智能化網絡的發展探析

楊雷，王微，趙振威，范海濤

（中國北方發動機研究所，天津 300400）

1 智能化技術認識

以“應用驅動，萬物互聯”為主旨，智能化的網絡為我們的業務應用提供了具有更多主動性、適應性和多變性的網絡。利用“智能感知，賦能生命”解決橫向聯接問題，形成一個廣闊的泛聯接系統。利用“網絡重構，柔性伸縮”解決縱向智能性問題，自下而上地形成一個安全穩健的柔性網絡。IOT是Internet of Things的縮寫，字面翻譯是“物體組成的因特網”，準確地翻譯應該是“物聯網”。物聯網又稱傳感網，簡要說就是互聯網從人向物的延伸?！拔锫摼W”指的是將各種信息傳感設備，如射頻識別設備、紅外感應設備、全球定位GPS北斗系統、激光掃描裝置，與互聯網結合起來而形成的一個龐大網絡，其目的是讓所有的物品都與網絡連接起來，進而方便識別和管理，具有代表意義的平臺有PTC的ThingWorx。物聯網是一個強大的設備網絡，所有設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據。將近20年來，物聯網一直在改變著我們的生活方式，為實現響應迅速的解決方案、創新型產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務方式。

物聯網的演變分為3個階段，首先必須連接未連接的設備，如車輛控制系統、實驗測試裝備和生產制造機床，這意味著需要連接當前未連接的設備，并增加傳感器和技術，以允許這些設備將數據傳輸至云端或者專用的數據中心，然后在其中對數據進行分析并轉換為可行的見解。要與生態系統合作伙伴密切聯系配合，從而為提高安全性、增強業務績效的群體提供端到端的解決方案。例如，新華三發布“One Net，One OS”物聯網戰略。One Net是基于SDN的泛聯接網絡，一張網承載所有的聯接方式，實現網絡連接的廣泛性和智能化。One OS是云網端一體化操作系統，云端及終端側采用統一OS，形成了完整的一致性?？偟膩碚f，新華三物聯網打造了一個泛聯接智能網絡，實現了物聯的場景化，基于SDN技術，邁過物理層差異，打造一張“從芯到云”的柔性網絡，滿足各種硬件終端類型的智能感知分析，并通過全局統一的綠洲云，做到層層能力集合，可以實現業務的互聯互通。

新華三物聯網從終端側提供綠洲OS作為傳感網絡的入口，將感知層設備通過SDN+LoRaWiFiigbeeBLEEthernet網絡技術進行承載，上傳至綠洲云平臺向上提供開放的API接口與第三方業務接口，形成不同場景化的物聯網解決方案，滿足行業的垂直化業務需求。此外，綠洲云平臺還可以提供大數據平臺和人工智能的開放接口，為萬物智能邁出堅實一步，助力企業的數字化轉型。物聯網已經推出了豐富的模組、終端、AP、平臺等產品，聚焦物聯校園、智慧醫療、智能制造、智慧農業、智慧城市和智慧院所等場景解決方案，并與合作伙伴一起開展了大量的物聯網成功實踐，在南京光大路小學、北京宣武醫院、浙江省人民醫院等成熟落地，有力帶動了物聯網行業的整體前行。

2 IPv6 技術的分析

IPv6是Internet Protocol Version 6的縮寫，其中，Internet Protocol譯為“互聯網協議”[1]。IPv6是IETF（互聯網工程任務組，Internet Engineering Task Force）設計的用于替代現行版本IP協議（IPv4）的下一代IP協議，號稱可以為全世界的每一粒沙子編上一個網址。

由于IPv4最大的問題在于網絡地址資源有限，嚴重制約了互聯網的應用和發展。IPv6的使用不僅能解決網絡地址資源數量的問題，而且也解決了多種接入設備連入互聯網的障礙。所以，物聯網的基礎必定依靠IPv6的推廣才能達到萬物互聯的目的，這個推廣現已在進行當中。

2012年6月6日，國際互聯網協會舉行了世界IPv6啟動紀念日，這一天，全球IPv6網絡正式啟動。多家知名網站，如Google、Facebook和百度等，于當天全球標準時間0點（北京時間8點整）開始永久性支持IPv6訪問。

根據颶風電子統計，截至2013年9月，互聯網318個中的283個頂級域名支持IPv6接入他們的DNS，約占89.0%，其中，276個域名包含IPv6黏附記錄，共5,138,365個域名在各自的域內擁有IPv6地址記錄。

2.1 表示方法

圖1 拓撲圖

IPv6的地址長度為128b，是IPv4地址長度的4倍。于是IPv4點分十進制格式不再適用，采用十六進制表示。IPv6有3種表示方法：冒分十六進制表示法、0位壓縮表示法和內嵌IPv4地址表示法。

2.2 地址類型

IPv6協議主要定義了3種地址類型：單播地址（Unicast 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，因為在IPv6中的廣播功能是通過組播來完成的。

IPv6使用2種地址自動配置協議，分別為無狀態地址自動配置協議（SLAAC）和IPv6動態主機配置協議（DHCPv6）。SLAAC不需要服務器對地址進行管理，主機直接根據網絡中的路由器通告信息與本機MAC地址結合計算出本機IPv6地址，實現地址自動配置。DHCPv6由DHCPv6服務器管理地址池，用戶主機從服務器請求并獲取IPv6地址及其他信息，達到地址自動配置的目的。

2.3 應用前景

IPv6許多技術問題已經解決，IPv6技術正處于提升階段[2]。總體來說，IPv6技術的發展不斷進展，并且隨著IPv4消耗殆盡，我們已經意識到了IPv6技術所帶來的優勢，特別是我國通過一些國家級的項目，推動了IPv6下一代互聯網全面部署和大規模商用。隨著IPv6的各項技術日趨完美，它也是智能化的網絡的發展及智慧城市的必要條件。

目前對于智能網絡的管理研發，其管理產品及解決方案可以幫助數以萬計的用戶實現智能網絡資源的統一整合，提高智能網絡管理效率，深受大家的認可。智能網絡系列解決方案的統一管控平臺，可以承載終端探測控制系統、智能營銷門戶、準入安全管理、移動辦公、網絡資源管理、智能綜合布線管理、智能機柜管理、智能病毒防護體系和智能抓包等眾多管理業務。同時可以識別和監控網絡中所有終端及設備，智能網絡管控平臺可以對路由器、交換機及網絡中的無線、安全、存儲、語音、監控、視頻、服務器、虛擬設備、打印機和UPS等設備進行管理，實現設備資源的集中化管理。

目前已經實現了靈活方便的拓撲功能，網絡拓撲視圖中，用戶可以隨意組織和定制子圖。除傳統的IP拓撲視圖外，智能管理中心平臺還提供全網絡的拓撲視圖和自定義拓撲視圖，使用戶可以根據自己的組織結構、地域情況，甚至樓層情況清晰靈活地繪制出客戶化的網絡拓撲。同時，實現了仿真3D數據中心拓撲，提供了數據中心拓撲，包括機房拓撲和機架拓撲等。通過仿真3D數據中心拓撲整合機房實時信息及資產信息，真正使IT管理者的管理步入虛擬現實領域，是提供給IT管理者最為直觀的一項網絡可視化管理工具[3]。

將來會實現智慧網絡的智能綜合布局，其中配合智能機樞柜內的邏輯單元，能主動地監測設計好的拓撲與物理實現的對應布置情況，線路的鏈接、串擾、能量的波動、量子數據傳輸等特性的綜合信息匯總和報告的功能尤為重要。它類似一個智能化的酒店系統，而它內部的客房有可能有網絡交換單元、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構[4]。再如此遞推可以看到智能交換機的形態：它應該用到端口管理的動態化、自動化，口線結合分離技術、靈活的端口啟用與停止（控制邏輯時間、物理等）。智能機樞柜具有數碼標識、色彩、燈光的分類標識相互結合的功能，實現智能的機柜標識統一的控制，集成了色彩燈光的分類標識展現形式，賦予了機房生命的活力和自然舒適的感受。智能網絡的發展需要循序漸進逐步完善，這也是目前網絡的智能化還沒有完全實現的原因之一。

3 無狀態地址自動配置

無狀態地址自動配置的核心不需要額外的服務器管理地址狀態，主機可自行計算地址進行地址自動配置，包括4個基本步驟：

①鏈路本地地址配置，主機計算本地地址；

②重復地址檢測，確定當前地址唯一；

③全局前綴獲取，主機計算全局地址；

④前綴重新編址，主機改變全局地址。

4 IPv6 動態主機配置協議

IPv6動態主機配置協議DHCPv6是由IPv4場景下的DHCP發展而來?？蛻舳送ㄟ^向DHCP服務器發出申請來獲取本機IP地址并進行自動配置，DHCP服務器負責管理并維護地址池以及地址與客戶端的映射信息。

DHCPv6在DHCP的基礎上，進行了一定的改進與擴充。其中包含3種角色：①DHCPv6客戶端，用于動態獲取IPv6地址、IPv6前綴或其他網絡配置參數；②DHCPv6服務器，負責為DHCPv6客戶端分配IPv6地址、IPv6前綴和其他配置參數；③DHCPv6中繼，它是一個轉發設備。通常情況下，DHCPv6客戶端可以通過本地鏈路范圍內組播地址與DHCPv6服務器進行通信。若服務器和客戶端不在同一鏈路范圍內，則需要DHCPv6中繼進行轉發。DHCPv6中繼的存在使得在每一個鏈路范圍內都部署DHCPv6服務器不是必要的，節省成本，并便于集中管理。

5 結語

綜上所述，智能化的網絡的應用是以物聯網為主干、以IPv6技術為基礎的智能應用領域，如智慧城市和智能建筑等場所。智能網絡是一個復雜的系統，具有強大的功能，會為我們的工作和生活帶來許多便利。