直领域:医疗保健

多年来,由于行业的高度规范性以及缺乏对医疗数字化的支持和紧迫性,在医疗环境中实施物联网项目被证明是很麻烦的。

现在,越来越多的证据表明,Covid-19已经导致了医疗保健领域的数字化爆炸,特别是在医院。美国食品药品监督管理局(FDA)在2020年5月发布了多项临时政策,以在2020年支持数字化工具。德国在2020年10月首次允许医生开出针对特定疾病的数字健康应用(例如,一款有助于治愈焦虑症的应用)。

在大流行期间激增的应用之一是“远程医疗”,即医生通过视频会议治疗患者。医生报告说,远程医疗通常被视为只是迈向数字诊断的第一步,它依靠物联网设备从远处诊断病人。数家医院于2020年开始进行试验。2020年12月,一名伦敦外科医生在加利福尼亚用5G技术对香蕉进行远程手术的视频在网上疯传。

2020年最大的物联网融资:Samsara

Samsara又成功了。2020年5月,在第一次Covid-19大封锁期间,该公司又筹集了4亿美元,旨在进一步扩大其工业物联网业务。本轮融资对该公司的估值为54亿美元,较2019年投资时估值下降14%。首席执行官Sanjit
Biswas在宣布这轮融资时,还宣布裁员300人(占劳动力的18%),这是由于Covid-19对关键垂直运输系统的影响。

2020年值得注意的顶级投资(与物联网相关)包括:

最重要的技术标准化:5G Release 16

2020年7月,3GPP标准机构达到了一个重要的里程碑:发布版本16,这是5G技术的第二套规范,也是5G
IoT的关键一步。构成版本16的一套新规范包括对“超可靠、低延迟通信”(eURLLC)、定位功能以及对TSN(时间敏感网络)的支持等方面的重大改进,所有这些方面对于各种物联网用例的物联网连接都非常重要,尤其是对于高端应用,如工业物联网领域的应用。此外,版本16还可以在新的5G核心网上部署和管理NB-IoT和LTE-M技术,使5G网络可以通过这些技术管理大规模和低复杂性的物联网。当前,全球约有2亿个IoT连接使用NB-IoT
/ LTE-M的产品。预计,面向高端应用的5G物联网将在2022年及以后兴起。

最著名的新流行语:AIoT

多年来,人们一直认为,物联网的真正价值可以通过应用于物联网数据流的AI/ML算法来解锁。因此,事后看来,“AI + IoT=
AIoT”在2020年出现并成为一个新流行语也就不足为奇了。在2020年12月,Google对这个话题的搜索量大概比12个月前多了70%。有趣的是,这个词似乎起源于中国(而不是像“
IoT”一词起源于美国)。华为和小米以及台积电(TSMC)这几年一直在推崇人工智能物联网的概念,即人工智能和物联网的融合。

2020年,许多“非中国”公司在品牌推广工作中都使用了这个术语。美国工业软件提供商Aspen Technology于2020年8月宣布了其新的工业40
AIoT
Hub,瑞士网络安全公司Wisekey于2020年9月推出了以AIoT为中心的新数字战略。在2020年推崇这一术语的公司的其它例子包括总部位于新加坡的ASM
Pacific Technology和总部位于美国的分析软件提供商SAS。

最大的物联网相关收购:Nvidia-ARM

2020年9月13日,英伟达宣布有意收购ARM,这是迄今为止最大的半导体交易,估值400亿美元。除了是最大的半导体交易外,此次收购有望为AI&边缘物联网带来新的技术创新。英伟达收购的主要业务板块是ARM的处理器IP,其中也有重要的IoT成分,尤其是边缘计算。ARM的IoT产品&服务集团(ARM的Pelion
IoT平台、MbedOS、SoC解决方案/安全、KigenSIM解决方案)将不参与此次交易。如果这笔交易获得监管部门的批准,可能会出现这样一种情况:中国企业永远得不到ARM的技术。这可能会进一步造成美中贸易关系的不平衡,从而使美国在半导体知识产权市场占据主导地位。

2020年的重要收购(与物联网相关)包括:

最雄心勃勃的新物联网连接技术:Amazon Sidewalk

2020年11月,亚马逊通知Amazon Echo设备和Ring安全摄像头的客户,Amazon
Sidewalk将很快推送到他们的设备上。Sidewalk是一个雄心勃勃的项目,旨在创建一个邻里共享的网络,让宠物或资产追踪器等物联网设备,即使在家庭Wi-Fi网络中断或超出范围时也能连接到互联网。这是通过将不同的Wi-Fi网络连接成一个低带宽网络,供不同用户的物联网设备使用的技术。

2020年9月,LoRa低功耗标准幕后的芯片公司Semtech宣布已与亚马逊建立合作伙伴关系,以合作构建网络;几个月后的12月,据报道LoRa联盟正在洽谈,也将加入并支持Sidewalk,使用开放的LoRaWAN标准,该联盟及其500多家成员公司都支持该标准。

最重要的政府举措:美国物联网网络安全改进法

2020年12月,《物联网网络安全改进法案》终于签署成为美国法律。其中,该法律要求美国国家标准与技术研究所(NIST)定期(至少每5年一次)更新物联网安全标准和指南。专家们希望,该法律能够促使制造商在设计物联网设备时考虑到一些网络安全功能(例如:使用安全编码实践、提供足够的认证、定期给设备打补丁)。

最大的IoT 2020 IPO:C3ai

2020年12月9日,C3ai上市(在纽约证券交易所交易,股票代码为“AI”)。C3是一个真正的物联网成功案例。该公司由美国亿万富翁Tom
Siebel于2009年创立,他因创立Siebel Systems公司而闻名,2006年1月该公司出售给甲骨文。C3ai最初叫C3
Energy,主要专注于电网、电表和公用事业的数字化,该公司后来(2016年)品牌更新为C3IoT,并将其关注点扩大到能源之外,作为一个横向物联网平台。近年来,该公司强调通用分析和人工智能能力,这也是为什么该公司再次将品牌重塑为C3ai。今天的C3ai声称它可以从5700万个传感器读取数据,但Siebel明确表示,重点是AI(包括非IoT应用)。2020年12月上市至今,股价已较开盘价飙升超过40%,估值近140亿美元(截至2021年1月8日)。

以上就是小编今天给大家整理分享关于“年度盘点|物联网2020年回顾:十大重要进展”的相关内容希望对大家有所帮助。小编认为要想在大数据行业有所建树,需要考取部分含金量高的数据分析师证书,这样更有核心竞争力与竞争资本。

据Gartner统计,2017 年物联网设备数量将首次超过全球人口(75亿),达到 84 亿,比 2016 年的 64 亿增长 31%,其中,消费领域是物联网设备最大用户,2017 年物联网设备数量为 52 亿,占比为 63%;企业使用的物联网设备数量为 31 亿。
对于物联网数据的海量性与高增长性问题,如果直接去建设更多更大的数据中心,可以预见的是,会极大地增加管理成本,系统可靠性也会下降。而移动边缘计算作为一个十分靠近终端信息源的小型信息中心,将应用、处理和存储推向移动边界,使得海量数据可以正常处理,而不必完全去建设更多的数据中心。
此外,采用边缘计算还可以很好的解决网络环境的限制,在云计算因为没有网络而无法进行云端数据传输和计算时,边缘计算可以正常进行处理。对于物联网来说,边缘计算既保证了设备在断网突发情况下的正常运行,也避免了数据上传云端带来的泄露风险。
IDC预测,到2020年,全球将有超过500亿的终端与设备联网,超过40%的数据要在网络边缘侧进行分析、处理与存储。这意味着,从互联网向物联网过渡的时代转折中,边缘计算正处于爆发的前夜。


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