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

　　二、“恨亦悠悠”：IPv6取代IPv4之路道阻且長(cháng)

　　事實(shí)上，作為全球最早開(kāi)展IPv6以及下一代互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)研究標準制訂的國家之一，中國早在2008年就建成了全球最大的純IPv6網(wǎng)絡(luò )，地址分配總數在全球排名居于第二位，但是IPv6在國內的實(shí)際應用程度卻非常低。數據顯示，全世界IPv6用戶(hù)占網(wǎng)絡(luò )用戶(hù)比重為18%，其中美國已經(jīng)達到了30%，比利時(shí)則達到了56%，而我國僅為3%，遠遠落后世界平均水平。為什么IPv6在中國猶抱琵琶半遮面，千呼萬(wàn)喚難出來(lái)，筆者認為主要原因在以下幾個(gè)方面 ：

　　1、NAT技術(shù)讓人歡喜讓人憂(yōu)：(Network Address Translation，網(wǎng)絡(luò )地址轉換)，它是為解決IPv4地址短缺問(wèn)題而出來(lái)的一種技術(shù)，同時(shí)還能有效地避免來(lái)自網(wǎng)絡(luò )外部的攻擊，隱藏并保護網(wǎng)絡(luò )內部的計算機，所以很多運營(yíng)商和公司通過(guò)使用NAT，給用戶(hù)分配私有IPv4編址地址而非公有IPv4地址，大部分用戶(hù)沒(méi)有更換現有網(wǎng)絡(luò )設備馬上升級到IPv6的理由。物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代視頻監控網(wǎng)絡(luò )具有一定的特殊性，絕大部分都是內部網(wǎng)絡(luò )不對外開(kāi)放，接入互聯(lián)網(wǎng)的需求并不大，有些視頻監控網(wǎng)絡(luò )由于安全保密的需要，特別是公安部門(mén)，按要求是不能接入互聯(lián)網(wǎng)的，使用私有地址即可解決相關(guān)的問(wèn)題，所以使用IPv6的積極性并不是很高。

　　其實(shí)當網(wǎng)絡(luò )之間通信時(shí)，NAT的存在將增加交換延遲，會(huì )影響網(wǎng)絡(luò )的性能，降低網(wǎng)絡(luò )吞吐量;其次它破壞了原來(lái)的網(wǎng)絡(luò )端到端的透明性，只適用于客戶(hù)/服務(wù)器模式的應用，用戶(hù)在NAT之后無(wú)法做流媒體穿越，將影響CDN的效果;在維護連接狀態(tài)和動(dòng)態(tài)映射信息的設備中，有可能會(huì )產(chǎn)生單點(diǎn)故障，在和其它網(wǎng)絡(luò )整合時(shí)，也有可能產(chǎn)生地址沖突(重疊)問(wèn)題;很多高層應用協(xié)議與NAT不兼容，一些認證機制和技術(shù)在NAT之后更為復雜和甚至無(wú)效;NAT屏蔽了用戶(hù)的真實(shí)地址，無(wú)法對用戶(hù)溯源，對網(wǎng)絡(luò )安全有不利影響，阻礙了在網(wǎng)絡(luò )層提供安全服務(wù)。所以在物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代，NAT技術(shù)將無(wú)法適應數據量龐大且更為復雜視頻監控網(wǎng)絡(luò )發(fā)展的需要，IPv6才能挑起未來(lái)網(wǎng)絡(luò )的重擔。

　　2、IPv4到IPv6過(guò)渡并非易事：在某種情況下，一項技術(shù)發(fā)展越充分，應用越廣泛，未必是件好事，因為這有可能成為下一項新技術(shù)部署的障礙，IPv6就碰上這樣的尷尬：IPv4龐大的用戶(hù)群與設備，使得IPv6不得不考慮如何實(shí)現IPv4到IPv6的平滑過(guò)渡?，F在常用的三種過(guò)渡轉換技術(shù)各有千秋，但是也各有缺陷：

　　(1)、雙棧技術(shù)：是指在網(wǎng)絡(luò )節點(diǎn)上同時(shí)運行IPv4和IPv6兩種協(xié)議，從而在IP網(wǎng)絡(luò )中形成邏輯上相互獨立的兩張網(wǎng)絡(luò )：IPv4和IPv6網(wǎng)絡(luò )，網(wǎng)絡(luò )中的節點(diǎn)同時(shí)支持IPv4和IPv6協(xié)議棧，源節點(diǎn)根據目的節點(diǎn)的不同選用不同的協(xié)議棧，而網(wǎng)絡(luò )設備根據報文的協(xié)議類(lèi)型選擇不同的協(xié)議棧進(jìn)行處理和轉發(fā)。采用雙棧技術(shù)部署IPv6，不存在IPv4和IPv6網(wǎng)絡(luò )部署時(shí)的相互影響，可以按需部署，實(shí)現二個(gè)網(wǎng)絡(luò )的共存，但是不能解決IPv4和IPv6網(wǎng)絡(luò )之間的互通問(wèn)題，而且不會(huì )節省IPv4地址，不能解決IPv4地址用盡問(wèn)題。

　　(2)、隧道技術(shù)：基于IPv4隧道來(lái)傳送IPv6數據報文的隧道技術(shù)，是將IPv6報文封裝在IPv4報文中，這樣IPv6協(xié)議包就可以穿越IPv4網(wǎng)絡(luò )進(jìn)行通信。因此被孤立的IPv6網(wǎng)絡(luò )之間可以通過(guò)IPv6的隧道技術(shù)，利用現有的IPv4網(wǎng)絡(luò )互相通信而無(wú)需對現有的IPv4網(wǎng)絡(luò )做任何修改和升級。IPv6隧道可以配置在邊界路由器之間，也可以配置在邊界路由器和主機之間，但是隧道兩端的節點(diǎn)都必須既支持IPv4協(xié)議棧又支持IPv6協(xié)議棧。該技術(shù)缺點(diǎn)也很明顯，需要部署隧道兩端的設備，在隧道的入口處會(huì )出現負載協(xié)議數據包的拆分，在隧道出口處會(huì )出現負載協(xié)議數據包的重組，這就增加了隧道出入口的實(shí)現復雜度， 對終端系統要求也高，不利于大規模的應用。

　　(3)、地址協(xié)議轉換技術(shù)：該技術(shù)實(shí)際上就是一種翻譯技術(shù)，實(shí)現IPv4和IPv6的協(xié)議轉換，能夠將數據在兩種格式之間靈活轉換。翻譯涉及兩個(gè)方面：一方面是IPv4與IPv6網(wǎng)絡(luò )協(xié)議層的翻譯，另一方面是IPv4應用與IPv6應用之間的翻譯，從早期使用NAT-PT協(xié)議到現在的NAT64協(xié)議，僅需對現有IPv4網(wǎng)絡(luò )做少量改造(通常是更換出口網(wǎng)關(guān))，即可實(shí)現對外支持IPv6訪(fǎng)問(wèn)，部署簡(jiǎn)單便捷。由于IPv4和IPv6協(xié)議設計上的不兼容性，協(xié)議轉換過(guò)程費時(shí)費力，處理開(kāi)銷(xiāo)較大，效率較低，應當盡量避免采用此技術(shù)。

　　3、IPv6的安全挑戰不可忽視： IPv6會(huì )面臨現有IPv4網(wǎng)絡(luò )下碎片化的攻擊(產(chǎn)生大量分片或發(fā)送不完整的分片報文來(lái)耗費防火墻資源或處理時(shí)間)，攻擊者可利用IPv6報文的擴展報頭(可選且多種)構造包含異常數量擴展頭的報文，防火墻為解析報文將耗費大量的資源，從而影響轉發(fā)性能;IPv6采用了鄰居發(fā)現協(xié)議取代IPv4的ARP(地址解析協(xié)議)，但地址欺騙和泛洪等問(wèn)題依然存在，發(fā)送錯誤的路由器宣告和重定向消息等引IP流轉向，達到DDoS、攔截和修改數據的目的;IPv6無(wú)狀態(tài)地址自動(dòng)分配機制也可能使非授權用戶(hù)更容易接入和使用網(wǎng)絡(luò )，而且過(guò)渡與互通方案也會(huì )帶來(lái)新的安全問(wèn)題，攻擊者可以利用過(guò)渡協(xié)議的安全漏洞來(lái)逃避安全監測甚至是實(shí)施攻擊行為，所以IPv6的安全性也不是可以高枕無(wú)憂(yōu)的。

　　TCP/IP協(xié)議每一層中都有對應的協(xié)議和規范，作為各個(gè)層之間唯一的“細腰”，IP層的更換會(huì )影響很多其他的層，同時(shí)IPv6和IPv4的兼容性并不好，難以實(shí)現互聯(lián)互通，從技術(shù)角度上看，IPv4到IPv6的升級本身并未易事。

　　從經(jīng)濟角度上來(lái)看，我國的骨干網(wǎng)不僅僅包括三大電信運營(yíng)商的網(wǎng)絡(luò )構建，還包括鐵路、銀行、軍隊的內部網(wǎng)絡(luò )構建，不管是哪一種網(wǎng)絡(luò )改造，都需要付出巨大的經(jīng)濟成本，再加上網(wǎng)絡(luò )中對應的硬件設備也需要進(jìn)行升級，包括網(wǎng)卡、路由器等，如此一筆龐大的支出，卻對應著(zhù)IPv6尚無(wú)殺手級應用，盈利模式難探索的局面，再加上缺乏明確的市場(chǎng)導向和政府應用先行意識，應用和網(wǎng)站向IPv6遷移嚴重滯后拖后腿，一些誤解和干擾影響了國家發(fā)展IPv6戰略的執行，IPv6想說(shuō)愛(ài)你并不是一件很容易的事……

　　三、又愛(ài)又恨卻又甘之如飴，期待厚積薄發(fā)

　　在互聯(lián)網(wǎng)與物聯(lián)網(wǎng)應用領(lǐng)域，IPv4仍然主導著(zhù)IP網(wǎng)絡(luò )，在IPv6的網(wǎng)絡(luò )流行之前，IPv6的先驅者們還有很長(cháng)的路要走，但網(wǎng)絡(luò )IPv6化是大勢所趨。據了解，目前主流網(wǎng)絡(luò )設備提供商都已經(jīng)給出相關(guān)的IPv6解決方案，同時(shí)電信運營(yíng)商也著(zhù)手計劃部署IPv6網(wǎng)絡(luò )。一旦基礎網(wǎng)絡(luò )IPv6過(guò)渡完成，視頻監控網(wǎng)絡(luò )也必然會(huì )向IPv6化過(guò)渡。

　　當然，就目前而言IPv6在物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代視頻監控網(wǎng)絡(luò )中大展身手的時(shí)機還未成熟，視頻監控網(wǎng)絡(luò )設備與IPv6融合主要表現在終端設備與IPv6網(wǎng)絡(luò )的結合。然而IPv6與網(wǎng)絡(luò )視頻監控系統融合并沒(méi)那么簡(jiǎn)單，雖然已經(jīng)有部分廠(chǎng)商推出了支持雙協(xié)議的網(wǎng)絡(luò )攝像機等，但其實(shí)際意義并不大。視頻監控網(wǎng)絡(luò )作為一個(gè)整體應用，從前端到后端，采集到存儲，以及用戶(hù)監管，各個(gè)設備以及平臺軟件都要支持IPv6協(xié)議，才能保證整個(gè)系統正常運行，而現實(shí)是各個(gè)設備或子系統來(lái)自于不同廠(chǎng)家，目前還難以做到協(xié)議統一。

　　在可預見(jiàn)的未來(lái)，網(wǎng)絡(luò )視頻監控網(wǎng)絡(luò )設備，包括網(wǎng)絡(luò )攝像機、網(wǎng)絡(luò )視頻服務(wù)器以及網(wǎng)絡(luò )視頻監控平臺軟件等產(chǎn)品將率先跨入IPv6應用，物聯(lián)網(wǎng)的浪潮也將引爆IPv6在智慧城市、智能社區、智能家居、智能交通、智能設施等視頻監控業(yè)務(wù)中的應用。