IPv6与物联网发展的相互促进

王华

摘 要：该文介绍了物联网的概念和体系结构，以及IPv6技术的概念和特点。指出一方面由于IPv4技术设计上的缺陷，导致其无法有效的支持物联网应用能力，所以物联网的发展需要IPv6技术的大力支持；另一方面，作为下一代互联网通信协议的IPv6，由于一些新技术的出现以及硬件软件的成本问题，在中国的发展始终“雷声大，雨点小”，物联网的迅猛发展也为其全面代替IPv4提供了最好的契机。

关键词：物联网 IPv6 移动性 网络质量 安全

中图分类号：TP391.44 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2012）12（a）-0-02

1 物联网概述

1.1 物联网的概念

美国麻省理工学院Auto-ID中心在1999年首先定义了“物联网”的概念：把所有的物品通过射频识别（RFID）和条码等信息传感设备与互联网连接起来，实现智能化识别和管理功能的网络。通俗的讲，也就是“物物相连的互联网”，实质上等于 RFID技术和互联网的结合应用。

2009年8月，温家宝总理在无锡考察物联网的发展情况时说，“从信息处理到信息传播，再到信息传递，信息发展越来越进入物质领域。”在2010年我国的政府工作报告所附的注释中，对物联网有如下的说明：是指通过信息传感设备，按照约定的协议，把任何物品与互联网连接起来，进行信息交换和通讯，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种

网络。

1.2 物联网目前的困境

物联网实质上还是互联网，它不过是互联网的延伸和发展，它把客户端延伸到了世界上的任何一个物体和物体之间的通信。可以想象，物联网所联系的对象数量之大事现有的互联网的节点数量无法比拟的，这么多的物体之间要进行有效的通信，这表明必须要有一个合适的平台为其提供服务。

目前所主要采用的网络协议是IPv4，由于设计时的局限性，IPv4有着一些无法克服的先天性问题，无法有效的支持物联网的应用，但是IPv6却有效的解决了IPv4所解决不好的一些问题，可以为物联网提供有效的支持。

2 IPv6的现状

2011年2月3日ICANN（互联网名称与数字地址分配机构） 宣布：全球最后一批IPv4地址分配完毕。我国电信运营商所剩的IPv4地址最多只够支持到年底，我国的 IPv4地址资源将在2011年内耗尽。这标志着全球和我国互联网向IPv6过渡已经开始进入了实施阶段。

我国在20世纪90年代末就开始了新一代互联网的研究，并且在2003年启动了中国新一代互联网示范工程CNGI的建设，经过几年努力，已经建成目前世界上最大的 IPv6骨干网络。

但是，中国目前的IPv6发展却并不是想一开始所想象的那样繁荣，目前IPv6的网络应用还非常少，除了进行科学研究的，真正使用IPv6的人很少。3G通信技术的推出虽然宣传力度很大，但市场反应却平平，实际使用的人数比例很小。

这主要由于以下三个问题导致了这种现象的发生。

（1）从技术角度而言，IPv6协议有着一些明显的缺陷。IPv6协议是十几年前就设计好了，到了现在很多当时没有发现的问题都暴露了出来，特别是安全问题。十几年前的互联网，安全问题尚未大规模爆发，所以设计IPv6的时候并没有特别考虑安全问题。虽然相比较IPv4协议，IPv6协议在安全问题上已经有了长足的进步，但这还不足于应对现在在互联网上出现的一些安全问题。所以导致现在在使用IPv6协议的时候需要特别注意解决一些相关的网络安全问题。

（2）目前，在整个互联网产业中，由于过分追求经济利益，跟风现象很严重，整个市场显得很浮躁，缺乏主动开发的意识，所以基本没有专门适应IPV6的应用的开发，没有足够的软件的支持，如何吸引人们投入IPv6的怀抱呢？而IPv6的一个重大的应用就是移动互联领域的3G，在刚推出时确实吸引了很多潮人的眼球，但是由于在后继的使用中始终没有体现出足够吸引人的特色，以及费用比较昂贵的问题，这个市场在推广过程中遇到了很多困难，始终没有出现爆发性的成长。

（3）虽然IPv4问题很多，但是这几年出现了很多新的技术，有效地缓解了IPv4在应用总的一些问题，加上IPv4要平滑的过渡到IPv6是一个非常复杂的问题，在软硬件设备上的投入很大，所以在IPv4还能用的条件下，转向IPv6的动力就不足了。

3 IPv6对物联网发展的优势

（1）巨大的地址空间，物联网由于丰富的应用和庞大的节点规模，所有设备的通信都需分配到一个唯一编号，即IP地址。IPv4地址总数为2的32次方，即大约43亿，已经在2011年2月3日正式宣告

枯竭。

IPv6的地址总数为2的128次方，而地球表面积=5.11×108 km2平方公里，IPv6可以为地球上每平方毫米提供6.70×1017个IPv6地址，完全可以满足物联网的需求。

（2）解决了IPv4移动性不足的问题，IPv4协议在设计之初并没有充分考虑节点移动性带来的路由问题.。当一个节点离开了它原有的网络，移动到目的子网后，网络路由器的路由表中并没有该节点的路由信息，会导致外部节点无法找到移动后的节点。而物联网本身的特点就决定了它需要每个节点都能够不受限制的进行移动，IPv4很明显无法解决这个问题。为了解决IPv4支持移动性的问题，IETF于1996年制订了支持移动互联网的协议，称为移动 IP，该协议有两种版本：移动IPv4和移动 IPv6。

这样虽然看起来IPv4也可以解决移动性不足的问题了，但这两者之间有着本质的区别：移动IPv4的数据流必须通过代理转发，而移动IPv6的数据流则可以直接发送到移动节点上，很明显移动IPv6更适合物联网对节点移动性的

需求。

（3）提高物联网的网络服务质量（QoS），因为物联网中存在着大量的节点，通信的流量也很不稳定，有着时强时弱的特点。与IPv4相比，由于IPv6的流标签有20 bit，足够标记大量节点的数

据流。

当然IPv6的网络服务质量也不是完美的，存在着流标签易于伪造，从而引起一些安全问题。所以，在IPv6的应用中需要使用加密机制，避免出现服务被盗用的现象。

（4）提高了网络的安全性，和IPv4相比，IPv6的安全性有了很大的提高。特别是对于节点到节点的安全。由于IPv6有足够的地址空间，所以它限制了NAT的使用，在数据包传输过程中，使用了IPSee封装，这样就实现了对数据包的透明传输，加上节点的验证和数据的加密保护，是的数据可以安全的在网络中传输，这是IPv4做不到的。

4 结语

从长远来看，由于我国目前已经有了世界上最大的纯IPv6网络，而现在世界上比较成熟的网络协议中，IPv6是最适合物联网发展需求的，所以我国应该积极推动IPv6技术的完善，使之能够早日成为物联网应用的基础网络技术。这样可以在物联网的发展中，抢先建立技术优势。

IPv6可以为物联网的大规模应用提供强大的助推力，反过来，随着物联网的大规模应用也可以使得

IPv6产业在中国尽快的发展壮大，为下一代互联网大规模部署IPv6技术奠定基础。

参考文献

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