全IP融合及IPv6/IPv9的应用与发展

IP规定了计算机在因特网上进行通信时应当遵守的规则，计算机系统只要遵守IP就可以与因特网互联互通，正因为有了IP，因特网才得以迅速发展成为世界上最大的、开放的计算机通信网络。网络大融合已成为当今世界电信发展的一大主题，无论是固定网还是移动网，核心网还是接入网都在朝这个大方向发展，而IP技术是其中采用的首选技术。全IP网络是一种非常有前景的物联网接入方案，通过全IP无缝集成物联网和其他各种接入方式，诸如宽带、移动因特网和现有的无线系统，将其都集成到IP层中，从而通过一种网络基础设施提供所有通信服务，这样将带来诸多好处，如节省网络成本，增强网络的可扩展性和灵活性，提高网络运作效率，创造新的收入机会等。

目前，全IP过渡问题的研究正在进行之中，通信设备制造商、运营商都卷入到了这股热潮之中，它已成为下一阶段通信技术发展的主要研究方向之一。全IP网络架构的物联网集智能传感网、智能控制网、智能安全网的特性于一体，真正做到将识别、定位、跟踪、监控、管理等智能化融合，从而也更易于将所有需实现远程互操作的人和物直接连到现有网络诸如国际互联网上，从而从中找到商业模式，引发新的经济生长点。

随着全球经济和信息化浪潮的持续发展，下一步，世界上所有的人，以及万物都可能融入到这个网络化的世界中，形成更为广阔的数字化海洋。可以预见的是，未来网络化的技术如果仍然是IP，那么下一代网络所容纳的巨大节点数量，将远远超越现有IPv4地址空间容量，因此，这个网络化的世界的引擎将要升级到下一代互联网技术——以IPv6地址为基础标识的IP网络技术。在IPv6巨大容量的包容下，世界上人人都可拥有全球唯一的地址，实现更为公平的普遍通信服务，使得家庭、城市以及地球上的万物将可以逐步数字化和IP化，融入到这个新的网络中来，城市以及人类生活变得高度智能化。

与之相应，物联网作为“物物相连的互联网”，真要把物和物连接起来，除了需要这样那样的传感器，首先要给它们每个都贴上一个标签，也就是每个物品都有个自己的IP地址，这样用户才可以通过网络访问物体。但是目前的IPv4受制于资源空间耗竭，已经无法提供更多的IP地址，而IPv6可以让人们拥有几乎无限大的地址空间，这使得全世界的人使用的手机、家电、汽车甚至鞋子等上网都成为可能，这样就能构筑一个人人有IP、物物都联网的物联网世界。因此，IPv6技术是物联网底层技术条件的基础，没有IPv6物联网就无从谈起。

对于物联网而言，无论是远程通信，还是近距离通信，为了满足IP地址需求量的空前提升，都必须尽快过渡到IPv6。物联网的远程通信需求，将推动现有移动或者固定网络向IPv6的商用化演进。物联网应用，主要以公众无线网络为载体，大多使用2G、3G网络来实现远程通信，同时也有部分应用采用了固定光纤接入方式，根据不同的应用场景选择不同的接入方式。而现有的2G、3G网络，分组域核心网设备GGSN/PDSN均需要尽快升级支持给终端分配IPv6地址，同时分组域核心网设备与骨干承载网络之间需要尽快实现IPv6组网和路由。对于固定接入方式而言，接入路由器和骨干及城域承载网络也需要尽快完成向IPv6的升级，以满足快速业务接入的要求。

在近距离通信领域，主流技术也开始支持IPv6。常用的近距离无线通信技术有IEEE802.11b、IEEE 802.15.4（ZigBee）、Bluetooth、UWB、RFID、IrDA等。其中，ZigBee作为一种近距离、低复杂度、低功耗、低数据传输速率、低成本的双向无线通信技术，完整的协议栈只有32KB，可以嵌入各种设备中，同时支持地理定位功能，因而成为构建近距离无线传感网的主流技术。当前，ZigBee已在其智能电网的最新标准规范中加入了对IPv6协议的支持。

精简IPv6适配于物联网是当前面临的主要问题，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IEEE 802.15.4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。目前，一些网络设备商的产品，包括骨干和接入路由器、移动网络分组域设备等，已经可以完全满足第一和第二阶段商用部署的要求，同时他们在积极跟踪第三阶段智能小物体应用IPv6的要求，包括技术标准和商用产品两大领域。我们有理由相信，在IPv6的积极适配与广泛应用下，物联网产业有望实现真正的大繁荣。

IPv6协议的引入使得大量、多样化的终端更容易接入IP网，并在安全性和终端移动性方面都有了很大的增强。基于IPv6的物联网，可以在IP层上对数据包进行高强度的安全处理，使用AH报头、ESP报头来保护IP通信安全，其安全机制更加完善；同时，终端移动性也更有利于监测物品的实时位置。从而，IPv6将促进物联网向着更便捷、更安全的方向发展，IPv6技术使大量、多样化的终端更容易接入IP网，并在安全性和终端移动性方面都有了很大的增强，其应用必将促进物联网向着更便捷、更安全的方向发展。(www.xing528.com)

IPv6虽然号称“能给世界上的每粒沙子分配地址”，但地址资源掌握在他国手中，我国实际能分得的地址数量尚未可知。事实上，IPv4虽然可以为网络分配约42亿个IP地址，但美国占据了地址总量的74%，而我国分到使用权的地址数不到美国公开地址的10%。

目前尚有另一种IP演进策略即IPv9，IPv9协议是指0～9阿拉伯数字网络作虚拟IP地址，并将十进制作为文本的表示方法，即一种便于找到网上用户的使用方法；为提高效率和方便终端用户，其中有一部分地址可直接作域名使用；同时，由于采用了将原有计算机网、有线广播电视网和电信网的业务进行分类编码，因此，又称“新一代安全可靠信息综合网协议”。IPv4和IPv6都采用十六进制技术，而IPv9采用十进制技术，能分配的地址量是IPv6的8倍。IPv9协议的主要特点：

1）采用了定长不定位的方法，可以减少网络开销，就像电话一样可以不定长使用。

2）采用特定的加密机制。加密算法控制权掌握在我国手中，因此网络特别安全。

3）采用了绝对码类和长流码的TCP/ID/IP，解决声音和图像在分组交换电路传输的矛盾。

4）可以直接将IP地址当成域名使用，特别适合E164，用于手机和家庭上网。

5）有紧急类别可以解决在战争和国家紧急情况下的线路畅通。

6）由于实现点对点线路，因此对用户的隐私权加强了。

7）特别适合无线网络传输。

虽然IPv9设计一种具有全新报头结构的互联网通信协议，但当前问题在于这种全新协议不能与现有网络兼容，IPv9迟迟不能大量部署，耗资巨大，很大一部分原因也在于此。