隨著物聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展,各界對(duì)于能滿足更多IP需求的下一代IP協(xié)議IPv6的呼聲已經(jīng)越來(lái)越高。我國(guó)IPv6商用已經(jīng)逐步展開,以IPv6為基礎(chǔ)的下一代網(wǎng)絡(luò)建設(shè)將加速政府、企業(yè)和家庭的網(wǎng)絡(luò)化進(jìn)程,IPv6取代IPv4已成為網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的趨勢(shì)。但I(xiàn)Pv6取代IPv4是一個(gè)漫長(zhǎng)的過(guò)程,未來(lái)很長(zhǎng)一段時(shí)間,IPv4和IPv6將長(zhǎng)期共存和發(fā)展。在視頻監(jiān)控行業(yè),隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、編解碼技術(shù)及存儲(chǔ)技術(shù)的不斷發(fā)展,網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng),即將成為主流。
網(wǎng)絡(luò)泰坦尼克危機(jī)催生IPv6
隨著移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、三網(wǎng)融合等應(yīng)用的不斷發(fā)展,除了電腦,iPad、手機(jī)、電視、冰箱、空調(diào)、日用品甚至萬(wàn)事萬(wàn)物都可能成為互聯(lián)網(wǎng)終端,都需要分配IP地址,目前廣泛部署使用的IPv4協(xié)議也日益顯示出其設(shè)計(jì)上的不足:IPv4地址空間嚴(yán)重不足。據(jù)某權(quán)威部門推算,未來(lái)5年我國(guó)IP需求量約為345億,其中移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)約為10億,物聯(lián)網(wǎng)預(yù)計(jì)需求量約為100億,固定互聯(lián)網(wǎng)約5億,而按照IP地址33%的利用率來(lái)推算,我國(guó)未來(lái)IP用戶需求量將達(dá)到345億,遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)我國(guó)IPv4的地址數(shù)量2.78億(2010年12月數(shù)據(jù)),也大大超過(guò)了全球IPv4的理論地址數(shù)43億。來(lái)自IANA(國(guó)際互聯(lián)網(wǎng)數(shù)字分配機(jī)構(gòu))的消息顯示, IPv4地址已于2011年2月3日分配完畢,全球IP地址總庫(kù)已經(jīng)枯竭。這一現(xiàn)象被稱“網(wǎng)絡(luò)泰坦尼克危機(jī)”。
此外,IPv4還存在骨干路由器維護(hù)的路由表表項(xiàng)數(shù)量過(guò)大、不易進(jìn)行自動(dòng)配置和重新編址、不能解決日益突出的安全問(wèn)題等先天不足。雖然針對(duì)IPv4地址短缺問(wèn)題,也出現(xiàn)了多種解決方案,比較有代表性的是NAT,然而NAT廣泛的部署,解決了地址短缺問(wèn)題,也帶來(lái)一些問(wèn)題:NAT破壞了IP端到端模型;存在單點(diǎn)失效,降低了網(wǎng)絡(luò)可靠性;非NAT友好應(yīng)用支持問(wèn)題;不支持端到端的安全;網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)容和重新部署困難;NAT也不能解決所有地址短缺問(wèn)題。
而IPv6協(xié)議的提出,徹底解決了IPv4地址空間即將耗盡的問(wèn)題。IPv4的理論地址數(shù)有43億個(gè),而采用IPv6的IP地址數(shù)量為2的128次方。這個(gè)數(shù)字的概念是,如果全球有1800億億網(wǎng)民,每人擁有1800億億互聯(lián)網(wǎng)終端,所有這些終端同時(shí)上網(wǎng),IP地址仍有富余。
此外,相比IPv4,IPv6也提供了一些新的特性和改善措施:層次化的路由結(jié)構(gòu);支持自動(dòng)配置,即插即用;支持端到端的安全;QoS能力,對(duì)各種信息根據(jù)緊急性和服務(wù)類別確定數(shù)據(jù)包的優(yōu)先級(jí);支持移動(dòng)特性;增強(qiáng)的組播(Multicast)支持以及對(duì)流的支持(Flow-control);增加IP在整合其他網(wǎng)絡(luò)的兼容性。
從IPv4到IPv6,必然趨勢(shì)
使用IPv6取代IPv4已成為網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的趨勢(shì)。目前許多國(guó)家和地區(qū)都建立了基于IPv6的下一代互聯(lián)試驗(yàn)網(wǎng),隨著下一代互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的不斷成熟和用戶業(yè)務(wù)需求的不斷增加,IPv6在越來(lái)越多的國(guó)家得到應(yīng)用。日本、歐洲都已經(jīng)出現(xiàn)了商用的IPv6網(wǎng)絡(luò),美國(guó)政府也提出了美國(guó)的IPv6 行動(dòng)計(jì)劃:2012年底所有政府網(wǎng)站支持IPv6,政府只采購(gòu)支持IPv6的IT設(shè)備,2014年完成全國(guó)性IPv6升級(jí)改造。我國(guó)早在1994年即開始建設(shè)第二代中國(guó)教育和科研計(jì)算機(jī)網(wǎng)CERNET2,建設(shè)后將成為世界上規(guī)模最大的純IPv6下一代互聯(lián)網(wǎng)主干網(wǎng)。
從應(yīng)用來(lái)看,IPv6與移動(dòng)通信的結(jié)合將為目前的互聯(lián)網(wǎng)開拓一個(gè)全新的領(lǐng)域,移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)將成為IPv6的第一個(gè)“殺手級(jí)”應(yīng)用。物聯(lián)網(wǎng)和云計(jì)算年代,手機(jī)、智能家電等各種數(shù)額龐大的移動(dòng)用戶群體,需要分配大量的IP地址,而IPv6豐富的IP地址資源IPv6可以為所有的移動(dòng)終端提供唯一的IP地址。從終端、業(yè)務(wù)特點(diǎn)來(lái)看,移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)有條件先于固定網(wǎng)部署IPv6。針對(duì)移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn),率先在移動(dòng)分組域引入IPv6,其升級(jí)改造工作量較小。通過(guò)市場(chǎng)的調(diào)節(jié),提供豐富的基于IPv6的終端和內(nèi)容服務(wù),屆時(shí),再借助移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)IPv6帶來(lái)的終端和內(nèi)容服務(wù)優(yōu)勢(shì),就可以將固定網(wǎng)絡(luò)向IPv6遷移。
從發(fā)展趨勢(shì)來(lái)看,IPv6將成為未來(lái)IP網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展方向,未來(lái)的IP網(wǎng)絡(luò)將是全I(xiàn)Pv6網(wǎng)絡(luò)。但目前互聯(lián)網(wǎng)向IPv6演進(jìn)還存在一些困難,主要表現(xiàn)在:一些運(yùn)營(yíng)商認(rèn)為IPv6難以部署更高的基礎(chǔ)設(shè)備費(fèi)用;與IPv4互通; IPv6部署和運(yùn)營(yíng)經(jīng)驗(yàn)不足,存在著風(fēng)險(xiǎn)。因此,演進(jìn)注定是一個(gè)長(zhǎng)期的過(guò)程,要綜合考慮用戶體驗(yàn)、業(yè)務(wù)策略、部署成本和投資收益等方面的因素。
因此,未來(lái)很長(zhǎng)一段時(shí)間,IPv4和IPv6將長(zhǎng)期共存和發(fā)展,在這一漫長(zhǎng)的共存期中,純IPv6網(wǎng)絡(luò)將會(huì)區(qū)域性地不斷出現(xiàn),網(wǎng)絡(luò)將呈現(xiàn)出純IPv4網(wǎng)絡(luò)和純IPv6網(wǎng)絡(luò)共同存在、互相交錯(cuò)的局面。隨著網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的進(jìn)一步發(fā)展,IPv6網(wǎng)絡(luò)最終將占統(tǒng)治地位,過(guò)度到全I(xiàn)Pv6網(wǎng)絡(luò)。
IPv6業(yè)務(wù)切入,與安防企業(yè)緊密相關(guān)
根據(jù)《安防產(chǎn)業(yè)“十二五”規(guī)劃》(審議稿):到“十二五”末期安防產(chǎn)業(yè)年均增長(zhǎng)率達(dá)到20%左右,2015年總產(chǎn)值達(dá)到5000億元,實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)規(guī)模翻一番的總體目標(biāo)。[nextpage]
在工信部《工業(yè)和信息化部2010年標(biāo)準(zhǔn)化工作要點(diǎn)》中, IPv6已被指定為2010年通信行業(yè)核心工作之一。隨著IPv6應(yīng)用的加速,工信部也明確了未來(lái)IPv6六大業(yè)務(wù)切入點(diǎn):自營(yíng)業(yè)務(wù)首先過(guò)渡;企業(yè)和家庭網(wǎng)關(guān)實(shí)現(xiàn)對(duì)部分政企和家庭客戶IPv6接入支持;移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)部署改造較簡(jiǎn)單且用戶少,應(yīng)加速過(guò)渡;IPVPN業(yè)務(wù)面向政企客戶群的過(guò)渡;未來(lái)高端業(yè)務(wù)宜采用IPv4/IPv6雙棧模式、大眾業(yè)務(wù)宜采用純IPv6模式發(fā)展;M2M應(yīng)用和物聯(lián)網(wǎng)可直接采用IPv6。這幾大業(yè)務(wù)切入點(diǎn)無(wú)疑也是安防企業(yè)應(yīng)當(dāng)倍加關(guān)注的,隨著硬件技術(shù)越來(lái)越成熟,IPv6安防業(yè)務(wù)應(yīng)用中越來(lái)越具有實(shí)際意義。
對(duì)安防企業(yè)而言,如何能夠有效的利用IPv6的優(yōu)勢(shì)來(lái)優(yōu)化產(chǎn)品,完善產(chǎn)品功能、豐富產(chǎn)品應(yīng)用是抓住這個(gè)機(jī)遇的關(guān)鍵。
網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控率先應(yīng)用
在安防產(chǎn)業(yè)鏈中視頻監(jiān)控系統(tǒng)產(chǎn)值占比最大,達(dá)到40-45%,在智能城市、智能社區(qū)、智能家居、智能交通、智能設(shè)施等安防建設(shè)中,視頻監(jiān)控得到廣泛的應(yīng)用。安防行業(yè)中IPv6的應(yīng)用主要以IP網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控為主。
首先,IPv4地址無(wú)法滿足物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代安防產(chǎn)業(yè)日益增長(zhǎng)的IP地址分配需求。采用IPv6協(xié)議后,近乎無(wú)限的IP地址可以為每一個(gè)網(wǎng)絡(luò)攝像終端分配有全球惟一的IP地址,在互聯(lián)網(wǎng)上可以隨時(shí)隨地地被訪問(wèn)到。不僅解決了地址容量問(wèn)題,還優(yōu)化了地址結(jié)構(gòu),提高了選路效率和數(shù)據(jù)吞吐量,適應(yīng)了視頻通信大信息量傳輸?shù)男枰?,為大量部署網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)成為可能。
其次,IPv6自身優(yōu)良的性能特點(diǎn)能滿足安防產(chǎn)業(yè)在移動(dòng)性、安全性、便捷性等方面的需要。在移動(dòng)性方面,IPv6協(xié)議集成了移動(dòng)IPv6,移動(dòng)節(jié)點(diǎn)可以跨越不同的網(wǎng)段實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)層面的移動(dòng),即使移動(dòng)節(jié)點(diǎn)漫游到一個(gè)新的網(wǎng)段上,其它終端仍可以利用移動(dòng)終端原來(lái)的IP地址找到它并與之通信。結(jié)合3G等無(wú)線傳輸手段,無(wú)論是處于運(yùn)動(dòng)中的網(wǎng)絡(luò)攝像終端還是運(yùn)動(dòng)中的瀏覽端,都可以為用戶提供永遠(yuǎn)在線不間斷的監(jiān)控服務(wù)。
在安全性方面, IPv6協(xié)議使用IPsec協(xié)議提供更高的安全性,使用流標(biāo)簽為數(shù)據(jù)包所屬類型提供個(gè)性化的網(wǎng)絡(luò)服務(wù),有效保障了相關(guān)業(yè)務(wù)的服務(wù)質(zhì)量,對(duì)用戶的安全性提供了充分的保障,并對(duì)視頻監(jiān)控應(yīng)用中各種媒體信息可以根據(jù)緊急性和服務(wù)類別確定數(shù)據(jù)包的優(yōu)先級(jí),協(xié)調(diào)視頻監(jiān)控管理系統(tǒng)中的語(yǔ)音、視頻、數(shù)據(jù)流的優(yōu)先順序,獲得更佳的信息傳輸質(zhì)量。
在擴(kuò)展性方面,IPv6擁有即插即用的強(qiáng)大優(yōu)勢(shì),使用簡(jiǎn)單方便,便于普及。
最后,IPv6增加了增強(qiáng)的組播支持以及對(duì)流的支持,使用了更多的組播地址,對(duì)組播域進(jìn)行了劃分,取消了IPv4廣播,可以更加有效地利用網(wǎng)絡(luò)帶寬,實(shí)現(xiàn)基于組播、具有網(wǎng)絡(luò)性能保障的大規(guī)模高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)應(yīng)用,這使得網(wǎng)絡(luò)上的多媒體應(yīng)用有了長(zhǎng)足發(fā)展的機(jī)會(huì),為服務(wù)質(zhì)量控制提供了良好的網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)。IPv6可以帶來(lái)百兆帶寬到桌面,可以使網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控的應(yīng)用場(chǎng)景和應(yīng)用內(nèi)容更加豐富。
由此可見,IPv6的應(yīng)用對(duì)網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控的應(yīng)用和發(fā)展會(huì)有很大的促進(jìn)作用,是實(shí)現(xiàn)“監(jiān)控大聯(lián)網(wǎng)”的有效解決方案,并且IPv6的應(yīng)用可以有效解決監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)由單級(jí)單節(jié)點(diǎn),向多級(jí)多節(jié)點(diǎn)擴(kuò)展,從局部到城域擴(kuò)展的過(guò)程中網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)膯?wèn)題,可以大大縮短系統(tǒng)的部署周期,使視頻監(jiān)控系統(tǒng)具有更高的移動(dòng)性、安全性、便捷性。
大規(guī)模推廣普及?還需時(shí)日
雖然網(wǎng)絡(luò)IPv6化是大勢(shì)所趨,但和IPv6在其它行業(yè)的應(yīng)用一樣,IPv6在中國(guó)安防大規(guī)模應(yīng)用的時(shí)機(jī)還未成熟,IPv4和IPv6將長(zhǎng)期共存和發(fā)展。
首先,安防領(lǐng)域作為一個(gè)特殊的領(lǐng)域,其安全性、保密性尤其重要,安防行業(yè)很多時(shí)候需要依靠“局限”、“局部”、“限制”來(lái)做到保密和安全。隨著安防產(chǎn)業(yè)的數(shù)字化、高清化,要在廣域網(wǎng)上實(shí)現(xiàn)高清還需要解決眾多問(wèn)題,如:帶寬、安全性、實(shí)時(shí)性、效率等等,如果這些問(wèn)題不能夠很好地解決,那么掛載到廣域網(wǎng)上的數(shù)據(jù)可能就存在很大的風(fēng)險(xiǎn),即使換作IPv6,面臨的也是同樣的問(wèn)題。協(xié)議替換本身并不能帶來(lái)質(zhì)的飛躍,所以,還是無(wú)法從根本上解決問(wèn)題。 [nextpage]
其次,只有安防設(shè)備和通信網(wǎng)絡(luò)都支持IPv6協(xié)議,IPv6的商用才有其實(shí)際意義。以網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控為例,視頻監(jiān)控IPv6的基礎(chǔ)一方面是網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)、網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器等設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)模塊支持IPv6協(xié)議,另一方面是承載IP視頻流的IP網(wǎng)絡(luò)需要支持IPv6協(xié)議。此外,還有相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)、軟件等都要支持IPv6協(xié)議。
再次,成本問(wèn)題。從IPv4到IPv6,設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)的改造是一筆巨大的成本。中國(guó)電信王曉初表示:從IPv4向IPv6過(guò)渡上的支出將很大,“中國(guó)電信至少需要數(shù)百億元的資金,才能完成全網(wǎng)改造。”
最后是用戶的接受問(wèn)題。IPv6能夠降低IPv4網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜性和成本,但這一優(yōu)勢(shì)也只有制造商能夠體會(huì)到,用戶卻無(wú)法感受到,尤其是市場(chǎng)普遍缺乏IPv6新技術(shù)亮點(diǎn)的典型案例,用戶考慮到成本和安全性問(wèn)題,導(dǎo)致安防產(chǎn)品短期內(nèi)還是會(huì)以IPv4協(xié)議為主導(dǎo)。所以大部分用戶還都持觀望態(tài)度,這就導(dǎo)致整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈缺乏推動(dòng)IPv6的動(dòng)力。
發(fā)揮技術(shù)優(yōu)勢(shì) 平滑過(guò)渡是關(guān)鍵
如何發(fā)揮IPv6技術(shù)優(yōu)勢(shì)、在最大限度地保護(hù)現(xiàn)有投資的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)平滑過(guò)渡,是用戶、設(shè)備廠商和系統(tǒng)集成商需要共同面對(duì)的問(wèn)題。
安防行業(yè)需要從整個(gè)產(chǎn)業(yè)的角度去考慮IPv6演進(jìn)的各種影響,一方面是要充分利用IPv6優(yōu)勢(shì),研究基于IPv6網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控端到端部署方案和端到端應(yīng)用;另一方面需要考慮幾個(gè)核心因素。
· 用戶因素:IPv6是對(duì)IPv4完全不兼容的新一代網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議,在引入后要求對(duì)現(xiàn)網(wǎng)影響降低到最小,對(duì)用戶要求不感知。需要提升終端用戶對(duì)IPv6的下一代全新業(yè)務(wù)體驗(yàn)。
· 業(yè)務(wù)因素:IPv6和IPv4是完全不兼容的協(xié)議,在IPv6的部署上需要考慮這個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題。IPv6的初始部署業(yè)務(wù)選擇上,為了避免因兼容性造成的不利影響,宜采用從封閉型業(yè)務(wù)切入,積累IPv6組網(wǎng)經(jīng)驗(yàn)。
· 網(wǎng)絡(luò)因素:IPv6的網(wǎng)絡(luò)部署上,需考慮端到端實(shí)施,網(wǎng)絡(luò)各個(gè)層面的組網(wǎng)和設(shè)備在網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)、技術(shù)選擇、設(shè)備能力、廠商組成、IPv6支持能力等方面上存在較大差異,需要綜合考慮IPv6的可演進(jìn)方案。為了減少對(duì)現(xiàn)網(wǎng)的影響,在成本可接受的前提下,早期部署上可考慮新建專網(wǎng)或?qū)S迷O(shè)備,如采用獨(dú)立的IPv6網(wǎng)關(guān)接入IPv6用戶,這樣既可以避免IPv6早期部署上可能存在的各類問(wèn)題對(duì)現(xiàn)網(wǎng)業(yè)務(wù)的沖擊,也可以避免一次性升級(jí)所有的現(xiàn)網(wǎng)設(shè)備支持IPv6,造成的短期改造成本過(guò)高難以實(shí)施,并且可以在新網(wǎng)絡(luò)新設(shè)備上采用獨(dú)立的維護(hù)管理人員,避免IPv6引入初期IPv6技術(shù)人員的短缺問(wèn)題。
· 成本因素:IPv6的引入是一個(gè)長(zhǎng)期的系統(tǒng)工程,應(yīng)該慎重考慮引入的時(shí)機(jī)和節(jié)奏,這需要權(quán)衡改造和升級(jí)的綜合成本。過(guò)早地切入IPv6,就必然要承擔(dān)和周圍環(huán)境互通的成本;過(guò)晚地切入,會(huì)造成網(wǎng)絡(luò)遷移的總成本的增加。