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IPV6就能解决物联网的地址问题吗?

在前段时间美国制裁中兴的时候,关于国产芯片与操作系统的讨论沸沸扬扬,现在此事已经基本尘埃落定,而很多机构与个人认识到了我们国家在这方面存在的短板,目前也在想方设法的追赶。

事情是过去了,但是之后对中国网络的质疑却此起彼伏,一些激烈的言论甚至认为“新四大发明”只是镜中水月。这其中,最具杀伤力的莫过于“美国能一键让中国互联网瘫痪”等等之类的言论,言辞触目惊心搞得人心惶惶,关键是还有一些专家学者为此站台。

这种观点,首先挖出了当今互联网的“终极奥义”,那就是根服务器。根服务器是干嘛的呢?我们访问网站,比如蓝队云是www.landui.com,这其实是域名,它对应的是IP地址比如103.47.83.90,而我们一般人不知道网站的具体地址的,我们访问域名是需要解析的。这个解析就相当于翻译,根服务器负责翻译工作,将域名指向IP再返回到请求访问的电脑上。

根服务器就存储了.com等很多域的解析,虽然根服务器没有每个域名的具体信息,但理论上访问每个域名浏览器都要把域名转化为对对应IP地址的请求,最后经过根服务器引导,访问该域名所在的服务器。也就是,我们每访问一个网站,信息都要在美国绕一圈。(现在已经有技术不必绕道美国了,因为一些缓存服务器已经有了相关域名指引的备份。)

虚拟网络虽然是虚拟的,但是它的建立是有其现实的物质基础的,那就是一台一台的服务器,服务器一挂,你的数据交换就歇菜了。比如说如果微信的服务器挂了,你给你的微信好友就发不了消息了,因为线上的通讯最终还是得依靠线下的机器完成。

根服务器全世界只有13台(这13台根域名服务器名字分别为“A”至“M”),1个为主根服务器在美国。其余12个均为辅根服务器,其中9个在美国,欧洲2个,分别位于英国和瑞典,亚洲1个位于日本。

看到这里是不是感觉有点凉凉,中国一个都没有。如此对比之下也不难理解为什么会有上面那样的言论出现。作为互联网的“命根子”,这个“命根子”却在别人手里,这个感觉确实不好受。

 

不过,我们说,30年河东30年河西,地球是不停旋转一刻不停歇的,时移世易斗转星移,上面的根服务器状态,已经是IPv4时代的事情了。

在2013年的时候,我国抓住IPv4向IPv6升级的历史机遇发起“雪球计划”,提出以IPv6为基础、面向新兴应用、自主可控的一整套根服务器解决方案和技术体系。

“雪人计划”于2016年在美国、日本、印度、俄罗斯、德国、法国等全球16个国家完成25台IPv6根服务器架设(总3台主根),其中1台主根和3台辅根部署在中国,打破了中国过去没有根服务器的困境。

中国以前一直没有自己的IPv4根服务器,这些服务器都掌握在美国手里,一个美国人可以有6个IP地址,而咱们中国却要26人共用一个IP地址。

刚刚提到IPv4地址总长度是32位,这意味着最多只有42.9亿个地址。随着互联网用户数量急剧增加,越来越多的设备连接到互联网,IPv4已耗尽全部数量的地址。而IPv6的长度达到了128位,总计增加了340万亿个IP地址,即使地球上每个人都有几十个联网设备,分配起来也绰绰有余。大家都在欢呼,在IPV6我们与老美站在同一条起跑线上,而且也找到物联网的未来之路。

 

但是,IPV6就能保证实现物联网的寻址问题吗?

IPV6只是解决了地址数量问题,但是如果物联网如果还是采用IP协议,要知道,TCP/IP协议是20世纪70年代形成的主机到主机的互联协议,在当时的网络通信方式,是为了可靠的通信形成的协议,本身有很多的技术缺陷,从根本上限制了物联网的优势的发挥。一般来说,目前物联网的三层架构包括感知层,网络层和应用层,传统的2G,3G,4G和Wi-Fi等方式并不适合物联网对网络的传输的要求,取而代之的是5G和LPWAN,采集设备和哑设备,以及大量的传感器,与平台的通信方式取代了原来的主机对主机的对等通信方式,采用的是非对等的通信方式,传统的组网方式将难以解决效率低的问题。

 

另外,IPV6虽然能为每个联网的设备分配一个唯一地址,而物联网的各种哑设备,包括各种电器,传感器,穿戴设备,控制器难以承载臃肿的IP协议栈,如果按照传统的IP协议,这要求设备本身需要一个处理器,内存和带宽资源,这大大提升了设备的造价成本,而且由于要求处理设备与设备之间的通信,无形之中提高设备的功耗,这对需要长时间在野外无电环境下工作的传感器和哑设备,无疑要大大提高电池的耗费,也大大提高了电源的成本,因此也带来运维成本的升高。

随着物联网的蓬勃发展,各种物联网的前端产品,包括各种湿敏元件,路灯,电器,各种穿戴设备,大家都用集中的授权的MAC地址,这将是大大限制了物联网的发展。对于物联网来说,业务模式是大部分的业务流需要实变特性分析,二非瞬间业务执行,因此在传感器到平台服务器的链路上的数据要远远超过其他设备之间的通信。因此在通信模式上,采用“发布/订阅”架构才能更好挖掘平台感兴趣的信息以及它们之间的关系,这或许才能更好的适应未来大规模物联网的需求。

在技术架构上,在感知层采用个体自治,采用新的P2P自组网方式,解决设备与边缘转发节点的通信,转发节点提供传统互联网的数据传输及网关功能,实现物联网协议到IP协议的转换,并是现在IPV6的网络传输。汇聚单元即物联网平台实现数据收集,和分析,作出控制反应,并且提供物联网的人机接口。

应该讲,物联网将有别现在互联网,需要采用新的设备通信模式和寻址模式,来解决物联网的通信效率和成本问题,从而推动物联网的发展。


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