全球各种各样IPv6特色应用分析

　　一直以来人们都在期待一种或多种“杀手程序”的出现把IPv6带入网络中并满足人们的需要，但是随着IPv6商用进程的不断进展，人们的这种期待已开始回归理性。

　　实际上，IPv6只是互联网的一项基础网络技术，它本身不能直接做为业务的卖点，但以IPv6为技术基础的下一代互联网不但可以支持现有IPv4网络上所提供的所有业务，还能充分支持丰富多样、个性化、无处不在的各种创新业务，而且IPv6非常适合于拥有巨大数量的各种细小设备的网络，而不是由价格昂贵的计算机组成的网络。随着为各种设备增加网络功能成本的下降，可以预见IPv6将在连接有各种简单装置的超大型网络中运转良好，并且这些未来将连接到 IPv6网络上的设备会更便宜、更简单和更小巧。IPv6的信息终端包括各种有线或者无线的计算类、通信类及消费类信息终端，其中消费类终端主要指非PC 类智能终端，如信息家电、网络摄像机、网络汽车、游戏终端等。以下是一些IPv6特色应用的举例分析。

    一、IPv6与RFID

    RFID(射频识别)是一种非接触式的自动识别技术，它通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据，识别工作无须人工干预，作为条形码的无线版本， RFID技术具有条形码所不具备的防水、防磁、耐高温、使用寿命长、读取距离大、标签上数据可以加密、存储数据容量更大、存储信息更改自如等优点，其应用将给零售、物流等产业带来革命性变化。由于IPv6的地址空间巨大，对于RFID来说非常适合，IPv6的大量地址可以实现为每一个RFID分配一个地址，这在地址资源相当匮乏的IPv4来看是难以想象的。

    在亚洲，日、韩两国非常重视RFID标记技术。日本在其“e-Japan战略Ⅱ”中列上了RFID标记技术。在美国使用无源RFID最多的沃尔玛要求其供货商到2005年在所有进货上都应贴上RFID标记。2005年3月，5 家 RFID 标签供应商已经获得美国国防部合同，这是美国国防部决定采用被动式 RFID 系统后发出的首批合同，由于RFID技术的采用，使得美国国防部在已拥有/32的IPv6地址块之后，还正在申请/16的IPv6地址块。

    二、IPv6与家庭网络

    互联网在全球普及之后“家庭网络”的概念开始出现，但是由于IPv4地址的稀缺，当众多的信息家电通过家庭网关连入网络时，IPv4有限的地址资源无法为所有信息家电分配惟一的IPv4地址，只能利用诸如NAT、私有地址空间等技术来绕过这一限制，但复杂的设置和管理将严重阻碍用户对于新技术的接受程度。 IPv6则没有这样的限制。

    韩国宽带普及率全球领先，家庭网络已经成为下一步的网络发展重点。2002年，韩国家庭网络市场的规模大约为25.1亿美元，到2007年将会增至 117.9亿美元，到2010年将达到234.5亿美元。根据韩国政府的“1000万家庭网络计划”，家庭服务器/家庭网关市场的年平均增长率将为 62%。

    韩国政府的“家庭网络导航项目”吸引了来自电信、广播、建筑和电子等领域的公司参与。该项目通过“家庭网络模型业务”活动来促进各种业务的开发，推动产业发展，核查不同设备和业务之间的兼容性，并且为建立标准和长期发展计划做准备。

    韩国“家庭网络模型业务”活动计划用从2003到2007年的5年的时间完成，并且分为两个阶段，表1显示的是第一阶段的实施内容。韩国的电信业务提供商如KT、SKT和HanaroTelecom都采取了积极的行动，其兴趣点不仅仅是家庭自动化的概念，还包括VOD/IP广播业务、远程医疗/教育和其他增值业务。

    由Consulintel管理、在西班牙马德里FixedShowcase演示的IPv6@Home试验是为了试验真实的家庭网络场景。 IPv6@Home是能够通过照相机察看家里状况的自动系统，可以打开/关闭百叶窗、打开/关闭电灯/电炉等，可以查看屋里是否有陌生人闯入，可以远程管理报警系统、远程管理照相机（观看视频信号）、远程照顾宠物（提供水或者食物）等。一些设备采用原生IPv6（通过以太网、WLAN、PLC和蓝牙），其他设备采用X.10，使用接口系统(OSGi)IPv6-X.10。

    IPv6@Home位于马德里一所真实的房间里，通过商用的IPv4ADSL和NAT与外界连接，使用proto-41来转发IPv6数据。

图1IPv6@Home的组成元素 

    三、IPv6与三重服务（triple–play）

    从业务性质来看，triple-play中包含了基本语音业务、高速数据业务和高质量视频业务这三类电信业务。从接收媒介来看，triple-play中包括话音业务、基于电视的业务和基于计算机的业务。基于电视的业务主要与视频业务（特别是电视业务）相关，包括广播电视、高清晰度电视、PPV、VOD、电子节目导航、PVR、iTV等多种业务形式，视频的质量与有线电视或卫星电视的质量相当；基于计算机的业务主要与视频和数据业务相关，包括高速上网、实时电视、VOD、视频会议、交互式游戏等，需要支持连接共享，对家庭来说，接入速度至少要3Mbit/s；话音业务则主要包括传统的电话业务、IP话音业务。

    由于受到网络情况、地区经济水平、用户的消费习惯等多种因素的影响，各个运营商会形成多种多样的业务组合，因此对于不同的运营商提供的triple-play的实际含义各不相同。

    随着电信运营商开展三重服务，越来越多的设备和业务都变成IP传输，随之而来的是需要越来越多的网络地址并且需要网络能够支持即插即用，而IPv6 能够满足这种需求。

    四、IPv6与移动

    IPv6将为移动通信带来无限的发展空间，具体表现在以下方面。

    1．IPv6有着巨大的地址空间。IPv6为全球数十亿的用户提供足够多的地址，特别是充满生机的移动市场，采用IPv6之后，有了足够的IP地址， IPv4中的网络地址翻译（NAT）将不再需要，这将使移动IPv6的部署更加简单直接，由于不再需要管理内部地址与公网地址之间的网络地址翻译和地址映射，使得网络的部署工作只需要管理比IPv4少的网络元素和协议。

    2．提供端到端的对等通信。今天的因特网上NAT被广泛地使用，绝大多数的应用都是基于客户端/服务器的方式，这种状况完全无法满足人们对未来移动网络的要求，因为移动手机之间及与其它网络设备之间的通信绝大部分都要求是对等的，因此需要有全球地址而不是内部地址，去掉NAT将使通信真正实现全球可达、任意点到任意点的连接、网络发起（network-initiated）的IP业务等，这对于未来蜂窝网络和因特网之间的互通（interworking）来说是最有益的，对这些网络的持续成功发展是至关重要的。

    3．内嵌的安全机制。IPv6标准完整组成的一部分是对安全机制的定义，而在IPv4标准中安全问题是一个补充的可选部分。IPv6将安全作为标准的有机组成部分，IPv6的全球编址模式要求安全的部署应该在更加协调统一的层次上，而不是像IPv4那样通过叠加的解决方案来实现安全。通过IPv6中的 IPsec可以对IP层上（也就是运行在IP层上的所有应用）的通信提供加密/授权。通过移动IPv6可以实现远程企业内部网（如企业VPN网络）的无缝接入，并且可以实现永远连接。

    4．方便的自动配置。IPv6中主机地址的配置方法包括无状态自动配置、全状态自动配置（DHCPv6）和静态地址，这意味着在IPv6环境中的编址方式能够实现更加有效率的自我管理，使得移动、增加和更改更加容易，并且显著降低了网络管理的成本。无状态自动配置是移动节点获得地址的重要方法，节点采用邻居发现机制自动获取独一无二的全球可路由地址，这种即插即用的地址配置方式不需要用户或者运营商进行人工干预，非常符合移动设备的上网要求；而全状态自动配置如DHCP则要求增加一个服务器，同时也增加了运营和维护的工作。

    5．服务质量（QoS）的保证。IPv6的头标增加了一个流标记域，20位长的流标记域使得任何网络的中间点都能够确定并区别对待某个IP地址的数据流，尽管目前流标记的确切使用方法尚未标准化，但可以肯定的是它可以用来支持未来基于服务水平和其它标准的新的计费系统等。IPv6还通过另外几种方法来改善服务质量，主要有提供永远连接、防止服务中断及提高网络性能等。

    6．IPv6通过静态的家乡地址来识别每个节点。移动节点离开家乡子网时向其家乡链路上的家乡代理发送其当前位置的信息，家乡代理截获发送到该移动节点地址的数据包并用隧道将数据发送到移动节点当前的位置。这一机制对于IP以上的所有网络层（如TCP、UDP以及所有的应用）都是完全透明的，因此移动节点的DNS记录指向的是节点的家乡地址，当移动节点改变其因特网的接入点时不需要更改其DNS记录，实际上移动IPv6只是影响了数据包的选路，而独立于路由协议本身（如RIP、OSPF等）。

    7．移动IPv6还创造了转交地址（care-of-address）。当某个节点改变了其网络的接入点时，该节点的转交地址有两种生成方式，一种是通过接收路由器的通告获取（无状态地址自动配置），一种是由DHCP服务器分配（全状态地址自动配置）。

    移动节点必须能够在一个路由器移动到另一个路由器的时候保证不中断端到端的连接，因此每个移动节点都需要一个家乡地址来保持连接，还需要许许多多的转交地址来维持移动节点的选路。因此未来将需要数十亿个转交地址。

    目前已经有了第一款商用的IPv6终端，Nokia7700，2005年底将会有更多的终端面世。

    从3G与IPv6的关系来看，3G的国际标准组织3GPP和3GPP2认为：GSM和CDMA的蜂窝电话未来需要高速增值应用、无缝无线移动性和便携性、位置信息等业务，因此3GPP在互联网多媒体子系统（IMS）和UMTS的TerrestrialRemoteAccessNetwork(UTRAN) 中支持IPv6。

   五、IPv6与VoIP

    2003年8月29日，Skype开始向使用ADSL和Cable的永远在线的用户提供高质量的p2p电话，并于2004年4月6日发布了用于Wi-Fi 热点接入的PocketSkype。2005年Skype有150万户用户，任何时候都有100万户以上的连接，承载了30亿分的免费分钟数。2004年 7月，Teleglobe，Level3，iBasis提供SkypePSTN上的被叫。到2005年1月，Skypeout已经有了40万用户。目前， Skype网站的下载次数已经超过1亿次，注册用户超过3500万户，每天有15万户新增用户。

    Skype于2005年6月15日正式公布了两个新增的付费服务。第一个付费服务是SkypeIn，该服务允许用户使用固定电话或移动电话联系Skype 号码。另一个付费服务是语音邮箱服务，即SkypeVoicemail。从2005年6月25日开始，Skype公司IP语音服务的用户获得了免费的视频、语音和数据共享服务。

    用户级的VoIP业务在美国已经有Vonage，AT&TCallVantage，Packet8，PrimusLingo等在提供，这些运营商向个人用户提供VoIP业务，预计2004年底的500多万户用户到2005年底将会翻一番。一些新的家庭路由器如D-Link1420路由器已经包括 VoIP路由。这一市场随着双模的wi-fi/蜂窝电话终端设备的出现而迅速扩大。随着市场的扩大，这些终端设备对地址的要求量将会很大，而IPv6完全可以满足这种需求，IPv6还可以提供端到端的通信能力。另外，企业级VoIP设备中的IP PBX和IP Centrex都已经在考虑支持IPv6。

    六、IPv6与Wi-Fi和Wi-Max

    Wi-Fi和Wi-Max都将是IPv6走向实用的主要驱动力之一。家庭Wi-Fi路由器的成功和热点地区的发展使得全球有3000多万户热点用户，4万多个公共热点地区。Wi-Fi联盟已经推出1500多个Wi-Fi认证的产品，30%的笔记本电脑出货的时候已经有了Centrino芯片，Wi-fi手机的面世指日可待，而新的柯达数码相机已经有了Wi-fi接入功能，一些Wi-fi路由器目前已经集成了VoIP和VPN功能，而且很多Wi-fi路由器已经有了IPv6功能。

    Wi-Max作为新的无线接入技术具有高带宽、广覆盖的性能，已成为业界的新宠，2005年第一季度，Intel的Wi-MaxCentrino开始支持 Wi-Max，Intel和AT&T联合推动Wi-Max发展，美国的Clearwire公司计划推出全美的Wi-Max网络，世界上第一个移动 Wi-Max网络将是2005年底在韩国出现的WiBro。

    随着Wi-Fi、Wi-Max的发展，对IP地址的要求将会急剧增长，从而驱动IPv6的发展，而且IPv6的新的特性也将为这些技术和应用的实现带来更多方便，除了能够提供大量的地址空间之外，IPv6即插即用的特性、不需要通过NAT的端到端通信等，都将为这些移动技术和应用的发展奠定良好的基础。

    七、IPv6与信息家电

    网络家电是IPv6下一代网络中的重要应用之一。所谓网络家电，指通过个人电脑、PDA等信息设备可对连接在家庭网络中的空调、电饭煲、微波炉、冰箱、电视、音响和照明设备等家用电器进行远距离遥控。

    为了推行网络家电标准，众多家电厂商正在开发面向IPv6的多种网络家电产品，并进行多项网络家电的IPv6实证实验。在日本，目前推行网络家电业的协作团体“非PC互联网应用协议会”是由松下电器产业、三洋电机软件、东芝信息系统、DTI四家公司于2002年5月创立的。四家公司还邀请了其他公司加入共同开发技术和标准。从2003年11月开始，18家大型电器厂商和通信厂商包括松下、NEC、KDDI、日立、夏普、三洋电机、NTTDoCoMo、日本通信等共同参加了将家用电器通过互联网连接的验证性实验，其中包括接通通信线路，进行网络家电设备的远距离操作、用户的身份识别及安全性等5项实验，通过实验，检查从远距离进行这些家用电器的操作时是否使用方便和安全性如何，从而为产品定型和正式应用打下良好的基础，目前实验还在进行中。

    在上述实验中，操作的安全性及远程操作家用设备的轻松便捷性成为实验的重要内容，这种特性对于IPv6的商业化展开具有相当关键的意义。对于网络家电应用来说，当用户出差的时候如果想操作自家的空调，他的设备所发出的命令必须保证连接到自家的空调，并且能够正确操作，而不是错误地控制了别的设备或别家的空调，操作的正确性需要由认证来保证。IPv6强制要求的IPSec所具有的认证和加密机制能够保证应用的安全性，然而实现过程需要专业人员做一系列复杂的设置，这对于大多数使用互联网的普通用户来说是很困难的，会在一定程度上限制和阻碍他们使用新型网络应用比如网络家电的意愿和热情。针对这种情况，如果在 IPv6协议的网络上加入具有自动认证服务的功能就可保证许多商业应用的立即实现。

    NTTDoCoMo正是看到了这样的商业机会，希望为网络家电应用提供认证服务而获得收益。然而，在“非PC互联网应用协议会”中，后来加入的 NTTDoCoMo是没有办法获得主导权的。为了推行“m2m-x”的网络家电认证服务，NTTDoCoMo牵头于2004年2月10日成立了 Ubiquitous Open Plat Form Forum(UOPF)，这是一个借助IPv6推进网络家电互联互通的业界组织。UOPF公布3天后，NTT DoCoMo即公布了“m2m-x”，很明显是想通过UOPF这样一个中立组织来推行m2m-x作为网络家电连接的标准方式。由于NTT DoCoMo对于UOPF具有领导和控制权，一旦家电厂商等产业链成员加入UOPF，他们就会顺理成章地跟随NTT DoCoMo推行“m2m-x”，共同完成网络家电业界标准化，目前家电界的双雄索尼与松下电器已加入UOPF。NTT DoCoMo想借助“m2m-x”，使得家电厂商、运营商、应用服务提供商建立统一的产业链关系，产业链成员将共同受益。

    八、IPv6与P2P游戏

    IPv4网络上的游戏采用的是“客户端/服务器”的模式，只能在一个区域和一定的范围内进行，IPv6有了足够多的地址，实现了网络上所有设备的点对点（P2P）通信，IPv6网络上的游戏真正实现了P2P世界，网络上的玩家可以自由地与全球任意一个人在任意终端上连接进入游戏，给予用户比较充分的沟通和交友的环境，是游戏业未来的发展方向。而且通过IPv6的综合业务平台可以提供对安全、隐私和计费的保障，将会极大增强在线游戏的P2P特性，为用户带来实时互动沟通的真实体验，同时通过先进的技术、安全的保障为经营者创造价值并确保经营的可靠性和稳定性。

    最近全球最大的网络游戏硬件提供商之一的索尼公司宣称，2005年以后，其全部消费类产品，包括网络游戏产品将全部实现IPv6支持，其游戏产品已经与电子、音像制品并驾齐驱，成为索尼的三大业务之一。目前，SONY的PS2（PlayStation2）已经支持网络接口（一个PC卡接口、一个 IEEE1394 接口和一个USB 接口），SEGA 的DREAM CAST 也包含一个内置的MODEM，可以拨号上网。SONY将不再设计没有网络接口的产品。索尼公司还将其“PlayStation 2”与USB摄像头结合，提供“面对面”的在线游戏支持。将“PlayStation2”连接到具有综合业务平台的下一代互联网上，可实现即插即用，用户无须进行复杂的设定，就可开始安全、便捷的“面对面”在线游戏了。同时，由于下一代互联网所具有的卓越的移动性，用户即使在行驶的车辆上也能始终保持竞技状态。无疑，这种“面对面”在线游戏业务使虚拟空间的在线体验更接近现实体验（实时、互动、真实竞争体验），将具有极其广阔的市场发展前景。