核心技術(shù)屬于美國的IPv4網(wǎng)絡(luò)其最大問題是網(wǎng)絡(luò)地址資源有限,理論上講編址為2的32次方即1600萬個網(wǎng)絡(luò)、40億臺主機。但采用A、B、C三類編址方式后,可用的網(wǎng)絡(luò)地址和主機地址的數(shù)目大打折扣,以至目前的IP地址近乎枯竭。其中北美占有3/4,約30億個,而人口最多的亞洲只有不到4億個,中國的IPv4地址目前已經(jīng)基本用完,因此IPv6的推進,我國走在世界全列。與IPv4相比,IPv6主要有如下特點:
1、地址空間巨大,相較于IPv4的32位編制方式,IPv6采用了128位編址方式,不會存在地址空間枯竭的問題,這將使每一個網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控終端配置一個或多個固定IP地址成為可能;
2、簡潔的數(shù)據(jù)報頭使得尋址方式更加快捷,路由效率更高,網(wǎng)絡(luò)延時更小;
3、先進的無狀態(tài)尋址方式可以支持即插即用(UPNP),新上線的監(jiān)控終端無須人工干預(yù)即可工作;
4、提高了QOS服務(wù)質(zhì)量,對各種流媒體信息可根據(jù)緊急性和服務(wù)類別確定數(shù)據(jù)包的優(yōu)先級,數(shù)據(jù)的傳輸質(zhì)量和延時指標(biāo)可以人為進行控制,從很大程度上保證了多媒體數(shù)據(jù)的傳輸質(zhì)量;
5、加強了組播功能,同時IPv6網(wǎng)絡(luò)在帶寬上將大大地提高,使實現(xiàn)高性能的大規(guī)模音視頻應(yīng)用成為可能;
6、IPv6強制執(zhí)行必選的Ipsec協(xié)議,保證了監(jiān)控信息的安全性;
7、支持與3G的無縫連接,為發(fā)展新的移動監(jiān)控應(yīng)用提供了可靠的平臺。
IPv6在安防監(jiān)控的應(yīng)用特點
IPv6巨大的地址空間使網(wǎng)路化監(jiān)控更方便
目前許多城市監(jiān)控點總數(shù)已經(jīng)在20萬以上,而且仍保持快速增長。依此計算,如果為每個攝像機提供一個公網(wǎng)IP地址,則至少需要800個以上的IPv4的C類地址,這在公網(wǎng)IP日益短缺的今天是幾乎不可能的,而升級到IPv6之后,巨大的地址空間使之成為現(xiàn)實,每一個攝像機都有一個獨立的公網(wǎng)IP,減少了之前的NAT、端口映射、動態(tài)域名解析等種種不便,端到端的訪問和控制使網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控更方便,部署更簡單;除此之外隨著IPv6的即插即用的進一步優(yōu)化,所有的帶網(wǎng)絡(luò)接口的終端設(shè)備在配置方便會進一步簡化,相較于目前的設(shè)備上線需要一系列繁瑣的網(wǎng)絡(luò)配置,在IPv6中只需要把網(wǎng)線插上,系統(tǒng)會自動對設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)設(shè)置進行配置,大大方便安裝和維護,而且其先進的自動發(fā)現(xiàn)功能會自動在把前端設(shè)備的信息添加到后端平臺,整個過程更加智能化。
IPv6讓網(wǎng)絡(luò)視頻更流暢
在IPv4時代,由于公網(wǎng)的不足和路由協(xié)議的限制,網(wǎng)絡(luò)視頻流在公網(wǎng)傳輸時由于路由協(xié)議中間會經(jīng)過很多的HOPS(跳數(shù))致使路由效率低下,網(wǎng)絡(luò)延時也相應(yīng)的增大,以目前的互聯(lián)網(wǎng)為例,數(shù)據(jù)空載時網(wǎng)絡(luò)延時一般都在300ms左右,如果滿載時網(wǎng)絡(luò)延時會更大,甚至可能達(dá)到1000ms左右,導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)視頻卡頓,視頻不流暢等很多惱人的現(xiàn)象。
到了IPv6時代,由于其尋址方式的改變,路由效率高,網(wǎng)絡(luò)延時也減少。即使在公網(wǎng)傳輸高清視頻也可以達(dá)到局域網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)延時,真正實現(xiàn)WAN=LAN的效果。此外在IPv4網(wǎng)絡(luò)時由于QoS帶寬質(zhì)量保證做的不夠好,網(wǎng)絡(luò)中經(jīng)常存在丟包,誤碼重傳等現(xiàn)象,而網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控對帶寬的實時性和服務(wù)的品質(zhì)都要求非常高,一旦有丟包、重傳等現(xiàn)象就會讓監(jiān)控畫面看起來有卡頓、馬賽克等現(xiàn)象,嚴(yán)重時甚至造成視頻丟失等嚴(yán)重后果,而IPv6中加強了帶寬的QoS部分的控制,對各種流媒體信息可根據(jù)緊急性和服務(wù)類別確定數(shù)據(jù)包的優(yōu)先級,數(shù)據(jù)的傳輸質(zhì)量和延時指標(biāo)可以人為進行控制,從很大程度上保證了多媒體數(shù)據(jù)的傳輸質(zhì)量和帶寬品質(zhì),從而讓網(wǎng)絡(luò)高清畫面變得更流暢,傳輸實時性進一步得到提升。
IPv6讓視頻監(jiān)控更安全
目前的網(wǎng)絡(luò)傳輸一般都采用TCP或者UDP的方式進行傳輸,數(shù)據(jù)安全性較差,面臨著數(shù)據(jù)被篡改和竊取的危險,如果要提升安全性就需要增加額外的設(shè)備如防火墻、安全網(wǎng)閘等,但同時會增加額外的費用。隨著網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控的越來越普及,網(wǎng)絡(luò)安全也被越來越多的甲方所重視。在IPv4時代如果僅僅靠協(xié)議本身是做不到的,而IPv6中強制執(zhí)行Ipsec協(xié)議,該協(xié)議是VPN網(wǎng)絡(luò)中常用的協(xié)議類型,具有高可靠性和高保密性等特點,使用該協(xié)議傳輸?shù)木W(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)是加密數(shù)據(jù),可以極大程度防止網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)被竊聽和篡改,提升了監(jiān)控信息的安全性。
IPv6在安防行業(yè)的應(yīng)用
目前安防監(jiān)控領(lǐng)域正從傳統(tǒng)的模擬時代演變到網(wǎng)絡(luò)數(shù)字時代,監(jiān)控的應(yīng)用范圍逐步擴大,許多行業(yè)及一些跨地域大型企業(yè)對監(jiān)控的需求已經(jīng)不僅僅滿足于本地的聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控,而是在原有本地聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控基礎(chǔ)上,進行省級乃至全國范圍內(nèi)跨區(qū)域的大規(guī)模聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控。這必然會對IP網(wǎng)絡(luò)帶來更多的機遇和挑戰(zhàn)。[nextpage]
但不管聯(lián)網(wǎng)規(guī)模和類型如何變化,其最根本的支撐點是IP地址和路由條目的數(shù)量。在IPv6時代,安防監(jiān)控主要應(yīng)用是以IP網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)為主的網(wǎng)絡(luò)化應(yīng)用,其特點是:一方面承載IP視頻流在傳輸過程中其IP網(wǎng)絡(luò)需支持IPv6協(xié)議;另一方面網(wǎng)絡(luò)攝像機、網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器等設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)模塊需要支持IPv6協(xié)議棧??梢灶A(yù)見,在安防行業(yè)內(nèi),網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控設(shè)備,包括網(wǎng)絡(luò)攝像機、網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器以及網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控平臺軟件等產(chǎn)品會率先實現(xiàn)IPv6的應(yīng)用,具體應(yīng)用如下:
IPv6推進物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展
當(dāng)前,基于Internet的各種物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用正在迅猛地發(fā)展,但是聯(lián)網(wǎng)所需的 IPv4 網(wǎng)絡(luò)地址即將耗盡,無疑在很大程度制約了物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展。盡管依靠NAT、代理網(wǎng)關(guān)這類地址復(fù)用技術(shù)能暫時緩解地址危機,但其需要維護一些中間連接狀態(tài),為物體間的交互制造了性能上的瓶頸和互聯(lián)上的障礙。而IPv6的 128位的地址空間,簡單數(shù)據(jù)包頭、主機地址自動配置、Qos、加密等許多新技術(shù)和端到端的通信特性為物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展創(chuàng)造了良好的網(wǎng)絡(luò)通信條件和能力拓展。因為物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中除了需要物物間在任何時間以任何方式進行互聯(lián)以外,還需要能在任何地點進行互聯(lián),包含移動終端在網(wǎng)間切換時能不必脫離其現(xiàn)有連接即可自由移動,這是一種日益重要的網(wǎng)絡(luò)功能。與IPv4不同的是,IPv6的移動性是使用內(nèi)置自動配置獲取轉(zhuǎn)交地址,因而無需外地代理;此外,這種內(nèi)聯(lián)機制使通信節(jié)點能夠與移動節(jié)點直接通信,其結(jié)果是,在IPv6中,移動IP結(jié)構(gòu)的效率大為提高,例如當(dāng)移動終端移動到外地時,可以通過地址自動配置得到一個漫游地址,并且用此地址與網(wǎng)絡(luò)上的節(jié)點進行通信。利用移動IPv6和HOST代理,移動終端可以在保持已有的通信連接不被中斷的情況下,在不同的網(wǎng)絡(luò)間進行漫游,同時還能保持自身的可達(dá)性。
移動IPv6拓展3G應(yīng)用
3G移動應(yīng)用是是一個能綜合實時業(yè)務(wù)、非實時業(yè)務(wù)、寬帶業(yè)務(wù)、窄帶業(yè)務(wù)的網(wǎng)絡(luò),能夠滿足多媒體和視頻業(yè)務(wù)發(fā)展的需求。同時,其應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)要有足夠高的安全性并能夠提供服務(wù)質(zhì)量保證。3G技術(shù)的發(fā)展使得越來越多的視頻監(jiān)控需求通過3G網(wǎng)絡(luò)來進行傳輸并和INTERNRT進行對接。但是由于在IPv4受公網(wǎng)IP數(shù)量的限制,很多的3G終端獲取的IP地址都是其運營商的私有IP,非真正意義上的公網(wǎng)IP,帶來一系列限制。而IPv6不但有足夠多的地址分配給這些移動設(shè)備。而且利用IPv6的地址自動配置、地址體系結(jié)構(gòu)能使移動通信變得更加簡單,并且移動IPv6能使得用戶在跨網(wǎng)絡(luò)隨意移動和漫游過程中不更換IP地址,沒有切換和斷線重連的問題,一直使用原有的IP地址,并享有原網(wǎng)絡(luò)中的一切權(quán)限和服務(wù)。而且IPv6網(wǎng)絡(luò)本身就有很好的安全性和服務(wù)質(zhì)量保證,可以帶來很好的視頻效果。因此,移動IPv6技術(shù)在未來3G網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)中必將扮演越來越重要的角色。
IPv6普及任重而道遠(yuǎn)
雖然IPv6有著上述的種種好處和優(yōu)點,但是從目前看IPv6技術(shù)在安防領(lǐng)域的應(yīng)用時機還不完全成熟,首先作為承載網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)設(shè)施及部門包括交換機,路由器等過渡到IPv6的話,需要全部更換現(xiàn)有的IPv4設(shè)備,費用不菲。同時具體實施方面涉及了應(yīng)用需求、經(jīng)濟利益、投資和設(shè)備升級換代等限制,運營商、IT設(shè)備商對IPv6也大都是雷聲大雨點小,目前還沒有大規(guī)模推廣,而是處于與IPv4相互并存和過渡的階段。
此外從安防監(jiān)控領(lǐng)域來看,IPv6技術(shù)與安防系統(tǒng)的結(jié)合首先是設(shè)備層次的結(jié)合,其次才是兼容IPv6操作系統(tǒng)的上層應(yīng)用軟件方面的結(jié)合。只有安防設(shè)備和通信網(wǎng)絡(luò)都支持IPv6協(xié)議,IPv6技術(shù)的安防應(yīng)用才有其實際意義,包括傳統(tǒng)的DVR、新興的IPC和NVR等產(chǎn)品首先需要在通訊協(xié)議中支持IPv6,其次傳輸?shù)脑O(shè)備包括路由器交換機需要支持IPv6,而且后端的管理平臺,錄像存儲等服務(wù)器也都需要支持IPv6,那么整個監(jiān)控系統(tǒng)才真正實現(xiàn)從IPv4到IPv6的飛躍,這中間缺少任意一個環(huán)節(jié)都不能真正意義上發(fā)揮IPv6的優(yōu)勢。
隨著北京奧運會、上海世博會、以及大運會中對IPv6的應(yīng)用,加速了對IPv6的普及和應(yīng)用,相信IPv6在不久的將來一定會實現(xiàn)在安防監(jiān)控領(lǐng)域的多樣化。