物聯(lián)網(wǎng)時代視頻監(jiān)控網(wǎng)絡與IPv6之間的愛恨情愁
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、采集信息的來源,成為物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵。據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)顯示,攝像機采集的數(shù)據(jù)信息占據(jù)全世界物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)的約一半以上的存儲量。傳統(tǒng)視頻監(jiān)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)絡視頻監(jiān)控技術(shù)正在升級為“以視頻為核心的物聯(lián)信息服務”,即“視頻+”,“視頻+多維感知”和“視頻+多維應用”, 視頻監(jiān)控網(wǎng)絡已成為目前應用最廣泛、技術(shù)最成熟的物聯(lián)網(wǎng)。
本文引用地址:http://cafeforensic.com/article/201902/397646.htm在物聯(lián)網(wǎng)感知層采用IP技術(shù),要實現(xiàn)“一物一地址,萬物皆在線”,將需要大量的IP地址資源,就目前可用的IPv4地址資源來看,遠遠無法滿足感知智能終端的聯(lián)網(wǎng)需求,特別是在視頻監(jiān)控、智能家電、汽車通信等應用的大規(guī)模普及之后,IP地址的需求會迅速增長,目前IPv4地址可以說是基本消耗殆盡了。
一、“愛悠悠”:取代IPv4且看更優(yōu)秀的IPv6
1、“洋量”的網(wǎng)絡地址:目前分配給物聯(lián)網(wǎng)設備的網(wǎng)絡地址一般為IPv4地址,其地址是由 4組 8位二進制數(shù)字排列組合而成,總共有2的32次方個地址可用,合計4,294,967,296個。雖然IPv4提供了“海量”地址,但隨著物聯(lián)網(wǎng)的高速增長,目前全球已有上百億個物聯(lián)網(wǎng)設備,卻只有40多億個網(wǎng)絡地址。IPv6可以提供“洋量”的網(wǎng)絡地址,數(shù)量遠遠大于IPv4,總共有2的128次方個地址可以使用,也就是說有340282366920938463463374607431768211456個IPv6地址可以使用。如果把每一個物聯(lián)網(wǎng)設備比喻成一粒沙子,就算給鋪滿地球表面的每一粒沙子都分配一個網(wǎng)絡地址,IPv6提供的網(wǎng)絡地址數(shù)量仍然是夠用的。雖然物聯(lián)網(wǎng)時代視頻監(jiān)控網(wǎng)絡地址需求量巨大,但無需擔心IPv6網(wǎng)絡地址數(shù)量問題。
2、更小的路由器表:IPv6的地址分配一開始就遵循“聚類”(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度,提高了路由器轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包的速度,也就使得通過IPv6連接并獲取內(nèi)容的速度要比IPv4更快,這在物聯(lián)網(wǎng)時代對實時性要求很高的視頻監(jiān)控網(wǎng)絡來說非常的重要。IPv6技術(shù)不僅僅可以提高視頻監(jiān)控網(wǎng)絡基礎(chǔ)設施性能和質(zhì)量,還可以更好地完善視頻監(jiān)控網(wǎng)絡整體系統(tǒng)的建設。
3、IP層的安全:傳統(tǒng)的網(wǎng)絡安全機制只建立在應用層程序級,如E-mail加密、SNMPv2網(wǎng)絡管理安全、接入安全(HTTP和SSL)等,沒有辦法能夠從IP層來保證互聯(lián)網(wǎng)以及物聯(lián)網(wǎng)的安全。而IPv6可以實現(xiàn)IP層的安全,用戶能夠?qū)W(wǎng)絡層的數(shù)據(jù)進行加密并且對IP報文進行校驗,保證了分組的完整性與保密性。IPSec是過去為了解決IPv4的安全性問題所產(chǎn)生的IP地址安全協(xié)議,IPv6將IPSec納入其架構(gòu)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(jiān)控網(wǎng)絡相關(guān)設備和數(shù)據(jù)的安全性,讓用戶信息的安全保障得以升級,有效地防止視頻監(jiān)控數(shù)據(jù)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)絡資源浪費,減小網(wǎng)絡擁塞和廣播風暴等問題,能有效利用帶寬,提高數(shù)據(jù)傳輸效率,尤其適合視頻監(jiān)控網(wǎng)絡中音視頻流等大數(shù)據(jù)量數(shù)據(jù)的傳輸。同時IPv6新增字段--流標記(Flow Control),標記需要IPv6路由器特殊處理的數(shù)據(jù)流,該字段用于某些對連接的服務質(zhì)量有特殊要求的通信,例如音頻或視頻等實時數(shù)據(jù)傳輸。這二項功能使物聯(lián)網(wǎng)時代的視頻監(jiān)控網(wǎng)絡的應用有了長足發(fā)展的機會,為服務質(zhì)量QoS(Quality of Service)控制提供了良好的網(wǎng)絡基礎(chǔ)和平臺,更加適合于視頻流的轉(zhuǎn)發(fā)與控制。
5、優(yōu)秀的自動化配置管理方案:當連接到IPv6網(wǎng)絡時,IPv6主機可以使用鄰居發(fā)現(xiàn)協(xié)議對自身進行自動配置,當?shù)谝淮芜B接到網(wǎng)絡上時,主機將會發(fā)送一個鏈路本地路由器請求來獲取配置參數(shù),同時路由器使用包含Internet層配置參數(shù)的路由器宣告報文進行回應,這是對DHCPv4協(xié)議的改進和擴展,并且在不適合使用IPv6無狀態(tài)自動配置的場景下,網(wǎng)絡可以使用DHCPv6有狀態(tài)配置或者使用靜態(tài)設置方法手動配置。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,特別是其移動特性對視頻監(jiān)控網(wǎng)絡的支持。
6、多宿主特性支撐5G應用:典型的IPv6設備可以有多個地址,并且一個終端可以同時建立多個宿主(Multi Homing)的功能,為移動邊緣計算提供基于源地址的分流應用。實現(xiàn)移動邊緣計算的切片和隔離都是通過多條鏈路進行的,由于多宿主特性,所以在切換的時候可以先建后斷,降低了數(shù)據(jù)丟包影響,減少了切換時間,改進了用戶的體驗,這在即將到來的5G時代,IPv6將在視頻監(jiān)控網(wǎng)絡上將會有更廣闊的應用。
7、為新增根服務器提供了機會:IPv4時代全球只有13臺根域名服務器,1個主根服務器在美國,12個輔根服務器中9個在美國,2個在歐洲,1個位于日本,中國作為全球互聯(lián)網(wǎng)用戶數(shù)最多的國家,沒有自主可控的根服務器。在IPv6的DNS體系中,數(shù)據(jù)幀結(jié)構(gòu)可以安排25個IPv6根服務器,純IPv6根服務器取得根區(qū)文件后,同樣可以解析IPv4,為新增根服務器提供了機會。在與現(xiàn)有IPv4根服務器體系架構(gòu)充分兼容基礎(chǔ)上,“雪人計劃”在美國、日本、印度、俄羅斯、德國、法國等全球16個國家完成25臺IPv6根服務器架設,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),打破了中國過去沒有根服務器的困境。
IPv6還有許多功能,例如新的技術(shù)或應用需要時,它可以允許協(xié)議進行擴充,使用新的選項來實現(xiàn)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,如果需要,可將選項插入到基本頭部與上層數(shù)據(jù)之間,簡化和加速了路由選擇過程。總之,IPv6具備著滿足我們對未來物聯(lián)網(wǎng)的各種要求的特性,雖然現(xiàn)在未能普及,但相信在未來IPv6一定會走到我們身邊,歷史大潮不可逆。
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