
IPv6协议设计之初就充分考虑了对移动性的支持。针对移动IPv4网络中的三角路由问题移动IPv6提出了相应的解决方案。
首先从终端角度IPv6提出了IP地址绑定缓冲的概念,即IPv6协议栈在转发数据包之前需要查询IPv6数据包目的地址的绑定地址。如果查询到绑定缓冲中目的IPv6地址存在绑定的转交地址,则直接使用这个转交地址为数据包的目的地址。这样发送的数据流量就不会再经过移动节点的家乡代理,而直接转发到移动节点本身。
其次。MIPv6引入了探测节点移动的特殊方法,即某一区域的接入路由器以一定时间进行路由器接口的前缀地址通告当移动节点发现路由器前缀通告发生变化,则表明节点已经移动到新的接人区域。与此同时根据移动节点获得的通告,节点又可以生成新的转交地址,并将其注册到家乡代理上。
MIPv6的数据流量可以直接发送到移动节点,而MIPv4流量必须经过家乡代理的转发。在物联网应用中。传感器有可能密集地部署在一个移动物体上。例如为了监控地铁的运行参数等,需要在地铁车厢内部署许多传感器从整体上来看,地铁的移动就等同于一群传感器的移动,在移动过程中必然发生传感器的群体切换,在MIPv4的情况下,每个传感器都需要建立到家乡代理的隧道连接,这样对网络资源的消耗非常大,很容易导致网络资源耗尽而瘫痪。在MIPv6的网络中,传感器进行群切换时只需要向家乡代理注册。之后的通信完全由传感器和数据采集的设备之间直接进行,这样就可以使网络资源消耗的压力大大下降。因此。在大规模部署物联网应用,特别是移IPv6的服务质量技术
在网络服务质量保障方面,IPv6在其数据包结构中定义了流量类别字段和流标签字段。流量类别字段有8位,和IPv4的服务类型(ToS)字段功能相同,用于对报文的业务类别进行标识;流标签字段有20位,用于标识属于同一业务流的包。流标签和源、目的地址一起惟一标识了一个业务流。同一个流中的所有包具有相同的流标签,以便对有同样QoS要求的流进行快速、相同的处理。
目前,IPv6的流标签定义还未完善。但从其定义的规范框架来看,IPv6流标签提出的支持服务质量保证的最低要求是标记流,即给流打标签。流标签应该由流的发起者信源节点赋予一个流,同时要求在通信的路径上的节点都能够识别该流的标签并根据流标签来调度流的转发优先级算法。这样的定义可以使物联网节点上的特定应用有更大的调整自身数据流的自由度,节点可以只在必要的时候选择符合应用需要的服务质量等级并为该数据流打上一致的标记。在重要数据转发完成后。即使通信没有结束节点也可以释放该流标记,这样的机制再结合动态服务质量申请和认证、计费的机制,就可以做到使网络按应用的需要来分配服务质量。同时。为了防止节点在释放流标签后又误用该流标签造成计费上的问题。信源节点必须保证在120 s内不再使用释放了的流标签。
在物联网应用中普遍存在节点数量多通信流量突发性强的特点。与IPv4相比,由于IPv6的流标签有20 bit,足够标记大量节点的数据流。同时与IPv4中通过五元组(源、目的IP地址,源、目的端口、协议号)不同,IPv6可以在一个通信过程中(五元组没有变化),只在必要的时候数据包才携带流标签,即在节点发送重要数据时,动态提高应用的服务质量等级,做到对服务质量的精细化控制。
当然IPv6的QoS特性并不完善,由于使用的流标签位于IPv6包头,容易被伪造,产生服务盗用的安全问题。因此在IPv6中流标签的应用需要开发相应的认证加密机制。同时为了避免流标签使用过程中发生冲突,还要增加源节点的流标签使用控制的机制。
IPv6的安全性与可靠性技术
首先在物联网的安全保障方面。由于物联网应用中节点部署的方式比较复杂节点可能通过有线方式或无线方式连接到网络因此节点的安全保障的情况也比较复杂。在使用IPv4的场景中一个黑客可能通过在网络中扫描主机IPv4地址的方式来发现节点,并寻找相应的漏洞。而在IPv6场景中由于同一个子网支持的节点数量极大(达到百亿亿数量级),黑客通过扫描的方式找到主机难度大大增加。在口基础协议栈的设计方面,矾6将IPsec协议嵌入到基础的协议栈中。通信的两端可以启用IPSec加密通信的信息和通信的过程。网络中的黑客将不能采用中间人攻击的方法对通信过程进行破坏或劫持。同时,黑客即使截取了节点的通信数据包,也会因为无法解码而不能窃取通信节点的信息。
同时,由于IP地址的分段设计,将用户信息与网络信息分离使用户在网络中的实时定位很容易,这也保证了在网络中可以对黑客行为进行实时的监控,提升了网络的监控能力。
在另一个方面,物联网应用中由于成本限制,节点通常比较简单,节点的可靠性也不可能做得太高,因此,物联网的可靠性要靠节点之间的互相冗余来实现。又因为节点不可能实现较复杂的冗余算法,因此一种较理想的冗余实现方式是采用网络侧的任播技术来实现节点之间的冗余。采用IPv6的任播技术后多个节点采用相同的IPv6任播地址(任播地址在IPv6中有特殊定义)。在通信过程中发往任播地址的数据包将被发往由该地址标识的“最近”的一个网络接口,其中 “最近”的含义指的是在路由器中该节点的路由矢量计算值最小的节点。当一个“最近”节点发生故障时网络侧的路由设备将会发现该节点的路由矢量不再是“最近”的从而会将后续的通信流量转发到其他的节点。这样物联网的节点之间就自动实现了冗余保护的功能。而节点上基本不需要增加算法,只需要应答路由设备的路由查询,并返回简单信息给路由设备即可。
IPv6具有很多适合物联网大规模应用的特性,但目前也存在一些技术问题需要解决,例如,无状态地址分配中的安全性问题移动IPv6中的绑定缓冲安全更新问题,流标签的安全防护,全球任播技术的研究等。虽然IPv6还有众多的技术细节需要完善,但从整体来看,使用IPv6不仅能够满足物联网的地址需求,同时还能满足物联网对节点移动性、节点冗余、基于流的服务质量保障的需求,很有希望成为物联网应用的基础网络技术。物联网定义
物联网(The Internet of things)的定义是: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,按约定的协议,把所有物品与互联网连接起来,进行信息交换和通讯,以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。
物联网原理
物联网是在计算机互联网的基础上,利用RFID、无线数据通信等技术,构造一个覆盖世界上万事万物的“Internet of Things”。在这个网络中,物品(商品)能够彼此进行“交流”,而无需人的干预。其实质是利用射频自动识别(RFID)技术,通过计算机互联网实现物品(商品)的自动识别和信息的互联与共享。
而RFID,正是能够让物品“开口说话”的一种技术。在“物联网”的构想中,RFID标签中存储着规范而具有互用性的信息,通过无线数据通信网络把它们自动采集到中央信息系统,实现物品(商品)的识别,进而通过开放性的计算机网络实现信息交换和共享,实现对物品的“透明”管理。
“物联网”概念的问世,打破了之前的传统思维。过去的思路一直是将物理基础设施和IT基础设施分开:一方面是机场、公路、建筑物,而另一方面是数据中心,个人电脑、宽带等。而在“物联网”时代,钢筋混凝土、电缆将与芯片、宽带整合为统一的基础设施,在此意义上,基础设施更像是一块新的地球工地,世界的运转就在它上面进行,其中包括经济管理、生产运行、社会管理乃至个人生活。
物联网发展
2009年11月20日,工业和信息化部部长李毅中在全国装备工业“两化”融合典型经验座谈会上首次明确了物联网应用示范方向。他表示,传感网、物联网的发展将优先选择重点工业领域、基础设施、环保监测、公共安全、工业控制、医疗卫生等领域,开展应用示范。同时,要加强TD-SCDMA与传感网的密切结合,推进传感网与通信网融合发展。联想到当年“三金工程”对我国信息化发展的推动,示范工程的启动意味着尚处于产业初创阶段的物联网将进入发展快车道。
在工业和信息化部牵头组织的国家科技重大专项“新一代宽带无线移动通信网”中,传感网就已作为主要支持内容之一,加大了资金投入,启动了从总体战略到关键技术与设备等多项课题研究
2010年,中国政府将出台一系列物联网发展相关的产业政策,国务院、发改委、工信部、科技部等部门都有可能出台相关产业扶持政策来加速促进中国物联网产业发展。与此同时,各省市和产业园区也将会有相关的配套扶持政策出台,江苏省无锡市、北京中关村科技园等将有可能成为地方政策出台的先行者。
在技术与标准化方面,北邮、中科院、南邮、无锡中国物联网产业研究院以及中国物联网标准化组织有望在物联网标准和关键技术方面取得突破性进展,一系列重点行业应用产品将被推出市场并逐步开始规模化应用。
行业应用将成为未来几年物联网产业发展的主要驱动力。研究发现:智能交通、城市安防、智能电网等行业市场成熟度较高,这些行业传感技术成熟,政府扶持力度大,在许多城市已经开始规模化应用,市场前景广阔,投资机会巨大,将成为未来几年物联网产业发展的重点领域;医疗卫生、家庭、个人等领域的智能传感应用则需要较长的时间,技术、标准均有待于进一步完善,大多产品还处于试验阶段,短时间内不会大规模应用。阿里云物联网平台可以显示地址。
1、根据查询相关信息阿里云物联网平台提供设备定位的增值服务,可根据设备提供的移动基站、WiFiAP、IP地址等信息,来获取设备的位置信息,实现及时、低损耗地定位设备。
2、阿里云物联网平台提供的设备位置服务解决了耗电量大,使用电池供电的移动设备无法长时间续航,且在GPS信号较弱的场所(地下停车场、隧道等),会出现较大的定位偏差等问题。物联网就是通过信息传感设备,按照约定的协议,把任何物品与互联网连接起来,进行信息交换和通信,以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。
通俗地讲,物联网就是“物物相连的互联网”,它包含两层含义:
第一,物联网是互联网的延伸和扩展,其核心和基础仍然是互联网;
第二,物联网的用户端不仅包括人,还包括物品,物联网实现了人与物品及物品之间信息的交换和通信。
物联网作为新一代信息技术的高度集成和综合运用,具有渗透性强、带动作用大、综合效益好的特点,是继计算机、互联网、移动通信网之后信息产业发展的又一推动者。
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