物联网时代的“IPv6陷阱”,别当那只“把头扎入沙堆”的鸵鸟

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物联网时代的“IPv6陷阱”,别当那只“把头扎入沙堆”的鸵鸟

沉默术士 2017-07-03 14:38:00 浏览895
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传统互联网引入IPv6 的最大优势在于,无论网络规模如何增长,IPv6 都能为每一个接入设备提供地址空间,甚至物联网设备也不例外。从狭义上理解,这种优势看似没问题。目前只有部分IPv6 地址空间已开放,而IPv6 互联网中的主机数量理论上可以达到3.4×1038(即支持2128个地址)。

这的确是一个天文数字,即便是物联网也不可能超越这种规模。正因如此,很多权威专家和制造商(特别是既得利益者)踌躇满志地认为,IPv6 已然做好准备迎接物联网的到来,全世界只需继续维持现状融入新兴物联网即可,毕竟可用的IP 地址多如砂砾。

然而,这种“把头扎进沙堆里”的鸵鸟政策忽视了最为关键的经济因素——最终成本,它是推动物联网全面部署的根本动力(其他任何网络技术的推动也是如此)。这些成本主要集中在软硬件系统、监督与管理以及安全保障这三个方面。因此,物联网迫切需要一种新的发展思路。

烧钱的无用功能

经典的计算与通信设备(如个人计算机、平板电脑和智能手机)集成了处理器、内存和存储设备等功能设计,这些设计保证了它们的核心功能。引入IPv6 只需将协议栈置于设备存储器,在内存中执行,并由处理器驱动。

实际上,与这些设备所产生的利润率相比,因IPv6 而造成的边际成本微乎其微,几乎也无法衡量。然而,此类设备“并非物联网的重要组成部分”,与无数传感器和各种装置组成的物联网设备相比,它们的数量也不值一提。

物联网中的海量终端设备通常并不包含处理器、内存和存储设备,而且当前尚未进行任何方式的数据对接。未来物联网需要连接的是那些之前从未联网的设备,这正是关键所在。通常,这些设备从设计、制造到出售,均以最低成本收获最高利润率。尤其是那些销往发展中国家的设备,必须是极为廉价的产品。然而,发展中国家也正是物联网发展最为迅速的地方。

为了充分发挥物联网的巨大潜能,我们需要为那些海量设备制定合理的低成本解决方案,否则它们会继续远离网络,也难于发展,甚至步入一次性处理的行列。

廉价设备难以承载传统协议

我们必须对那些实际成本做到心中有数,如果仅仅为了运行传统的IPv6 协议,而在终端设备(如湿敏元件、照明灯、烤箱等)中增加相应的软硬件负载(并非那些传感器和装置所必须的基本功能),显然会成为物联网的巨大障碍。

据估计,即便是批量生产,为这些设备使IPv6 增加的边际成本也要将近50 美元。另外,除了处理器和存储设备之外,还需要配备WiFi 或以太网等无线组件,相应的高功率和热损耗也在所难免。幸运的是,对于物联网而言,那些简易设备并不需要任何复杂功能去支持IPv6 协议,只需简单的调制、传输和接收技术即可满足需求,甚至还包括一些非射频技术,如红外和电力线组网等。如果将这些功能封装到硅片中,那么为终端设备增加物联网基本组网功能所需要的成本接近1 美元。

关键在于这并非传统意义上的“组网”,因为仅仅是发送一个状态或接收一个简单指令而已,其中不会存在任何纠错、路由以及其他传统组网功能。物联网设备通常是“哑设备”,但它们却完全可胜任某一项特定任务。从根本上来说,我们不难发现单从成本指数上就足以证明,为物联网设备创建一种新的解决思路是绝对有必要的。若非如此,众多新技术与新发明都将会变得遥不可及。不考虑成本的做法也将严重制约物联网的价值,那么,如何才能使物联网进一步发展、壮大并走向成功呢?

像IPv6 这种传统的通用网络协议,其所能负担的最小有效载荷近1 000 个字节,在当前的超配置背景下,这些被浪费的字节通常不会引人注意。然而,当海量终端设备每天收发次数达到几十万次以上时,潜在的网络拥塞以及巨额开支将会令人震惊。假如通过新的网络载体建设来支撑物联网的“通用”数据组网,恐怕又很难达到成本合理化的标准。

7000 亿设备的监管

尽管网络设备制造商数以百万,但想要定位并追踪它们并非难事,因为每一款网络设备都有对应的MAC地址(介质访问控制标识符),由美国电气与电子工程师协会(IEEE)负责维护和管理如此庞大的制造商数据库。

传统的网络设备制造商通常具备丰富的组网经验,新的物联网标准将为这些网络设备商带来新的机遇,同时也会进一步推动全球经济的增长。

对于全世界无数制造物联网设备(简易传感器、执行器和电器等)的企业和个体来说,如果让他们都去等着某个集权机构分配相应的设备地址,那岂不是一件匪夷所思的事?要知道,那些恐怖政权、组织或个人对攻击这样的系统毫无兴趣。

当然,甚至为万亿设备分配地址都不是问题,但当你想检索并管理其中某个设备时却如同大海捞针。如果你试图对数千亿IPv6 地址进行检索,可能需要花上几百年时间。这绝非耸人听闻。对于一个由复杂的IPv6设备组成的物联网而言,其管理成本可能远超世界上的任何网络化工程。而这些无谓的成本,对本已捉襟见肘的运营商来说又是沉重的一击,毕竟他们正想方设法去弥补昂贵的基础设施投资。

好钢用在刀刃上

毋庸置疑,新兴的物联网架构应当另辟蹊径。终端设备仅有局部意义而并非全局唯一,这并不会造成任何影响,因为在更小规模的网络架构中依然存在智能化管理模式。监管或控制每一个终端设备确实毫无必要,毕竟物联网为终端设备提供的组网能力有限,它们能自力更生则有益无害,而且也很容易通过少量的“智能”设备相互协作。

这是与IPv6 完全不同的思路,每个设备不再需要“对等”的网络功能与管理模式。所有设备都必须有可管理的P2P 模式只会限制物联网的发展规模。正如大规模的蚁群一般,物联网可通过特化理论、个体自治和局部效应来发展壮大,关键是成本也会随之降低几个数量级。

简化才更安全

物联网架构中的终端设备通信简易且单一,几乎不存在“后门”和安全隐患。然而,在IPv6 的P2P 对等架构中,众多IP 设备随时都有可能成为全球任何一个角落黑客的攻击对象。根据2012 年赛门铁克Symantec 的统计数据 ,全球互联网安全漏洞导致的成本高达1 150 亿美元 。当今互联网有将近24 亿的P2P 用户,这就意味着,每个用户的年损失将近50 美元。

假如将此数字与物联网中的海量设备相乘,不难发现IPv6 所导致的灾难性巨额代价。

由于物联网重点关注组网能力有限的终端设备,这就必然在很大程度上减少了网络规模剧增所带来的风险与代价。

互联与代价

物联网日益发展的关键在于,如何利用低成本和低风险让更多的设备互联互通。唯一的思路是构建新架构,走成本效益最优之路,这也是所有设备制造商、网络运营商和众多用户的心声。

本文转自d1net(转载)

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