物联网与IPV6技术融合趋势探讨

1、    物联网与ipv6技术融合趋势探讨    汪先明摘要：本文仔细剖析了ipv6所具有的技术特点和物联网时代的应用前景。对于它们的融合，本文透彻地分析了地址融合的可能性，移动管理上的可行性，服务质量方面的良好互补性，通信安全上的保证性。最后指出，虽然融合有一些未解决问题，但是未来融合成为必然关键词：物联网；ipv6；融合；趋势：tp393 ：a ：1009-3044（2016）20-0051-01信息化技术的高速发展， 使人们越过了互联网时代进入物联网通信时代。由传感到泛再到如今的物联网， 其涉及所有的物体并使物具有智能， 获得与人相似的虚拟个性并在网

2、络中任何一处实时沟通交流。而ipv6技术也是早已成熟的技术规范，出于更新的代价大而没有大规模流行。但是，ipv6技术和物联网应用具有很多优势，它们携手信息时代势在必行。1）物联网技术物联网在国际上又叫传感网，这是计算机、互联网与移动通信网之后的一次信息产业浪潮。世界上的万事万物，只要嵌入一个微型感应芯片，就变得智能化。再借助无线网络技术，人们就可以和这个物体“对话”，物体和物体之间也能“对话”，这就是物联网。物联网是新一代的信息技术的重要部分，核心和基础依然是互联网的基础设施，只是在进行了延伸和扩展。它是一种把任何物品与互联网连接，进行信息交换，以实现对物品的智能化识别、跟踪定位、监管的一种网

3、络。在物联网体系架构中，网络层可以使用现有的ip网络体系，用ipv6来承载它的应用1。2）ipv6技术20世纪90年代，人们已经开始认识到ipv4的局限性，并着手下一代互联网的研究。ietf在1994年提出了ipv6。目前，美国、欧洲、亚洲的高校和科研院所都纷纷加入ipv6的研究部署应用中【2】。ipv6具有ipv4不可比拟的优势：ipv6地址空间增大4倍；灵活的ip报文头使用了一系列固定格式的扩展头部取代了ipv4中可变长度的选项字段；ipv6中选项部分也有所变化，加快了报文处理速度；ipv6简化了报文头部，只有8个字段，加快了报文转发，提高了吞吐量；提高安全性，增强了身份认证和隐私控制；支

4、持更多类型的服务；允许协议继续演变，使之适应未来技术的发展。3，41 融合分析物联网的规模应用必须解决海量网络节点的寻址问题，也及号码资源不足的问题。目前物联网主要采用的e.164电话号码寻址方式和ipv4寻址方式。但是e.164编址体系本身的空间地址小，无法满足节点的地址需求.而ipv4地址尚且不能满足互联网和移动互联网的地址需求，对于发展中的物联网，特别是对具有数量众多的感知节点的应用，这个问题更为明.而ipv6采用128位地址长度，几乎可以不受限制地提供地址，能够满足未来物联网中联网的万亿级需求。ipv6的地址自动配置功能使得终端能更加便捷地接入物联网.物联网应用相对传统的互联网应用，对

5、即插即用地总配置和地址重新编号的需求变得更加重要. ipv6的内置地址自动配置、邻居发现、路由通告、地址解析等功能是大量ipv6终端不用任何手动配置就可以轻松发现网络，并获得全球唯一的ipv6地址。这使得物联网设备不再依赖dhcp等有状态的地址分配方式配置地址，实现了即插即用。ipv6的移动管理机制能够更好地满足物联网应用的移动行需求。ipv4协议在设计之初并没有考虑到节点移动性带来的路由问题，移动ip机制又引入了三角路由问题。对于少量节点的移动，该问题引起的资源损耗较小。而对于大量节点的移动，特别是大量的节点群移动和层移动，会导致网络资源被迅速耗尽，使网络处于瘫痪的状态。而ipv6协议在制定

6、的时候就已经考虑了移动性问题，能够满足物联网应用对于地址的移动性要求。ipv6协议的路由通告、自动配置、地址解析、邻居发现等功能，可更好地支持物联网中移动节点的接入需求；而ipv6的路由包头、动态家乡代理地址发现机制、黑洞检测等特性则简化了移动ip的网络结构，避免了移动ipv4的三角路由现象，并使得节点的移动对应用程序是透明的。ipv6的qos机制有助于实现物联网应用中更加灵活的qos保障。目前ipv4网络服务质量的划分是从流的类型出发，使用diffser实现端到端服务质量保证。例如视频业务由于有低丢包率、低延时、不抖动的要求，就给它分配较高的服务质量等级。这种qos的实现粒度无法满足繁多的应

7、用类型对实时性、优先级等服务质量的不同要求。而ipv6的qos是基于ipv6的流标签，能够实现动态地提供应用的服务质量等级，做到对服务质量的精细化控制。ipv6为物联网应用提供更加安全和可靠的通讯。由于物联网节点局限于成本约束，很多都是基于简单硬件进行计算，不可能处理复杂的应用层加密算法；同时单节点的可靠性也不能做得很高，其可靠性主要还是依靠多节点冗余来保证。因此依靠传统的应用层加密技术和网络层冗余技术很难满足物联网的需求。而ipv6将ipsec协议嵌入到基础的协议栈中，为多种通信安全需求和隐私保障提供了条件。同时， ipv6的分段设计将用户信息与网络信息分离，使得用户在网络中的实时定位变得容

8、易，保证了在网络中可以对黑客行为进行实时的监控，提升了网络监控能力。另外，ipv6的任意播地址机制也能很好地实现节点的冗余配置。2 结束语ipv6具有许多适合物联网、大规模的应用特性，但是目前也存在一些技术问题需要解决，例如，无状态的地址分配中的安全性问题、移动ipv6中的绑定缓冲安全问题、流标签的防护问题等。虽然ipv6还有这样那样的技术细节需要完善，但从整体来看，使用ipv6不仅能够满足物联网的地址需求，还可以满足物联网对节点移动性、节点冗余性、基于流的服务质量保障的需求，很有希望成为物联网应用的网络技术5。可以预见在未来网联网发达的时代，基于ipv6的网络层协议族将成为物联网的主要协议层。参考文献：1 杨国良. ipv6技术、部署与业务应用m. 北京： 人民邮电出版社， 2011.2 regis desmeules. 王玲