物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備，尤其是家庭中的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備，正以驚人的速度增長。據(jù)估計(jì)，到2025年，家用設(shè)備的數(shù)量將在300億左右。從另一個(gè)角度是2020年部署的設(shè)備數(shù)量的兩倍。

無論是工業(yè)環(huán)境還是環(huán)境中的用戶都需要這些產(chǎn)品和應(yīng)用程序來為他們提供可行和有利可圖的服務(wù)。但這種技術(shù)的爆炸式增長給網(wǎng)絡(luò)和互聯(lián)網(wǎng)所依賴的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)帶來了前所未有的壓力。

IP技術(shù)，尤其是IPv6，可以幫助實(shí)現(xiàn)這種快速增長。開發(fā)人員、制造商和IT專家必須使用標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)來確保物聯(lián)網(wǎng)的互操作性和長期可行性。

物聯(lián)網(wǎng)連接標(biāo)準(zhǔn)和向全I(xiàn)P的轉(zhuǎn)變。

隨著物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，今天出現(xiàn)了許多不同的連接標(biāo)準(zhǔn)。Z-Wave、Zigbee和藍(lán)牙最初是利用特定的無線頻譜和用于配對和信息傳輸?shù)母郊訁f(xié)議進(jìn)行高效通信。

與Wi-Fi不同，這些技術(shù)不是基于IP的，但是隨著它們的成熟，它們都增加了IP功能。原因如下：

與其他網(wǎng)絡(luò)和應(yīng)用程序的互操作性。最初，智能家居技術(shù)依賴于點(diǎn)對點(diǎn)或點(diǎn)對中心通信。與其他IP連接應(yīng)用程序(尤其是在云中)的直接通信變得更加必要。

易于開發(fā)。IP技術(shù)高度標(biāo)準(zhǔn)化，開源支持社區(qū)巨大，為開發(fā)人員提供了更廣泛的工具，以便更快地構(gòu)建和部署解決方案。

本地支持網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、語音和視頻。隨著時(shí)間的推移，IP技術(shù)已經(jīng)發(fā)展到可以處理各種應(yīng)用流量，尤其是適合智能家居和物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用流量。

IPv4挑戰(zhàn)物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)。

IPv4及其支持的高層協(xié)議、TCP和用戶數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議幾十年來一直是互聯(lián)網(wǎng)的支柱。然而，自2015年以來，IPv4地址空間已經(jīng)耗盡，只有少數(shù)地址在這里和那里掙扎。今天的基于IPv4的家庭網(wǎng)絡(luò)依賴于與網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換(NAT)保持在一起的私有地址空間，這使得單個(gè)公共地址在私有地址空間中處理其后主機(jī)。

這給許多物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)帶來了一些挑戰(zhàn)。使用基于不同物理層技術(shù)的產(chǎn)品，智能家居內(nèi)部會有很多網(wǎng)絡(luò)——而不僅僅是一個(gè)特殊的局域網(wǎng)——這意味著使用多個(gè)特殊的地址空間，防止簡單的點(diǎn)對點(diǎn)通信。雖然有可能，但NAT會話遍歷實(shí)用程序或依賴永遠(yuǎn)在線的通信通道等靈活方法可能非常復(fù)雜，因此休眠設(shè)備或傳感器可能很難只偶爾查詢一次信息。

IPv6物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)？

雖然IPv6已經(jīng)存在了20年，但I(xiàn)Pv4的耐久性主要是由NAT技術(shù)驅(qū)動(dòng)的，這讓很多人猶豫是否將其批發(fā)用于自己的網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃。然而，IPv6為物聯(lián)網(wǎng)提供了獨(dú)特的優(yōu)勢，它是為穿越數(shù)千個(gè)異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的數(shù)十億網(wǎng)絡(luò)連接的未來而設(shè)計(jì)的。

僅地址空間的巨大規(guī)模就是IPv6對物聯(lián)網(wǎng)的優(yōu)勢。完整的IPv6部署完全消除了對私有地址空間的需求，允許設(shè)備和應(yīng)用程序之間的雙向通信。由于IPv4地址空間耗盡，運(yùn)營商部署了6rd、轉(zhuǎn)換地址和端口映射、封裝地址和端口映射等各種過渡機(jī)制——IPv4在IPv6骨干網(wǎng)上運(yùn)行。

此外，IPv6大大降低了引導(dǎo)和地址分配的網(wǎng)絡(luò)成本。自動(dòng)配置無狀態(tài)地址，使節(jié)點(diǎn)無需中央管理和分配即可協(xié)商自己的網(wǎng)絡(luò)地址。對于一個(gè)網(wǎng)絡(luò)上有數(shù)百個(gè)設(shè)備和任何頻繁進(jìn)入和停止服務(wù)的設(shè)備來說，這是一個(gè)巨大的福音。

您能做些什么來在您的產(chǎn)品中獲得更可靠的IPv6支持？

IPv6得到了標(biāo)準(zhǔn)和開源社區(qū)的大力支持。然而，對使用IPv6的物聯(lián)網(wǎng)和智能家居產(chǎn)品進(jìn)行嚴(yán)格全面的測試是絕對必要的。為您的IoT產(chǎn)品考慮IPv6時(shí)，需要檢查以下重要因素:

1、連接到云服務(wù)。您的產(chǎn)品能連接到運(yùn)行所需的云服務(wù)并不斷更新嗎？您的IPv6能在固件更新前后正常工作嗎？

2、引導(dǎo)。您的設(shè)備需要同時(shí)連接IPv4和IPv6網(wǎng)絡(luò)嗎？重啟或睡眠模式后可以啟動(dòng)、接收地址和連接服務(wù)嗎？

3、用戶控制。最終用戶如何訪問您產(chǎn)品的GUI(如果有)？首次使用的本地接口或應(yīng)用程序是否通過IPv6工作？

4、基本的服務(wù)互操作性。您的產(chǎn)品所需的核心協(xié)議(如DNS或網(wǎng)絡(luò)時(shí)間協(xié)議)是否在IPv6上運(yùn)行？

這些功能可以通過嚴(yán)格的自動(dòng)化測試來檢查。對每個(gè)構(gòu)建和新固件進(jìn)行上述測試對于確保基本IP協(xié)議功能不退化非常重要。此外，即使底層協(xié)議棧(通常從開源代碼實(shí)現(xiàn))適用于基本連接，也有許多因素會導(dǎo)致設(shè)備處于不良狀態(tài)。長時(shí)間頻繁重復(fù)這些連接測試可以隔離內(nèi)存泄漏或碎片，會導(dǎo)致設(shè)備在沒有用戶干預(yù)的情況下鎖定或無法連接。

最終，物聯(lián)網(wǎng)的連接前景可能會持續(xù)一段時(shí)間。隨著我們走向智能產(chǎn)品成為常態(tài)，甚至成為關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施的一部分，考慮到向IP和IPv6遷移可以幫助組織在這個(gè)美麗的新世界中航行。

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