隨著物聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展,各界對于能滿足更多IP需求的下一代IP協(xié)議IPv6的呼聲已經(jīng)越來越高。我國IPv6商用已經(jīng)逐步展開,以IPv6為基礎的下一代網(wǎng)絡建設將加速政府、企業(yè)和家庭的網(wǎng)絡化進程,IPv6取代IPv4已成為網(wǎng)絡發(fā)展的趨勢。但IPv6取代IPv4是一個漫長的過程,未來很長一段時間,IPv4和IPv6將長期共存和發(fā)展。在視頻監(jiān)控行業(yè),隨著網(wǎng)絡技術、編解碼技術及存儲技術的不斷發(fā)展,網(wǎng)絡視頻監(jiān)控系統(tǒng),即將成為主流。
網(wǎng)絡泰坦尼克危機催生IPv6
隨著移動互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、三網(wǎng)融合等應用的不斷發(fā)展,除了電腦,iPad、手機、電視、冰箱、空調(diào)、日用品甚至萬事萬物都可能成為互聯(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計上的不足:IPv4地址空間嚴重不足。據(jù)某權威部門推算,未來5年我國IP需求量約為345億,其中移動互聯(lián)網(wǎng)約為10億,物聯(lián)網(wǎng)預計需求量約為100億,固定互聯(lián)網(wǎng)約5億,而按照IP地址33%的利用率來推算,我國未來IP用戶需求量將達到345億,遠遠超過我國IPv4的地址數(shù)量2.78億(2010年12月數(shù)據(jù)),也大大超過了全球IPv4的理論地址數(shù)43億。來自IANA(國際互聯(lián)網(wǎng)數(shù)字分配機構(gòu))的消息顯示, IPv4地址已于2011年2月3日分配完畢,全球IP地址總庫已經(jīng)枯竭。這一現(xiàn)象被稱“網(wǎng)絡泰坦尼克危機”。
此外,IPv4還存在骨干路由器維護的路由表表項數(shù)量過大、不易進行自動配置和重新編址、不能解決日益突出的安全問題等先天不足。雖然針對IPv4地址短缺問題,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,解決了地址短缺問題,也帶來一些問題:NAT破壞了IP端到端模型;存在單點失效,降低了網(wǎng)絡可靠性;非NAT友好應用支持問題;不支持端到端的安全;網(wǎng)絡擴容和重新部署困難;NAT也不能解決所有地址短缺問題。
而IPv6協(xié)議的提出,徹底解決了IPv4地址空間即將耗盡的問題。IPv4的理論地址數(shù)有43億個,而采用IPv6的IP地址數(shù)量為2的128次方。這個數(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);支持自動配置,即插即用;支持端到端的安全;QoS能力,對各種信息根據(jù)緊急性和服務類別確定數(shù)據(jù)包的優(yōu)先級;支持移動特性;增強的組播(Multicast)支持以及對流的支持(Flow-control);增加IP在整合其他網(wǎng)絡的兼容性。
從IPv4到IPv6,必然趨勢
使用IPv6取代IPv4已成為網(wǎng)絡發(fā)展的趨勢。目前許多國家和地區(qū)都建立了基于IPv6的下一代互聯(lián)試驗網(wǎng),隨著下一代互聯(lián)網(wǎng)技術的不斷成熟和用戶業(yè)務需求的不斷增加,IPv6在越來越多的國家得到應用。日本、歐洲都已經(jīng)出現(xiàn)了商用的IPv6網(wǎng)絡,美國政府也提出了美國的IPv6 行動計劃:2012年底所有政府網(wǎng)站支持IPv6,政府只采購支持IPv6的IT設備,2014年完成全國性IPv6升級改造。我國早在1994年即開始建設第二代中國教育和科研計算機網(wǎng)CERNET2,建設后將成為世界上規(guī)模最大的純IPv6下一代互聯(lián)網(wǎng)主干網(wǎng)。
從應用來看,IPv6與移動通信的結(jié)合將為目前的互聯(lián)網(wǎng)開拓一個全新的領域,移動互聯(lián)網(wǎng)將成為IPv6的第一個“殺手級”應用。物聯(lián)網(wǎng)和云計算年代,手機、智能家電等各種數(shù)額龐大的移動用戶群體,需要分配大量的IP地址,而IPv6豐富的IP地址資源IPv6可以為所有的移動終端提供唯一的IP地址。從終端、業(yè)務特點來看,移動互聯(lián)網(wǎng)有條件先于固定網(wǎng)部署IPv6。針對移動網(wǎng)絡的特點,率先在移動分組域引入IPv6,其升級改造工作量較小。通過市場的調(diào)節(jié),提供豐富的基于IPv6的終端和內(nèi)容服務,屆時,再借助移動網(wǎng)絡IPv6帶來的終端和內(nèi)容服務優(yōu)勢,就可以將固定網(wǎng)絡向IPv6遷移。
從發(fā)展趨勢來看,IPv6將成為未來IP網(wǎng)絡的發(fā)展方向,未來的IP網(wǎng)絡將是全IPv6網(wǎng)絡。但目前互聯(lián)網(wǎng)向IPv6演進還存在一些困難,主要表現(xiàn)在:一些運營商認為IPv6難以部署更高的基礎設備費用;與IPv4互通; IPv6部署和運營經(jīng)驗不足,存在著風險。因此,演進注定是一個長期的過程,要綜合考慮用戶體驗、業(yè)務策略、部署成本和投資收益等方面的因素。
因此,未來很長一段時間,IPv4和IPv6將長期共存和發(fā)展,在這一漫長的共存期中,純IPv6網(wǎng)絡將會區(qū)域性地不斷出現(xiàn),網(wǎng)絡將呈現(xiàn)出純IPv4網(wǎng)絡和純IPv6網(wǎng)絡共同存在、互相交錯的局面。隨著網(wǎng)絡應用的進一步發(fā)展,IPv6網(wǎng)絡最終將占統(tǒng)治地位,過度到全IPv6網(wǎng)絡。
IPv6業(yè)務切入,與安防企業(yè)緊密相關
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)年均增長率達到20%左右,2015年總產(chǎn)值達到5000億元,實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)規(guī)模翻一番的總體目標。[nextpage]
在工信部《工業(yè)和信息化部2010年標準化工作要點》中, IPv6已被指定為2010年通信行業(yè)核心工作之一。隨著IPv6應用的加速,工信部也明確了未來IPv6六大業(yè)務切入點:自營業(yè)務首先過渡;企業(yè)和家庭網(wǎng)關實現(xiàn)對部分政企和家庭客戶IPv6接入支持;移動互聯(lián)網(wǎng)部署改造較簡單且用戶少,應加速過渡;IPVPN業(yè)務面向政企客戶群的過渡;未來高端業(yè)務宜采用IPv4/IPv6雙棧模式、大眾業(yè)務宜采用純IPv6模式發(fā)展;M2M應用和物聯(lián)網(wǎng)可直接采用IPv6。這幾大業(yè)務切入點無疑也是安防企業(yè)應當倍加關注的,隨著硬件技術越來越成熟,IPv6安防業(yè)務應用中越來越具有實際意義。
對安防企業(yè)而言,如何能夠有效的利用IPv6的優(yōu)勢來優(yōu)化產(chǎn)品,完善產(chǎn)品功能、豐富產(chǎn)品應用是抓住這個機遇的關鍵。
網(wǎng)絡視頻監(jiān)控率先應用
在安防產(chǎn)業(yè)鏈中視頻監(jiān)控系統(tǒng)產(chǎn)值占比最大,達到40-45%,在智能城市、智能社區(qū)、智能家居、智能交通、智能設施等安防建設中,視頻監(jiān)控得到廣泛的應用。安防行業(yè)中IPv6的應用主要以IP網(wǎng)絡視頻監(jiān)控為主。
首先,IPv4地址無法滿足物聯(lián)網(wǎng)時代安防產(chǎn)業(yè)日益增長的IP地址分配需求。采用IPv6協(xié)議后,近乎無限的IP地址可以為每一個網(wǎng)絡攝像終端分配有全球惟一的IP地址,在互聯(lián)網(wǎng)上可以隨時隨地地被訪問到。不僅解決了地址容量問題,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,適應了視頻通信大信息量傳輸?shù)男枰瑸榇罅坎渴鹁W(wǎng)絡攝像機成為可能。
其次,IPv6自身優(yōu)良的性能特點能滿足安防產(chǎn)業(yè)在移動性、安全性、便捷性等方面的需要。在移動性方面,IPv6協(xié)議集成了移動IPv6,移動節(jié)點可以跨越不同的網(wǎng)段實現(xiàn)網(wǎng)絡層面的移動,即使移動節(jié)點漫游到一個新的網(wǎng)段上,其它終端仍可以利用移動終端原來的IP地址找到它并與之通信。結(jié)合3G等無線傳輸手段,無論是處于運動中的網(wǎng)絡攝像終端還是運動中的瀏覽端,都可以為用戶提供永遠在線不間斷的監(jiān)控服務。
在安全性方面, IPv6協(xié)議使用IPsec協(xié)議提供更高的安全性,使用流標簽為數(shù)據(jù)包所屬類型提供個性化的網(wǎng)絡服務,有效保障了相關業(yè)務的服務質(zhì)量,對用戶的安全性提供了充分的保障,并對視頻監(jiān)控應用中各種媒體信息可以根據(jù)緊急性和服務類別確定數(shù)據(jù)包的優(yōu)先級,協(xié)調(diào)視頻監(jiān)控管理系統(tǒng)中的語音、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。
在擴展性方面,IPv6擁有即插即用的強大優(yōu)勢,使用簡單方便,便于普及。
最后,IPv6增加了增強的組播支持以及對流的支持,使用了更多的組播地址,對組播域進行了劃分,取消了IPv4廣播,可以更加有效地利用網(wǎng)絡帶寬,實現(xiàn)基于組播、具有網(wǎng)絡性能保障的大規(guī)模高清網(wǎng)絡攝像機應用,這使得網(wǎng)絡上的多媒體應用有了長足發(fā)展的機會,為服務質(zhì)量控制提供了良好的網(wǎng)絡平臺。IPv6可以帶來百兆帶寬到桌面,可以使網(wǎng)絡視頻監(jiān)控的應用場景和應用內(nèi)容更加豐富。
由此可見,IPv6的應用對網(wǎng)絡視頻監(jiān)控的應用和發(fā)展會有很大的促進作用,是實現(xiàn)“監(jiān)控大聯(lián)網(wǎng)”的有效解決方案,并且IPv6的應用可以有效解決監(jiān)控網(wǎng)絡由單級單節(jié)點,向多級多節(jié)點擴展,從局部到城域擴展的過程中網(wǎng)絡傳輸?shù)膯栴},可以大大縮短系統(tǒng)的部署周期,使視頻監(jiān)控系統(tǒng)具有更高的移動性、安全性、便捷性。
大規(guī)模推廣普及?還需時日
雖然網(wǎng)絡IPv6化是大勢所趨,但和IPv6在其它行業(yè)的應用一樣,IPv6在中國安防大規(guī)模應用的時機還未成熟,IPv4和IPv6將長期共存和發(fā)展。
首先,安防領域作為一個特殊的領域,其安全性、保密性尤其重要,安防行業(yè)很多時候需要依靠“局限”、“局部”、“限制”來做到保密和安全。隨著安防產(chǎn)業(yè)的數(shù)字化、高清化,要在廣域網(wǎng)上實現(xiàn)高清還需要解決眾多問題,如:帶寬、安全性、實時性、效率等等,如果這些問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險,即使換作IPv6,面臨的也是同樣的問題。協(xié)議替換本身并不能帶來質(zhì)的飛躍,所以,還是無法從根本上解決問題。 [nextpage]
其次,只有安防設備和通信網(wǎng)絡都支持IPv6協(xié)議,IPv6的商用才有其實際意義。以網(wǎng)絡視頻監(jiān)控為例,視頻監(jiān)控IPv6的基礎一方面是網(wǎng)絡攝像機、網(wǎng)絡視頻服務器等設備的網(wǎng)絡模塊支持IPv6協(xié)議,另一方面是承載IP視頻流的IP網(wǎng)絡需要支持IPv6協(xié)議。此外,還有相應的網(wǎng)絡平臺、軟件等都要支持IPv6協(xié)議。
再次,成本問題。從IPv4到IPv6,設備和網(wǎng)絡的改造是一筆巨大的成本。中國電信王曉初表示:從IPv4向IPv6過渡上的支出將很大,“中國電信至少需要數(shù)百億元的資金,才能完成全網(wǎng)改造?!?/P>
最后是用戶的接受問題。IPv6能夠降低IPv4網(wǎng)絡的復雜性和成本,但這一優(yōu)勢也只有制造商能夠體會到,用戶卻無法感受到,尤其是市場普遍缺乏IPv6新技術亮點的典型案例,用戶考慮到成本和安全性問題,導致安防產(chǎn)品短期內(nèi)還是會以IPv4協(xié)議為主導。所以大部分用戶還都持觀望態(tài)度,這就導致整個產(chǎn)業(yè)鏈缺乏推動IPv6的動力。
發(fā)揮技術優(yōu)勢 平滑過渡是關鍵
如何發(fā)揮IPv6技術優(yōu)勢、在最大限度地保護現(xiàn)有投資的基礎上實現(xiàn)平滑過渡,是用戶、設備廠商和系統(tǒng)集成商需要共同面對的問題。
安防行業(yè)需要從整個產(chǎn)業(yè)的角度去考慮IPv6演進的各種影響,一方面是要充分利用IPv6優(yōu)勢,研究基于IPv6網(wǎng)絡視頻監(jiān)控端到端部署方案和端到端應用;另一方面需要考慮幾個核心因素。
· 用戶因素:IPv6是對IPv4完全不兼容的新一代網(wǎng)絡層協(xié)議,在引入后要求對現(xiàn)網(wǎng)影響降低到最小,對用戶要求不感知。需要提升終端用戶對IPv6的下一代全新業(yè)務體驗。
· 業(yè)務因素: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關鍵問題。IPv6的初始部署業(yè)務選擇上,為了避免因兼容性造成的不利影響,宜采用從封閉型業(yè)務切入,積累IPv6組網(wǎng)經(jīng)驗。
· 網(wǎng)絡因素:IPv6的網(wǎng)絡部署上,需考慮端到端實施,網(wǎng)絡各個層面的組網(wǎng)和設備在網(wǎng)絡架構(gòu)、技術選擇、設備能力、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的可演進方案。為了減少對現(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備,如采用獨立的IPv6網(wǎng)關接入IPv6用戶,這樣既可以避免IPv6早期部署上可能存在的各類問題對現(xiàn)網(wǎng)業(yè)務的沖擊,也可以避免一次性升級所有的現(xiàn)網(wǎng)設備支持IPv6,造成的短期改造成本過高難以實施,并且可以在新網(wǎng)絡新設備上采用獨立的維護管理人員,避免IPv6引入初期IPv6技術人員的短缺問題。
· 成本因素:IPv6的引入是一個長期的系統(tǒng)工程,應該慎重考慮引入的時機和節(jié)奏,這需要權衡改造和升級的綜合成本。過早地切入IPv6,就必然要承擔和周圍環(huán)境互通的成本;過晚地切入,會造成網(wǎng)絡遷移的總成本的增加。