智能化網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展探析

楊雷 王微 趙振威 范海濤

【摘 要】以建設(shè)智慧城市和智能建筑為目標(biāo)的智能化網(wǎng)絡(luò)是以物聯(lián)網(wǎng)為主干、以IPv6等技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)為基礎(chǔ)的智能應(yīng)用領(lǐng)域。智能化的網(wǎng)絡(luò)將會(huì)為傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)鏈數(shù)字化轉(zhuǎn)型提供關(guān)鍵支撐，形成一個(gè)良性、可持續(xù)、泛聯(lián)接的網(wǎng)絡(luò)生態(tài)系統(tǒng)。隨著IPv6的各項(xiàng)技術(shù)日趨完美，它也是智能化網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展及智慧城市的必要條件，能夠應(yīng)用在智慧城市、智慧院所、智能制造和智能建筑等諸多場(chǎng)景配合使用。智能網(wǎng)絡(luò)的管理研發(fā)，其管理產(chǎn)品及解決方案可以幫助數(shù)以萬計(jì)的用戶實(shí)現(xiàn)智能網(wǎng)絡(luò)資源整合，提高了智能網(wǎng)絡(luò)管理效率，深受大家的認(rèn)可。

【Abstract】The intelligent network targeted at the construction of smart cities and smart buildings is an intelligent application field based on IOT， IPv6 and other technical standards. The intelligent network will provide the key support for the digital transformation of the traditional industrial chain and form a benign， sustainable and pan-connected network ecosystem. With IPv6 technology becoming more and more perfect， it is also a necessary condition for the development of intelligent network and smart city， which can be applied in many scenarios such as smart city， smart hospital， smart manufacturing and smart building. Intelligent network management research and development， its management products and solutions can help tens of thousands of users to achieve the integration of intelligent network resources， improve the efficiency of intelligent network management， by everyone's recognition.

【關(guān)鍵詞】智能化;物聯(lián)網(wǎng);IPv6;網(wǎng)絡(luò)管理

【Keywords】intelligent; IOT; IPv6; network management

【中圖分類號(hào)】TP393.0;TN915.07? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?【文章編號(hào)】1673-1069（2019）01-0149-03

1 智能化技術(shù)認(rèn)識(shí)

以“應(yīng)用驅(qū)動(dòng)，萬物互聯(lián)”為主旨，智能化的網(wǎng)絡(luò)為我們的業(yè)務(wù)應(yīng)用提供了具有更多主動(dòng)性、適應(yīng)性和多變性的網(wǎng)絡(luò)。利用“智能感知，賦能生命”解決橫向聯(lián)接問題，形成一個(gè)廣闊的泛聯(lián)接系統(tǒng)。利用“網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)，柔性伸縮”解決縱向智能性問題，自下而上地形成一個(gè)安全穩(wěn)健的柔性網(wǎng)絡(luò)。IOT是Internet of Things的縮寫，字面翻譯是“物體組成的因特網(wǎng)”，準(zhǔn)確地翻譯應(yīng)該是“物聯(lián)網(wǎng)”。物聯(lián)網(wǎng)又稱傳感網(wǎng)，簡(jiǎn)要說就是互聯(lián)網(wǎng)從人向物的延伸。“物聯(lián)網(wǎng)”指的是將各種信息傳感設(shè)備，如射頻識(shí)別設(shè)備、紅外感應(yīng)設(shè)備、全球定位GPS北斗系統(tǒng)、激光掃描裝置，與互聯(lián)網(wǎng)結(jié)合起來而形成的一個(gè)龐大網(wǎng)絡(luò)，其目的是讓所有的物品都與網(wǎng)絡(luò)連接起來，進(jìn)而方便識(shí)別和管理，具有代表意義的平臺(tái)有PTC的ThingWorx。物聯(lián)網(wǎng)是一個(gè)強(qiáng)大的設(shè)備網(wǎng)絡(luò)，所有設(shè)備都嵌入了電子元件、軟件和傳感器，使它們能夠交換和分析處理數(shù)據(jù)。將近20年來，物聯(lián)網(wǎng)一直在改變著我們的生活方式，為實(shí)現(xiàn)響應(yīng)迅速的解決方案、創(chuàng)新型產(chǎn)品及其高效制造鋪平了道路，并且最終將帶來令人驚喜的全新業(yè)務(wù)方式。

物聯(lián)網(wǎng)的演變分為3個(gè)階段，首先必須連接未連接的設(shè)備，如車輛控制系統(tǒng)、實(shí)驗(yàn)測(cè)試裝備和生產(chǎn)制造機(jī)床，這意味著需要連接當(dāng)前未連接的設(shè)備，并增加傳感器和技術(shù)，以允許這些設(shè)備將數(shù)據(jù)傳輸至云端或者專用的數(shù)據(jù)中心，然后在其中對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析并轉(zhuǎn)換為可行的見解。要與生態(tài)系統(tǒng)合作伙伴密切聯(lián)系配合，從而為提高安全性、增強(qiáng)業(yè)務(wù)績(jī)效的群體提供端到端的解決方案。例如，新華三發(fā)布“One Net，One OS”物聯(lián)網(wǎng)戰(zhàn)略。One Net是基于SDN的泛聯(lián)接網(wǎng)絡(luò)，一張網(wǎng)承載所有的聯(lián)接方式，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)連接的廣泛性和智能化。One OS是云網(wǎng)端一體化操作系統(tǒng)，云端及終端側(cè)采用統(tǒng)一OS，形成了完整的一致性。總的來說，新華三物聯(lián)網(wǎng)打造了一個(gè)泛聯(lián)接智能網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)了物聯(lián)的場(chǎng)景化，基于SDN技術(shù)，邁過物理層差異，打造一張“從芯到云”的柔性網(wǎng)絡(luò)，滿足各種硬件終端類型的智能感知分析，并通過全局統(tǒng)一的綠洲云，做到層層能力集合，可以實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)的互聯(lián)互通。

新華三物聯(lián)網(wǎng)從終端側(cè)提供綠洲OS作為傳感網(wǎng)絡(luò)的入口，將感知層設(shè)備通過SDN+LoRa＼WiFi＼Zigbee＼BLE＼Ethernet網(wǎng)絡(luò)技術(shù)進(jìn)行承載，上傳至綠洲云平臺(tái)向上提供開放的API接口與第三方業(yè)務(wù)接口，形成不同場(chǎng)景化的物聯(lián)網(wǎng)解決方案，滿足行業(yè)的垂直化業(yè)務(wù)需求。此外，綠洲云平臺(tái)還可以提供大數(shù)據(jù)平臺(tái)和人工智能的開放接口，為萬物智能邁出堅(jiān)實(shí)一步，助力企業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型。物聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)推出了豐富的模組、終端、AP、平臺(tái)等產(chǎn)品，聚焦物聯(lián)校園、智慧醫(yī)療、智能制造、智慧農(nóng)業(yè)、智慧城市和智慧院所等場(chǎng)景解決方案，并與合作伙伴一起開展了大量的物聯(lián)網(wǎng)成功實(shí)踐，在南京光大路小學(xué)、北京宣武醫(yī)院、浙江省人民醫(yī)院等成熟落地，有力帶動(dòng)了物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)的整體前行。

2 IPv6技術(shù)的分析

IPv6是Internet Protocol Version 6的縮寫，其中，Internet Protocol譯為“互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議”[1]。IPv6是IETF（互聯(lián)網(wǎng)工程任務(wù)組，Internet Engineering Task Force）設(shè)計(jì)的用于替代現(xiàn)行版本IP協(xié)議（IPv4）的下一代IP協(xié)議，號(hào)稱可以為全世界的每一粒沙子編上一個(gè)網(wǎng)址。

由于IPv4最大的問題在于網(wǎng)絡(luò)地址資源有限，嚴(yán)重制約了互聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用和發(fā)展。IPv6的使用不僅能解決網(wǎng)絡(luò)地址資源數(shù)量的問題，而且也解決了多種接入設(shè)備連入互聯(lián)網(wǎng)的障礙。所以，物聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)必定依靠IPv6的推廣才能達(dá)到萬物互聯(lián)的目的，這個(gè)推廣現(xiàn)已在進(jìn)行當(dāng)中。

2012年6月6日，國(guó)際互聯(lián)網(wǎng)協(xié)會(huì)舉行了世界IPv6啟動(dòng)紀(jì)念日，這一天，全球IPv6網(wǎng)絡(luò)正式啟動(dòng)。多家知名網(wǎng)站，如Google、Facebook和百度等，于當(dāng)天全球標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間0點(diǎn)（北京時(shí)間8點(diǎn)整）開始永久性支持IPv6訪問。

根據(jù)颶風(fēng)電子統(tǒng)計(jì)，截至2013年9月，互聯(lián)網(wǎng)318個(gè)中的283個(gè)頂級(jí)域名支持IPv6接入他們的DNS，約占89.0%，其中，276個(gè)域名包含IPv6黏附記錄，共5，138，365個(gè)域名在各自的域內(nèi)擁有IPv6地址記錄。

2.1 表示方法

IPv6的地址長(zhǎng)度為128b，是IPv4地址長(zhǎng)度的4倍。于是IPv4點(diǎn)分十進(jìn)制格式不再適用，采用十六進(jìn)制表示。IPv6有3種表示方法：冒分十六進(jìn)制表示法、0位壓縮表示法和內(nèi)嵌IPv4地址表示法。

2.2 地址類型

IPv6協(xié)議主要定義了3種地址類型：?jiǎn)尾サ刂罚║nicast Address）、組播地址（Multicast Address）和任播地址（Anycast Address）。與原來在IPv4地址相比，新增了“任播地址”類型，取消了原來IPv4地址中的廣播地址，因?yàn)樵贗Pv6中的廣播功能是通過組播來完成的。

IPv6使用2種地址自動(dòng)配置協(xié)議，分別為無狀態(tài)地址自動(dòng)配置協(xié)議（SLAAC）和IPv6動(dòng)態(tài)主機(jī)配置協(xié)議（DHCPv6）。SLAAC不需要服務(wù)器對(duì)地址進(jìn)行管理，主機(jī)直接根據(jù)網(wǎng)絡(luò)中的路由器通告信息與本機(jī)MAC地址結(jié)合計(jì)算出本機(jī)IPv6地址，實(shí)現(xiàn)地址自動(dòng)配置。DHCPv6由DHCPv6服務(wù)器管理地址池，用戶主機(jī)從服務(wù)器請(qǐng)求并獲取IPv6地址及其他信息，達(dá)到地址自動(dòng)配置的目的。

2.3 應(yīng)用前景

IPv6許多技術(shù)問題已經(jīng)解決，IPv6技術(shù)正處于提升階段[2]。總體來說，IPv6技術(shù)的發(fā)展不斷進(jìn)展，并且隨著IPv4消耗殆盡，我們已經(jīng)意識(shí)到了IPv6技術(shù)所帶來的優(yōu)勢(shì)，特別是我國(guó)通過一些國(guó)家級(jí)的項(xiàng)目，推動(dòng)了IPv6下一代互聯(lián)網(wǎng)全面部署和大規(guī)模商用。隨著IPv6的各項(xiàng)技術(shù)日趨完美，它也是智能化的網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展及智慧城市的必要條件。

目前對(duì)于智能網(wǎng)絡(luò)的管理研發(fā)，其管理產(chǎn)品及解決方案可以幫助數(shù)以萬計(jì)的用戶實(shí)現(xiàn)智能網(wǎng)絡(luò)資源的統(tǒng)一整合，提高智能網(wǎng)絡(luò)管理效率，深受大家的認(rèn)可。智能網(wǎng)絡(luò)系列解決方案的統(tǒng)一管控平臺(tái)，可以承載終端探測(cè)控制系統(tǒng)、智能營(yíng)銷門戶、準(zhǔn)入安全管理、移動(dòng)辦公、網(wǎng)絡(luò)資源管理、智能綜合布線管理、智能機(jī)柜管理、智能病毒防護(hù)體系和智能抓包等眾多管理業(yè)務(wù)。同時(shí)可以識(shí)別和監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)中所有終端及設(shè)備，智能網(wǎng)絡(luò)管控平臺(tái)可以對(duì)路由器、交換機(jī)及網(wǎng)絡(luò)中的無線、安全、存儲(chǔ)、語音、監(jiān)控、視頻、服務(wù)器、虛擬設(shè)備、打印機(jī)和UPS等設(shè)備進(jìn)行管理，實(shí)現(xiàn)設(shè)備資源的集中化管理。

目前已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了靈活方便的拓?fù)涔δ?，網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湟晥D中，用戶可以隨意組織和定制子圖。除傳統(tǒng)的IP拓?fù)湟晥D外，智能管理中心平臺(tái)還提供全網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)湟晥D和自定義拓?fù)湟晥D，使用戶可以根據(jù)自己的組織結(jié)構(gòu)、地域情況，甚至樓層情況清晰靈活地繪制出客戶化的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?。同時(shí)，實(shí)現(xiàn)了仿真3D數(shù)據(jù)中心拓?fù)?，提供了?shù)據(jù)中心拓?fù)洌C(jī)房拓?fù)浜蜋C(jī)架拓?fù)涞?。通過仿真3D數(shù)據(jù)中心拓?fù)湔蠙C(jī)房實(shí)時(shí)信息及資產(chǎn)信息，真正使IT管理者的管理步入虛擬現(xiàn)實(shí)領(lǐng)域，是提供給IT管理者最為直觀的一項(xiàng)網(wǎng)絡(luò)可視化管理工具[3]。

將來會(huì)實(shí)現(xiàn)智慧網(wǎng)絡(luò)的智能綜合布局，其中配合智能機(jī)樞柜內(nèi)的邏輯單元，能主動(dòng)地監(jiān)測(cè)設(shè)計(jì)好的拓?fù)渑c物理實(shí)現(xiàn)的對(duì)應(yīng)布置情況，線路的鏈接、串?dāng)_、能量的波動(dòng)、量子數(shù)據(jù)傳輸?shù)忍匦缘木C合信息匯總和報(bào)告的功能尤為重要。它類似一個(gè)智能化的酒店系統(tǒng)，而它內(nèi)部的客房有可能有網(wǎng)絡(luò)交換單元、訪問控制單元、路由單元、IDS單元、智能防病毒單元和溫度濕度控制單元等結(jié)構(gòu)[4]。再如此遞推可以看到智能交換機(jī)的形態(tài)：它應(yīng)該用到端口管理的動(dòng)態(tài)化、自動(dòng)化，口線結(jié)合分離技術(shù)、靈活的端口啟用與停止（控制邏輯時(shí)間、物理等）。智能機(jī)樞柜具有數(shù)碼標(biāo)識(shí)、色彩、燈光的分類標(biāo)識(shí)相互結(jié)合的功能，實(shí)現(xiàn)智能的機(jī)柜標(biāo)識(shí)統(tǒng)一的控制，集成了色彩燈光的分類標(biāo)識(shí)展現(xiàn)形式，賦予了機(jī)房生命的活力和自然舒適的感受。智能網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展需要循序漸進(jìn)逐步完善，這也是目前網(wǎng)絡(luò)的智能化還沒有完全實(shí)現(xiàn)的原因之一。

3 無狀態(tài)地址自動(dòng)配置

無狀態(tài)地址自動(dòng)配置的核心不需要額外的服務(wù)器管理地址狀態(tài)，主機(jī)可自行計(jì)算地址進(jìn)行地址自動(dòng)配置，包括4個(gè)基本步驟：

①鏈路本地地址配置，主機(jī)計(jì)算本地地址;

②重復(fù)地址檢測(cè)，確定當(dāng)前地址唯一;

③全局前綴獲取，主機(jī)計(jì)算全局地址;

④前綴重新編址，主機(jī)改變?nèi)值刂贰?/p>

4 IPv6動(dòng)態(tài)主機(jī)配置協(xié)議

IPv6動(dòng)態(tài)主機(jī)配置協(xié)議DHCPv6是由IPv4場(chǎng)景下的DHCP發(fā)展而來。客戶端通過向DHCP服務(wù)器發(fā)出申請(qǐng)來獲取本機(jī)IP地址并進(jìn)行自動(dòng)配置，DHCP服務(wù)器負(fù)責(zé)管理并維護(hù)地址池以及地址與客戶端的映射信息。

DHCPv6在DHCP的基礎(chǔ)上，進(jìn)行了一定的改進(jìn)與擴(kuò)充。其中包含3種角色：①DHCPv6客戶端，用于動(dòng)態(tài)獲取IPv6地址、IPv6前綴或其他網(wǎng)絡(luò)配置參數(shù);②DHCPv6服務(wù)器，負(fù)責(zé)為DHCPv6客戶端分配IPv6地址、IPv6前綴和其他配置參數(shù);③DHCPv6中繼，它是一個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備。通常情況下，DHCPv6客戶端可以通過本地鏈路范圍內(nèi)組播地址與DHCPv6服務(wù)器進(jìn)行通信。若服務(wù)器和客戶端不在同一鏈路范圍內(nèi)，則需要DHCPv6中繼進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)。DHCPv6中繼的存在使得在每一個(gè)鏈路范圍內(nèi)都部署DHCPv6服務(wù)器不是必要的，節(jié)省成本，并便于集中管理。

5 結(jié)語

綜上所述，智能化的網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用是以物聯(lián)網(wǎng)為主干、以IPv6技術(shù)為基礎(chǔ)的智能應(yīng)用領(lǐng)域，如智慧城市和智能建筑等場(chǎng)所。智能網(wǎng)絡(luò)是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)，具有強(qiáng)大的功能，會(huì)為我們的工作和生活帶來許多便利。

【參考文獻(xiàn)】

【1】總政治部宣傳部.網(wǎng)絡(luò)新詞語選編[M].北京：解放軍出版社，2014.

【2】陳熙，趙歡.中國(guó)院校信息化建設(shè)理論與實(shí)踐[M].北京：國(guó)家行政學(xué)院出版社，2013.

【3】崔勇，吳建平.下一代互聯(lián)網(wǎng)與IPv6過渡[M].北京：清華大學(xué)出版社，2014.

【4】Jerry.關(guān)于IPv6安全網(wǎng)絡(luò)的架構(gòu)分析問題[J].網(wǎng)絡(luò)電信，2006（1）：68-70.