物聯網設備，尤其是家庭中的物聯網設備，正在以驚人的速度增長。有人估計，到2025年，家用設備的數量約為300億。換個角度來看，這是2020年部署的設備數量的兩倍。

　　無論是工業環境還是聯網家庭環境中的用戶，都需要這些產品和應用程序為他們提供可行和有利可圖的服務。但是這種技術的爆炸式增長給網絡和互聯網所依賴的網絡技術帶來了前所未有的壓力。

　　IP技術，尤其是IPv6.可以幫助實現這種快速增長。開發人員、制造商和IT專家必須使用標準化技術來確保物聯網的互操作性和長期可行性。

　　連接標準和向全IP的轉變

　　隨著物聯網的發展，許多不同的連接標準已經出現并在今天使用。Z-Wave、Zigbee和藍牙最初都是為了使用特定的無線頻譜以及用于配對和消息傳遞的附加協議進行高效通信。

　　與Wi-Fi不同，這些技術不是基于IP的，但隨著它們的成熟，它們都增加了IP功能。此舉有以下幾個原因：

　　? 與其他網絡和應用程序的互操作性。最初，智能家居技術依賴于點對點或點對中心通信。與其他IP連接應用程序(尤其是在云中)的直接通信變得更加必要。

　　? 易于開發。IP技術高度標準化，并擁有龐大的開源支持社區，這為開發人員提供了更廣泛的工具來更快地構建和部署解決方案。

　　? 對網絡技術、語音和視頻的原生支持。隨著時間的推移，IP技術已經發展到可以處理多種應用流量，尤其是那些適用于智能家居和物聯網的應用流量。

　　IPv4給物聯網架構帶來挑戰

　　IPv4及其支持的高層協議、TCP和用戶數據報協議幾十年來一直是互聯網的支柱。然而，自2015年以來，IPv4地址空間已經耗盡，只有少數地址在這里和那里掙扎。今天的基于IPv4的家庭網絡依賴于與網絡地址轉換(NAT)保持在一起的私有地址空間，這讓單個公共地址在私有地址空間中處理它“后面”的主機。

　　這給許多物聯網架構帶來了一些挑戰。使用基于不同物理層技術的產品，智能家居內部將有許多網絡——而不僅僅是一個專用局域網——這意味著使用多個專用地址空間并防止簡單的點對點通信。盡管有可能，但諸如NAT會話遍歷實用程序或依賴“始終在線”的通信通道之類的變通方法很復雜，對于僅偶爾輪詢一次信息的休眠設備或傳感器來說可能很困難。

　　IPv6呢?

　　盡管IPv6已經存在了20年，但IPv4的持久力主要是通過NAT技術推動的，這讓許多人猶豫是否將其批發用于他們的網絡計劃。然而，IPv6為物聯網提供了獨特的優勢，它是為穿越數千個異構網絡的數十億網絡連接的未來而設計的。

　　僅地址空間的龐大規模就是IPv6對物聯網的優勢。完整的IPv6部署完全消除了對私有地址空間的需求，允許設備和應用程序之間輕松進行雙向通信。由于IPv4地址空間耗盡，運營商部署了各種過渡機制——例如6rd、使用轉換的地址和端口映射、使用封裝的地址和端口映射——在IPv6骨干網上運行IPv4.

　　此外，IPv6大大減少了引導和地址分配的網絡開銷。無狀態地址自動配置使節點無需中央管理和分配即可協商自己的網絡地址。這對于在一個網絡上有數百個設備以及頻繁進入和停止服務的設備的任何部署來說都是一個巨大的福音。

　　您可以怎樣做才能在您的產品中獲得更可靠的IPv6支持?

　　如上所述，IPv6得到了標準和開源社區的大力支持。然而，對使用IPv6的物聯網和智能家居產品進行嚴格而全面的測試對于讓它為最終用戶工作是絕對必要的。在為您的IoT產品考慮IPv6時，需要檢查以下一些重要因素：

　　? 連接到云服務。您的產品能否連接到運行所需的云服務并保持更新?您的IPv6連接在固件更新之前和之后都能正常工作嗎?

　　? 引導。您的設備是否需要能夠同時使用IPv4和IPv6網絡連接?它可以在重啟或睡眠模式后啟動、接收地址和連接到服務嗎?

　　? 用戶控制。最終用戶如何訪問您產品的GUI(如果有)?本地接口或首次使用的應用程序是否通過IPv6工作?

　　? 基本的服務互操作性。您的產品需要的核心協議(例如DNS或網絡時間協議)是否在IPv6上運行?

　　通過嚴格的自動化測試可以最好地檢查這些功能。對每個構建和新固件進行上述測試對于確保基本IP協議功能沒有退化很重要。此外，即使底層協議棧(通常從開源代碼實現)適用于基本連接，也有很多因素會導致設備最終處于不良狀態。在很長一段時間內頻繁重復這些連接測試可以隔離內存泄漏或碎片，這些內存泄漏或碎片將導致設備在沒有用戶干預的情況下鎖定或無法連接。

　　最終，物聯網的連接前景可能還會持續一段時間。隨著我們邁向智能產品成為常態，甚至成為關鍵基礎設施一部分的世界，考慮向IP和IPv6遷移可以幫助組織在這個美麗的新世界中航行。