物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代視頻監控網(wǎng)絡(luò )與IPv6之間的愛(ài)恨情愁

　　在物聯(lián)網(wǎng)的三大層次中，感知層作為物聯(lián)網(wǎng)識別物體、采集信息的來(lái)源，成為物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵。據相關(guān)數據顯示，攝像機采集的數據信息占據全世界物聯(lián)網(wǎng)數據的約一半以上的存儲量。傳統視頻監控技術(shù)在智慧城市、公共安全等各行業(yè)已獲得廣泛的應用，而目前網(wǎng)絡(luò )視頻監控技術(shù)正在升級為“以視頻為核心的物聯(lián)信息服務(wù)”，即“視頻+”，“視頻+多維感知”和“視頻+多維應用”， 視頻監控網(wǎng)絡(luò )已成為目前應用最廣泛、技術(shù)最成熟的物聯(lián)網(wǎng)。

　　在物聯(lián)網(wǎng)感知層采用IP技術(shù)，要實(shí)現“一物一地址，萬(wàn)物皆在線(xiàn)”，將需要大量的IP地址資源，就目前可用的IPv4地址資源來(lái)看，遠遠無(wú)法滿(mǎn)足感知智能終端的聯(lián)網(wǎng)需求，特別是在視頻監控、智能家電、汽車(chē)通信等應用的大規模普及之后，IP地址的需求會(huì )迅速增長(cháng)，目前IPv4地址可以說(shuō)是基本消耗殆盡了。

　　一、“愛(ài)悠悠”：取代IPv4且看更優(yōu)秀的IPv6

　　1、“洋量”的網(wǎng)絡(luò )地址：目前分配給物聯(lián)網(wǎng)設備的網(wǎng)絡(luò )地址一般為IPv4地址，其地址是由 4組 8位二進(jìn)制數字排列組合而成，總共有2的32次方個(gè)地址可用，合計4，294，967，296個(gè)。雖然IPv4提供了“海量”地址，但隨著(zhù)物聯(lián)網(wǎng)的高速增長(cháng)，目前全球已有上百億個(gè)物聯(lián)網(wǎng)設備，卻只有40多億個(gè)網(wǎng)絡(luò )地址。IPv6可以提供“洋量”的網(wǎng)絡(luò )地址，數量遠遠大于IPv4，總共有2的128次方個(gè)地址可以使用，也就是說(shuō)有340282366920938463463374607431768211456個(gè)IPv6地址可以使用。如果把每一個(gè)物聯(lián)網(wǎng)設備比喻成一粒沙子，就算給鋪滿(mǎn)地球表面的每一粒沙子都分配一個(gè)網(wǎng)絡(luò )地址，IPv6提供的網(wǎng)絡(luò )地址數量仍然是夠用的。雖然物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代視頻監控網(wǎng)絡(luò )地址需求量巨大，但無(wú)需擔心IPv6網(wǎng)絡(luò )地址數量問(wèn)題。

　　2、更小的路由器表：IPv6的地址分配一開(kāi)始就遵循“聚類(lèi)”(Aggregation)的原則，這使得路由器能在路由表中用一條記錄表示一片子網(wǎng)，大大減小了路由器中路由表的長(cháng)度，提高了路由器轉發(fā)數據包的速度，也就使得通過(guò)IPv6連接并獲取內容的速度要比IPv4更快，這在物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代對實(shí)時(shí)性要求很高的視頻監控網(wǎng)絡(luò )來(lái)說(shuō)非常的重要。IPv6技術(shù)不僅僅可以提高視頻監控網(wǎng)絡(luò )基礎設施性能和質(zhì)量，還可以更好地完善視頻監控網(wǎng)絡(luò )整體系統的建設。

　　3、IP層的安全：傳統的網(wǎng)絡(luò )安全機制只建立在應用層程序級，如E-mail加密、SNMPv2網(wǎng)絡(luò )管理安全、接入安全(HTTP和SSL)等，沒(méi)有辦法能夠從IP層來(lái)保證互聯(lián)網(wǎng)以及物聯(lián)網(wǎng)的安全。而IPv6可以實(shí)現IP層的安全，用戶(hù)能夠對網(wǎng)絡(luò )層的數據進(jìn)行加密并且對IP報文進(jìn)行校驗，保證了分組的完整性與保密性。IPSec是過(guò)去為了解決IPv4的安全性問(wèn)題所產(chǎn)生的IP地址安全協(xié)議，IPv6將IPSec納入其架構中，讓IPSec直接可以鑲嵌在IPv6的封包中，這一特性可以加強物聯(lián)網(wǎng)視頻監控網(wǎng)絡(luò )相關(guān)設備和數據的安全性，讓用戶(hù)信息的安全保障得以升級，有效地防止視頻監控數據被非法竊取。

　　4、增加了增強的組播支持以及對流的控制：IPv6組播技術(shù)(Multicast)可避免網(wǎng)絡(luò )資源浪費，減小網(wǎng)絡(luò )擁塞和廣播風(fēng)暴等問(wèn)題，能有效利用帶寬，提高數據傳輸效率，尤其適合視頻監控網(wǎng)絡(luò )中音視頻流等大數據量數據的傳輸。同時(shí)IPv6新增字段--流標記(Flow Control)，標記需要IPv6路由器特殊處理的數據流，該字段用于某些對連接的服務(wù)質(zhì)量有特殊要求的通信，例如音頻或視頻等實(shí)時(shí)數據傳輸。這二項功能使物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的視頻監控網(wǎng)絡(luò )的應用有了長(cháng)足發(fā)展的機會(huì )，為服務(wù)質(zhì)量QoS(Quality of Service)控制提供了良好的網(wǎng)絡(luò )基礎和平臺，更加適合于視頻流的轉發(fā)與控制。

　　5、優(yōu)秀的自動(dòng)化配置管理方案：當連接到IPv6網(wǎng)絡(luò )時(shí)，IPv6主機可以使用鄰居發(fā)現協(xié)議對自身進(jìn)行自動(dòng)配置，當第一次連接到網(wǎng)絡(luò )上時(shí)，主機將會(huì )發(fā)送一個(gè)鏈路本地路由器請求來(lái)獲取配置參數，同時(shí)路由器使用包含Internet層配置參數的路由器宣告報文進(jìn)行回應，這是對DHCPv4協(xié)議的改進(jìn)和擴展，并且在不適合使用IPv6無(wú)狀態(tài)自動(dòng)配置的場(chǎng)景下，網(wǎng)絡(luò )可以使用DHCPv6有狀態(tài)配置或者使用靜態(tài)設置方法手動(dòng)配置。IPv6還具備方便尋址及支持即插即用等特性，能更好地支持物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)，特別是其移動(dòng)特性對視頻監控網(wǎng)絡(luò )的支持。

　　6、多宿主特性支撐5G應用：典型的IPv6設備可以有多個(gè)地址，并且一個(gè)終端可以同時(shí)建立多個(gè)宿主(Multi Homing)的功能，為移動(dòng)邊緣計算提供基于源地址的分流應用。實(shí)現移動(dòng)邊緣計算的切片和隔離都是通過(guò)多條鏈路進(jìn)行的，由于多宿主特性，所以在切換的時(shí)候可以先建后斷，降低了數據丟包影響，減少了切換時(shí)間，改進(jìn)了用戶(hù)的體驗，這在即將到來(lái)的5G時(shí)代，IPv6將在視頻監控網(wǎng)絡(luò )上將會(huì )有更廣闊的應用。

　　7、為新增根服務(wù)器提供了機會(huì )：IPv4時(shí)代全球只有13臺根域名服務(wù)器，1個(gè)主根服務(wù)器在美國，12個(gè)輔根服務(wù)器中9個(gè)在美國，2個(gè)在歐洲，1個(gè)位于日本，中國作為全球互聯(lián)網(wǎng)用戶(hù)數最多的國家，沒(méi)有自主可控的根服務(wù)器。在IPv6的DNS體系中，數據幀結構可以安排25個(gè)IPv6根服務(wù)器，純IPv6根服務(wù)器取得根區文件后，同樣可以解析IPv4，為新增根服務(wù)器提供了機會(huì )。在與現有IPv4根服務(wù)器體系架構充分兼容基礎上，“雪人計劃”在美國、日本、印度、俄羅斯、德國、法國等全球16個(gè)國家完成25臺IPv6根服務(wù)器架設，形成13臺原有根加25臺IPv6根的新格局，中國部署了其中的4臺(1主3輔)，打破了中國過(guò)去沒(méi)有根服務(wù)器的困境。

　　IPv6還有許多功能，例如新的技術(shù)或應用需要時(shí)，它可以允許協(xié)議進(jìn)行擴充，使用新的選項來(lái)實(shí)現附加的功能;IPv6使用更好的頭部格式，其選項與基本頭部分開(kāi)，如果需要，可將選項插入到基本頭部與上層數據之間，簡(jiǎn)化和加速了路由選擇過(guò)程?？傊?，IPv6具備著(zhù)滿(mǎn)足我們對未來(lái)物聯(lián)網(wǎng)的各種要求的特性，雖然現在未能普及，但相信在未來(lái)IPv6一定會(huì )走到我們身邊，歷史大潮不可逆。