浅析IPv6技术在下一代互联网中的应用

IPv6四大技术优势

IT管理员和普通用户都已熟知，目前世界上几乎没有IP地址了，或者说至少是几乎没有IPv4地址了。幸运的是，IPV6已经开发，将成倍地扩大可用的IP地址池，同时也提供一些其他方面的好处。

为了解决与目前使用的IP协议（IPv4）问题，增加新功能以改善未来的协议，互联网工程任务组（IETF）已经推出IPV6（互联网协议版本6）。让我们从几个方面看看，IPV6将如何来拯救和保护互联网。

1.更多的地址

IPv6使用128位地址而不是目前的32位地址，这样可用IP地址的数量会急剧增加。网络路由专家，早在80年代在世界上大多数人还没知道互联网之前，在互联网变得无处不在之前就意识到IPv4的局限性。

使用32位的IPv4只允许大约4.3亿个IP地址。而由于每个网络连接的设备——服务器、台式机、笔记本电脑、智能手机、平板电脑等等，都必须有一个IP地址，而且因为网络已经在像中国和印度等国家爆炸式增长，整个世界里可用的IPv4地址临近结束。

使用128位来编制独特的地址，IPv6的海量IP地址远远超过今天的互联网和网络连接设备的疯狂需求。而不会像IPv4的43亿地址极限，IPv6有足够的地址，给地球上的每一个人都会分配到数十亿。

2.向后兼容

IPv6可以向后兼容IPv4，所以不同的网络或硬件制造商可以在不同的时间升级而不会破坏互联网上的当前流量数据。鉴于整个世界对互联网上的新闻、商业、公共安全、国家安全都十分依赖互联网，IPv6的这一特性尤显重要。

最后，所有的IPv4的设备将被消耗替换，IPv6将是唯一使用的地址协议。但是，这可能需要数十年，因此在可预见的未来，向后兼容性将是至关重要的。

3.更好的安全性

IPv6设计理念包含加密和认证。IPSec是IPv4的一个可选的安全组成部分，但在IPv6是强制性的。使用IPSec，每个独立数据包都进行加密和认证，使许多对现在这样的互联网的恶意攻击变得不大可能，或者说更加困难。

4.更好的性能

IP数据包的和头，以及IPv6路由器处理数据包的方式已经改变，以提高性能，从而减少丢失或遗漏的数据包，连接更加可靠有效。随着越来越多的的人和设备共享互联网，VoIP(IP语音)和视频流的需求增长，性能将比以往任何时候都更重要。

IPv6在下一代互联网中的应用

以IPv6为技术基础的下一代互联网不但可以支持现有IPv4网络上所提供的所有业务，还能充分支持丰富多样、个性化、无处不在的各种创新业务。

1.P2P业务

现今网络上，大部分应用采用的是"客户端/服务器"的模式，只能在一个区域和一定的范围内进行，而且由于地址有限，需要采用NAT等地址转换技术，地址经常变动。IPv6有了足够多的地址，可以长期拥有一个IP地址，实现了网络上所有设备的点对点(P2P)通信，IPv6网络上的游戏真正实现了P2P世界。而且IPv6的综合业务平台可以提供对安全、隐私和计费的保障，将会极大增强在线游戏的P2P特性，为用户带来实时互动沟通的真实体验，同时通过先进的技术、安全的保障为经营者创造价值并确保经营的可靠性和稳定性。

IPv6拥有无穷尽的海量地址，除了有助于促进P2P业务模式的发展，更利于实现对称的实时的端到端的业务。这种模式伴随Web2.0，网格等新型应用可能给互联网带来全新体验。

2.家庭业务

IPv6具备海量地址，允许海量终端接入，业务也可以实现永远在线，这就有利于开展家庭网络、网络家电、数字家庭、智能家居等业务。

互联网在全球普及之后"家庭网络"的概念开始出现，但是IPv4地址的稀缺，导致无法为所有信息家电分配惟一的IPv4地址，只能利用诸如NAT、私有地址空间等技术来绕过这一限制，但复杂的设置和管理将严重阻碍用户对于新技术的接受程度。

网络家电是IPv6下一代网络的重要应用之一。所谓网络家电，指通过个人电脑、PDA等信息设备可对连接在家庭网络中的空调、电饭煲、微波炉、冰箱、电视、音响和照明设备等家用电器进行远距离遥控。为了推行网络家电标准，众多家电厂商正在开发面向IPv6的多种网络家电产品，并进行多项网络家电的IPv6实证实验。

数字家庭是指以计算机技术和网络技术为基础，各种家电通过不同的互连方式进行通信及数据交换,实现家用电器之间的"互联互通"，使人们足不出户就可以更加方便快捷地获取信息，从而极大提高人类居住的舒适性和娱乐性。交互式网络电视(IPTV)、有线数字电视、机顶盒、电脑娱乐中心、网络电话、网络家电、信息家电以及智能家居等，都是数字家庭的体现。

3.物联网

物联网要通过射频识别（RFID）、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，把任何物品与互联网连接起来，进行信息交换和通讯。

RFID(射频识别)是一种非接触式的自动识别技术，它通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据，识别工作无须人工干预，作为条形码的无线版本，RFID技术具有条形码所不具备的防水、防磁、耐高温、使用寿命长、读取距离大、标签上数据可以加密、存储数据容量更大、存储信息更改自如等优点，其应用将给零售、物流等产业带来革命性变化。

IPv6"三步走"适配物联网

作为下一代网络协议，IPv6凭借着丰富的地址资源以及支持动态路由机制等优势，能够满足物联网对通信网络在地址、网络自组织以及扩展性等诸多方面的要求。然而，在物联网中应用IPv6，并不能简单地"拿来就用"，而是需要进行一次适配。

IPv6不能够直接应用到传感器设备中，而是需要对IPv6协议栈和路由机制进行相应的精简，以满足对网络低功耗、低存储容量和低传送速率的要求。由于IPv6协议栈过于庞大复杂，并不匹配物联网中互联对象，尤其是智能小物体的特点，因此虽然IPv6可为每一个传感器分配一个独立的IP地址，但传感器网需要和外网之间进行一次转换，起到IP地址压缩和简化翻译的功能。

目前，相关标准化组织已开始积极推动精简IPv6协议栈的工作。例如，IETF已成立了6LowPAN和RoLL两个工作组进行相关技术标准的研究工作。相比较传统方式，能支持更大的节点组网，但对传感器节点功耗、存储、处理器能力要求更高，因而成本要更高。另外，目前基于IEEE802.15.4的网络射频芯片还有待进一步的开发来支持精简IPv6协议栈。

总体上，物联网应用IPv6可按照"三步走"策略来实施。首先，承载网支持IPv6；其次，智能终端、网关逐步应用IPv6；最后，智能小物体（传感器节点）逐步应用IPv6。

来源：数智网