導讀：隨著“物聯網”科技之門開啟，各類智能技術、智慧應用紛至沓來，新產業、新業態蓬勃發展，而IPv6作為新一代互聯網通訊協議也順勢而來。今天我們一起來聊一聊物聯網與IPv6的那些“愛恨情仇”。
物聯網 Internet of things（IoT）
一、物聯網概念
說起物聯網，顧名思義就是“物物相連的互聯網”。物聯網其英文名稱是：“Internet of things（IoT）”，是新一代信息技術的重要組成部分，也是“信息化”時代的重要發展階段。
這裡有兩層意思：
第一，物聯網的核心和基礎仍然是互聯網，是在互聯網基礎上的延伸和擴展的網絡；
第二，其用戶端延伸和擴展到了任何物品與物品之間，進行信息交換和通訊。物聯網的英文名稱為（The Internet of things）。
這裡的“物”要滿足以下“9要”，才能夠被納入“物聯網”的範圍：
1、要有相應信息的接收器；
2、要有數據傳輸通路；
3、要有一定的存儲功能；
4、要有CPU；
5、要有操作系統；
6、要有專門的應用程序；
7、要有數據發送器；
8、要遵循物聯網的通信協議；
9、要在世界網絡中有可被識別的唯一編號。
物聯網這個概念，美國在2000年時就提出來了，當時叫傳感網，其定義是：通過射頻識別（RFID）、紅外感應器、全球定位系統、激光掃描器等信息傳感設備，按約定的協議，把任何物品通過物聯網域名相連接，進行信息交換和通信，以實現智能化識別、定位、跟蹤、監控和管理的一種網絡概念。
物聯網概念
“物聯網概念”是在“互聯網概念”的基礎上，將其用戶端延伸和擴展到任何物品與物品之間，進行信息交換和通信的一種網絡概念。
物聯網的概念與其說是一個外來概念，不如說它已經是一個“中國製造”的概念，他的覆蓋範圍與時俱進，已經超越了1999年Ashton教授和2005年ITU報告所指的範圍，物聯網已被貼上“中國式”標籤。
物聯網
1、“一句話”理解物聯網
把所有物品通過信息傳感設備與互聯網連接起來，進行信息交換，即物物相連，以實現智能化識別和管理。
2、三大方向
全球範圍內物聯網的產業實踐主要集中在三大方向：
（1）第一個實踐方向：“智慧塵埃”
第一個實踐方向被稱作“智慧塵埃”，智慧塵埃(Smart Dust)是寬度只有幾毫米的微機電系統(MEMS)，可執行溫度、震動、溼度、化學成分、磁性等參數的測量。這些感測器的功耗非常低，使用TinyOS之類的陽春型作業系統以及低功耗無線感測網路(6LoWPAN、802.15.4e)進行通訊。
主張通過各類傳感器設備的互聯互通，形成智能化功能的網絡。人類提出利用智慧塵埃探勘新行星的地形、監控周遭地區或戰場的構想，甚至將智慧塵埃部署在大氣層以精確計算臭氧波動進行天氣預測、監控深海的神秘世界，智慧塵埃可持續串流精確與即時的數據，用於監控農田、溫室、倉儲、製造工廠和運輸系統等不同環境，將為物聯網帶來真正的變革。智慧塵埃的發展契機將是提供人類深入瞭解周圍環境和世界所需的知識。
物流
（2）第二個實踐方向：基於RFID技術的物流網
第二個實踐方向即是廣為人知的基於RFID技術的物流網，傳統倉儲管理模式普遍存在人力成本偏高、業務流程多、貨品跟蹤困難、資金和貨品週轉效率較低、物流管理的信息和手段落後等缺點，已不能保證正確的進貨、庫存控制及發貨，因此會導致管理費用的增加，服務質量難以得到保證，從而影響企業的競爭力。
傳統的物流倉儲管理系統只能實現貨品信息的“靜態化”管理，而無法實現對物流全過程的實時跟蹤和監控。RFID技術具有無接觸式、大容量、快速、高容錯、抗干擾和耐腐蝕、安全可靠的信息識別等特點，其在物流倉儲管理中得到了較好的應用。該方向主張通過物品物件的標識，強化物流及物流信息的管理，同時通過信息整合，形成智能信息挖掘。
（3）第三個實踐方向：被稱作數據“泛在聚合”意義上的物聯網
第三個實踐方向被稱作數據“泛在聚合”意義上的物聯網，“泛在聚合”即是要實現互聯網所造就的無所不在的浩瀚數據海洋，實現彼此相識意義上的聚合。
這些數據既代表“物”的本身，也代表“物”的狀態，甚至代表人工定義的各類概念。數據的“泛在聚合”，將能使人們極為方便的任意檢索所需的各類數據，在各種數學分析模型的幫助下，應通過對其中每個數據進行屬性的精確標識，不斷挖掘這些數據所代表的事務之間普遍存在的複雜聯繫，全面實現數據的資源化，這既是互聯網深入發展的必然要求，也是物聯網的使命所在，從而實現人類對周邊世界認知能力的革命性飛躍。
物聯網
3、三大實踐方向的的區別與聯繫
（1）“智慧塵埃”意義上的物聯網
比較而言，“智慧塵埃”意義上的物聯網屬於工業總線的泛化。這樣的產業實踐自從機電一體化和工業信息化以來，實際上在工業生產中從未停止過，只是那時不叫物聯網而是叫工業總線。
這種意義上的物聯網將因傳感技術、各類局域網通信技術的發展，依據其內在的科學技術規律，堅實而穩步地向前行進，並不會因為人為的一場運動而加快發展速度。
（2）RFID意義上的物聯網
RFID意義上的物聯網，所依據的 EPCglobal 標準在推出時，即被定義為未來物聯網的核心標準，但是該標準及其唯一的方法手段——RFID電子標籤所固有的侷限性，使它難以真正指向物聯網所提倡的智慧星球。原因在於，物和物之間的聯繫所能告知人們的信息是非常有限的，而物的狀態與狀態之間的聯繫，才能使人們真正挖掘事物之間普遍存在的各種聯繫，從而獲取新的認知，獲取新的智慧。
（3）“泛在聚合”意義上的物聯網
互聯網時代造就了無數由“0”和“1”組成的數據海洋，毫無疑問，它理應成為人類相互交流的世界語言。只是令我們遺憾的是，互聯網時代所形成的數據，都依賴它所生成、運行和管理。它的專門化系統，一旦離開這個系統，它就變成了誰也無法識別的信息垃圾。數據的“泛在集合”正是要給這個龐大海洋中的每一個數據穿上統一的制服，給出唯一的屬性標識，而實現人們對它們的普遍認知。“泛在聚合”後的數據海洋，將成為人類認知周邊世界的一種新的通用語言，它將人類帶入一個“智慧大爆炸”的時代。
物聯網的應用
二、物聯網的應用
物聯網的基本網絡連接方式有①.人連物，②.物連物。
1、人連物
人連物可以泛指一般可連網的智能系統，如智能家電、網絡攝影機等等。基本上的做法都是透過計算機或是手持式裝置連接到遠程的裝置。
2、物連物
而另一種的連接方式則是物連物，其運作原理是裝置本身的互連以及互動。
因此 ，物聯網的應用領域主要有如下：
城市管理
1、城市管理
（1）智能交通（公路、橋樑、公交、停車場等）物聯網技術可以自動檢測並實時報告路段的“健康狀況”，在道路擁堵路段或者出現其他突發情況的路段，系統自動調配紅綠燈，合理安排紅綠燈的等候時間，同時為車主推薦最佳行駛路線；還可以避免超載的車輛經過橋樑，也能根據光線強弱，調控路燈亮度。從而減少交通事故的發生。
在公交方面，物聯網技術構建的智能公交系統通過綜合運用網絡通信、GIS地理信息、GPS定位及電子控 制等手段，集智能運營調度、電子站牌發佈、IC卡收費、ERP（快速公交系統）管理等於一體。通過該系統可以及時準確的掌握每一輛車輛的具體位置，從而通過相關軟件可以及時查詢公交停靠站時間。
停車難問題對於現在密集的城市交通來說，一直是人們所關心的問題。通過應用物聯網技術可以幫助人們更快更準確的找到停車位，智能化的停車場通過採用超聲波傳感器、攝像感應、地感性傳感器、太陽能供電等技術，第一時間識別的車輛的進庫和離位，反應到智能車庫系統中。
（2）文物保護和數字博物館
文物的保護，文物本身的特徵要求他們都環境都有不同的要求，應用物聯網技術，建立數字博物館，通過對文物保存環境的溫度、溼度、光照、降塵和有害氣體等進行長期監測和控制，從而建立文物數據庫，將出土後的文物，因環境原因對文物造成的損耗降到最低。
數字家庭
2、數字家庭
不知道大家有沒有和我一樣的經歷，在家中，剛找到電視遙控器，一轉眼空調遙控器又找不到了，所以如果利用物聯網技術建立一個數字家庭，將家中各種家用電器，都採用一個終端遙控器控制，是不是操作起來更加便捷。
定位導航
3、定位導航
物聯網與衛星定位技術、GSM、GPRS、CDMA移動通訊技術、GIS地理信息系統相結合，能夠在互聯網和移 動通信網絡覆蓋範圍內使用GPs技術，使用和維護成本大大降低，並能實現端到端的多向互動。
4、現代物流管理
通過在物流商品中植入傳感芯片（節點），供應鏈上的購買、生產製造、包裝／裝卸、堆棧、運輸、配送／分銷、出售、服務每—個環節都能被系統實時監測，這讓物流體系更加完整和省心，對於消費者來說，也不需要擔心出現丟件漏件的現象，及時出現，也可以很快追責到個人。
食品安全控制
5、食品安全控制
民以食為天，所以食品安全問題，一直是民生問題中重視的一項。通過物聯網識別，給每一個食物進行標籤識別，這樣從食物生長初期到最終進入銷售渠道，每一個過程都能全程把關，讓我們吃的更加安心、放心。
零售業
6、零售
RFID取代零售業的傳統條碼系統（Barcode），使物品識別的穿透性（主要指穿透金屬和液體）、遠距離 以及商品的防盜和跟蹤有了極大改進。
數字醫療
7、數字醫療
網絡安全
8、防入侵系統
物聯網的安全問題一直引發大家的討論，那麼如何避免物聯網的信息被他人竊取，從而變成他們非法盈利的工具顯得尤為重要。我們可以通過成千上萬個覆蓋地面、柵欄和低空探測的傳感節點，防止入侵者的翻越、偷渡、恐怖襲擊等攻擊性 入侵。上海機場和上海世界博覽會已成功採用了該技術。
隨著物聯網的應用普及，如何規範物聯網行業標準和核心技術，成為業界發展的重要舉措，同時解決好信息安全技術，也是是物聯網發展面臨的迫切問題。
IP地址
三、IP地址“慾求不滿”？
1、第一個基本需求是需要充分的IP地址
近幾年物聯網發展步伐不斷加快，也出現了一個有趣的情況，那就是 IP 可能不夠用了。大家可以觀察一下家中的物聯網設備：無線攝像頭、家居自動化設備、可穿戴設備等等，你會發現，這些設備可以使用的 IP 地址十分有限，因為現在範圍僅限於IPv4。
眾所周知，目前全球人口已經超過70億大關，而且還有持續增加的可能性。IPv4 是之前為了解決互聯網擁擠而提出的網絡協議，但問題在於32位的 IPv4 提供的 IP 地址十分有限，全球範圍內共有 43 億個，和龐大的70億人口數量相比，顯然平均分配不足以讓每人擁有一個IPv4 Address，目前可以說是消耗殆盡了。
雖然目前有網絡地址轉換NAT (Network Address Translation)技術可以減少IPv4地址枯竭問題，然而面對到物聯網應用需要大量的地址時，NAT技術就不是一個好的解決方案;
自動連接
2、第二個基本需求則是需要自動連接
試想一個智能家居可能有智能空調、冰箱、廚房等數十個可連網的智能設備，如果用戶需要對每個智能設備設定其網絡組態，顯然太過於複雜的網絡組態設定會會用戶體驗大打折扣，這時如果可以進行統一管理，並可以設置自動連接的話，對用戶來說無疑是一件好事。
3、第三個基本需求則是安全
傳統計算機設備如果被黑客入侵，對個人而言，損失的將是個人銀行卡、信用卡，各類電子支付等個人財產、社交媒體的網絡賬號等個人信息資料；對於企業而言，損失的則是公司的機密，同時也會涉及到公司的財產。
在物聯網的應用中，所有的設備終端都連接在網絡，此時如果受到黑客入侵的話，機密性、完整性或是可用性都將受到威脅，損失比傳統計算機設備更加慘重。所以安全性始終是我們無法避開的話題。
IPv6
四、物聯網與 IPv6 聯姻
因為IPv4的侷限性，IPv6應運而生，作為新一代的互聯網通訊協議來滿足人們的高需求。
1、IPv6
IPv6是Internet Protocol Version 6的縮寫，其中Internet Protocol譯為“互聯網協議”。IPv6是IETF（互聯網工程任務組，Internet Engineering Task Force）設計的用於替代現行版本IP協議（IPv4）的下一代IP協議，號稱可以為全世界的每一粒沙子編上一個網址。
IPv4最大的問題受限於 網絡地址資源有限，這點嚴重製約了互聯網的應用和發展。IPv6的使用，不僅能解決網絡地址資源數量的問題，而且也解決了多種接入設備連接網絡所帶來的障礙，縮小對用戶的威脅。
2、IPv6的優勢
（1）大量的網絡位置
目前一般分配給計算機的地址為IPv4地址，其地址是由 4組 8位數字 (0～255) 排列組合而成。以210.130.1.1這串數字為例，總共有2的32次方個地址可用，合計4，294，967，296個，最上游之IP地址管理機構IANA於2011年已將IPv4地址核發完畢。
而IPv6總共有2的128次方個地址可以使用，也就是有340282366920938463463374607431768211456個IPv6地址可以使用。
地球總面積約5億1千萬平方公里，那麼一平方公尺能有多少IPv6的地址呢?每平方公尺將可有655570793348866943898599個IPv6地址(約有6仟5佰萬兆個)。把每一個連網設備比喻成一粒沙子，就算鋪在地面上的每一粒沙子都有一個IPv6的地址的情況下都還夠用。
所以從數量上看，IPv6比IPv4地址數量要多出很多，在以IPv6為基礎的物聯網應用中，我們不需要擔心IPv6數量問題。
（2） 即插即用
IPv6通訊協議支持自動組態(Auto-configuration)功能，IPv6主機接上網絡後可自動獲得地址。這種“即插即用”式的特點，可以大大減輕網絡管理者及用戶設定對管理IPv6地址的負擔。若配合DNS自動更新設定，還可以支持隨插連網上線使用功能。
（3）加密功能
內建個人計算機身份認證加密功能(IPsec)：IPSec是過去為了解決IPv4的安全性問題所產生的IP地址安全協議。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網的安全性，讓用戶信息的安全保障得以升級。
（4）服務質量有保證
通過前三點，我們不難發現，IPv6為物聯網發展的基礎建設所帶來的優勢，所以後續服務也將是用戶關心的問題。IPv6可提供服務質量保證 (Quality of Service， QoS) 機制，提供順暢、有秩序的網絡傳輸環境，能將網絡資源進行分級分類，藉助流量控管保持網絡傳輸的順暢。因此要發展物聯網，除了軟硬件設備的精進和技術的升級，IPv6通訊協議也是一個不可或缺的重要基礎建設。
3、IPv6的問題
傳統互聯網引入IPv6 的最大優勢在於，無論網絡規模如何擴大，IPv6 都能為每一個接入設備提供充足的空間和地址，甚至物聯網設備也不例外。
從狹義上理解，這種優勢看起來毫無弊端，但就目前的現狀而言，只有部分IPv6 地址空間擁有開放權限，而IPv6 互聯網中的主機數量理論上確實可以達到3.4×1038（即支持2128個地址）。這聽起來是一個天文數字，即使物聯網，似乎也達不到這個規模。
綜上所述，不少專家學者和製造商（特別是既得利益者）躊躇滿志地認為，IPv6 已經做好準備，迎接物聯網時代的到來，全世界只需要繼續維持現在就可以接入聯網設備，畢竟可用的IP 地址多如砂礫。
不過，這種“一頭扎進沙堆裡”的鴕鳥政策，恰恰忽略了最基本的因素——經濟成本。這些成本主要集中在軟硬件系統、監督與管理以及安全保障這三個方面。
（1）IPv6燒錢的無用功能
經典的計算與通信設備（如個人計算機、平板電腦和智能手機）集成了處理器、內存和存儲設備等功能一體化設計，這些設計保證了它們的核心功能。引入IPv6 只需將協議置於存儲器設備中，在內存中執行，並通過處理器驅動他們。
實際上，IPv6 使用造成的邊際成本與他們高昂的利潤相比微乎其微，幾乎不必估量。未來物聯網需要連接的設備，是那些從未聯網的設備，將他們互聯起來，這也是關鍵所在。
通常，這些設備從設計之初到製造再到出售，均以最低成本收貨最高的利潤。同時為了發揮物聯網其巨大的潛能，我們有必要為那些海量的設備設立統一的行業規範標準，不然很可能會淪為一次性產品。從而阻斷雙方的發展。
（2）廉價設備難以承載傳統IPv6協議
據估計，即便是批量生產，為這些設備使IPv6 增加的邊際成本也要將近50 美元。如果將所有功能封裝到硅片中，那麼為終端設備增加物聯網基本組網功能所需要的成本接近1 美元。
如果單純的只是為了運行傳統的IPv6 協議，而在設備終端（如溼敏元件、照明燈、烤箱等）增加相應的軟硬件負荷，顯然會成為物聯網的巨大障礙，所以我們必須對設備的實際成本做到心中有數，從他們的成本指數上也足以證明，為物聯網設備創建新的解決思路也是非常有必要的。
（3）高昂的IPv6設備監管成本
在物聯網時代，雖然設備製造商數以百萬計，但想要定位並追蹤他們絕非難事，因為每一款網絡設備都有對應的網絡地址。但當以試圖從數千億IPv6 地址進行檢索時，這無異於大海撈針，因為你可能需要花上幾百年時間。
因此對於一個由複雜的IPv6設備組成的物聯網而言，他的管理成本不言而喻，可能遠遠超過世界上任何網絡化工程。高昂的管理成本，再遇到本已捉襟見肘的運營商來說，無疑是雪上加霜，所以 如何降低高昂IPv6設備的監管成本對於運營商也是一大考驗，或者說他們要如何吸引到足夠的投資金額來支撐他們。
4、IPv6自身的侷限性
此外，IPv6也有它自身的許多侷限性。
（1）IPv6部署難
IPv6至今難以普及的原因，部署困難首當其衝。如果IT產業一夜之間被毀掉，想要在新鋪設的網絡中全面普及IPv6協議，這並不困難。然而現實是目前互聯網存在，IPv6的使命是讓其更加穩健的運行而不是推翻重來，這就要求IPv6能在IPv4的基礎上升級，而IPv4共生共存。
（2）IPv6和IPv4的兼容性差
兼容性的問題，一直被不斷的提出。IPv6令人遺憾的是，IPv6和IPv4的兼容性並不好，難以實現互聯互通，雙方建立網絡通信需要依靠隧道，隧道的成本又十分的高昂。歸根結底，我們要從根源上解決問題，就是讓 IPv4升級IPv6。
IPv4升級IPv6又不像常規的系統升級這麼簡單，大到設備終端、傳輸路徑方方面面，小到網絡硬件的邊邊角角。
NAT
（3）NAT搶佔IPv6市場運營
前面我們提到IPv6最大的優點就是IP地址多，多如砂礫，但現實中，我們需要這麼多IP麼？我想你的回答可能是：No！我並不需要。
NAT（Network Address Translation，網絡地址轉換），NAT也能解決了lP地址不足的問題，而且還能夠有效地避免來自網絡外部的攻擊，隱藏並保護網絡內部的計算機。所以目前運營商已經在使用NAT，通過NAT給用戶分配內網地址而非公網地址，從而削弱了IPv6的市場競爭力。
總結：
隨著物聯網系統的普及，IPv6作為新一代互聯網通訊協議，還有很長的路要走，通過技術的不斷升級和與市場的磨合，同時解決導入和信息安全問題。就目前的形勢來看，可能網絡安全和用戶信息安全問題遲早會得到解決，但是由於很多設備不支持 IPv6，這些設備之間的互聯互通也是一個值得特別關注的問題。
但未來的物聯網應用將會呈現不斷成長、成熟的趨勢，因此物聯網和IPv6關係，也將有賴於物聯網雲端應用、大數據分析技術、雲計算分佈式管理，還有後期專業人士的維護，得到相對應的網絡基礎建設支持，從而變得更加緊密 ，更好的為用戶服務。
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