智能化网络的发展探析

2019-01-18杨雷王微赵振威范海涛

中小企业管理与科技 2019年1期

杨雷，王微，赵振威，范海涛

（中国北方发动机研究所，天津 300400）

1 智能化技术认识

以“应用驱动，万物互联”为主旨，智能化的网络为我们的业务应用提供了具有更多主动性、适应性和多变性的网络。利用“智能感知，赋能生命”解决横向联接问题，形成一个广阔的泛联接系统。利用“网络重构，柔性伸缩”解决纵向智能性问题，自下而上地形成一个安全稳健的柔性网络。IOT是Internet of Things的缩写，字面翻译是“物体组成的因特网”，准确地翻译应该是“物联网”。物联网又称传感网，简要说就是互联网从人向物的延伸。“物联网”指的是将各种信息传感设备，如射频识别设备、红外感应设备、全球定位GPS北斗系统、激光扫描装置，与互联网结合起来而形成的一个庞大网络，其目的是让所有的物品都与网络连接起来，进而方便识别和管理，具有代表意义的平台有PTC的ThingWorx。物联网是一个强大的设备网络，所有设备都嵌入了电子元件、软件和传感器，使它们能够交换和分析处理数据。将近20年来，物联网一直在改变着我们的生活方式，为实现响应迅速的解决方案、创新型产品及其高效制造铺平了道路，并且最终将带来令人惊喜的全新业务方式。

物联网的演变分为3个阶段，首先必须连接未连接的设备，如车辆控制系统、实验测试装备和生产制造机床，这意味着需要连接当前未连接的设备，并增加传感器和技术，以允许这些设备将数据传输至云端或者专用的数据中心，然后在其中对数据进行分析并转换为可行的见解。要与生态系统合作伙伴密切联系配合，从而为提高安全性、增强业务绩效的群体提供端到端的解决方案。例如，新华三发布“One Net，One OS”物联网战略。One Net是基于SDN的泛联接网络，一张网承载所有的联接方式，实现网络连接的广泛性和智能化。One OS是云网端一体化操作系统，云端及终端侧采用统一OS，形成了完整的一致性。总的来说，新华三物联网打造了一个泛联接智能网络，实现了物联的场景化，基于SDN技术，迈过物理层差异，打造一张“从芯到云”的柔性网络，满足各种硬件终端类型的智能感知分析，并通过全局统一的绿洲云，做到层层能力集合，可以实现业务的互联互通。

新华三物联网从终端侧提供绿洲OS作为传感网络的入口，将感知层设备通过SDN+LoRaWiFiigbeeBLEEthernet网络技术进行承载，上传至绿洲云平台向上提供开放的API接口与第三方业务接口，形成不同场景化的物联网解决方案，满足行业的垂直化业务需求。此外，绿洲云平台还可以提供大数据平台和人工智能的开放接口，为万物智能迈出坚实一步，助力企业的数字化转型。物联网已经推出了丰富的模组、终端、AP、平台等产品，聚焦物联校园、智慧医疗、智能制造、智慧农业、智慧城市和智慧院所等场景解决方案，并与合作伙伴一起开展了大量的物联网成功实践，在南京光大路小学、北京宣武医院、浙江省人民医院等成熟落地，有力带动了物联网行业的整体前行。

2 IPv6 技术的分析

IPv6是Internet Protocol Version 6的缩写，其中，Internet Protocol译为“互联网协议”[1]。IPv6是IETF（互联网工程任务组，Internet Engineering Task Force）设计的用于替代现行版本IP协议（IPv4）的下一代IP协议，号称可以为全世界的每一粒沙子编上一个网址。

由于IPv4最大的问题在于网络地址资源有限，严重制约了互联网的应用和发展。IPv6的使用不仅能解决网络地址资源数量的问题，而且也解决了多种接入设备连入互联网的障碍。所以，物联网的基础必定依靠IPv6的推广才能达到万物互联的目的，这个推广现已在进行当中。

2012年6月6日，国际互联网协会举行了世界IPv6启动纪念日，这一天，全球IPv6网络正式启动。多家知名网站，如Google、Facebook和百度等，于当天全球标准时间0点（北京时间8点整）开始永久性支持IPv6访问。

根据飓风电子统计，截至2013年9月，互联网318个中的283个顶级域名支持IPv6接入他们的DNS，约占89.0%，其中，276个域名包含IPv6黏附记录，共5,138,365个域名在各自的域内拥有IPv6地址记录。

2.1 表示方法

图1 拓扑图

IPv6的地址长度为128b，是IPv4地址长度的4倍。于是IPv4点分十进制格式不再适用，采用十六进制表示。IPv6有3种表示方法：冒分十六进制表示法、0位压缩表示法和内嵌IPv4地址表示法。

2.2 地址类型

IPv6协议主要定义了3种地址类型：单播地址（Unicast Address）、组播地址（Multicast Address）和任播地址（Anycast Address）。与原来在IPv4地址相比，新增了“任播地址”类型，取消了原来IPv4地址中的广播地址，因为在IPv6中的广播功能是通过组播来完成的。

IPv6使用2种地址自动配置协议，分别为无状态地址自动配置协议（SLAAC）和IPv6动态主机配置协议（DHCPv6）。SLAAC不需要服务器对地址进行管理，主机直接根据网络中的路由器通告信息与本机MAC地址结合计算出本机IPv6地址，实现地址自动配置。DHCPv6由DHCPv6服务器管理地址池，用户主机从服务器请求并获取IPv6地址及其他信息，达到地址自动配置的目的。

2.3 应用前景

IPv6许多技术问题已经解决，IPv6技术正处于提升阶段[2]。总体来说，IPv6技术的发展不断进展，并且随着IPv4消耗殆尽，我们已经意识到了IPv6技术所带来的优势，特别是我国通过一些国家级的项目，推动了IPv6下一代互联网全面部署和大规模商用。随着IPv6的各项技术日趋完美，它也是智能化的网络的发展及智慧城市的必要条件。

目前对于智能网络的管理研发，其管理产品及解决方案可以帮助数以万计的用户实现智能网络资源的统一整合，提高智能网络管理效率，深受大家的认可。智能网络系列解决方案的统一管控平台，可以承载终端探测控制系统、智能营销门户、准入安全管理、移动办公、网络资源管理、智能综合布线管理、智能机柜管理、智能病毒防护体系和智能抓包等众多管理业务。同时可以识别和监控网络中所有终端及设备，智能网络管控平台可以对路由器、交换机及网络中的无线、安全、存储、语音、监控、视频、服务器、虚拟设备、打印机和UPS等设备进行管理，实现设备资源的集中化管理。

目前已经实现了灵活方便的拓扑功能，网络拓扑视图中，用户可以随意组织和定制子图。除传统的IP拓扑视图外，智能管理中心平台还提供全网络的拓扑视图和自定义拓扑视图，使用户可以根据自己的组织结构、地域情况，甚至楼层情况清晰灵活地绘制出客户化的网络拓扑。同时，实现了仿真3D数据中心拓扑，提供了数据中心拓扑，包括机房拓扑和机架拓扑等。通过仿真3D数据中心拓扑整合机房实时信息及资产信息，真正使IT管理者的管理步入虚拟现实领域，是提供给IT管理者最为直观的一项网络可视化管理工具[3]。

将来会实现智慧网络的智能综合布局，其中配合智能机枢柜内的逻辑单元，能主动地监测设计好的拓扑与物理实现的对应布置情况，线路的链接、串扰、能量的波动、量子数据传输等特性的综合信息汇总和报告的功能尤为重要。它类似一个智能化的酒店系统，而它内部的客房有可能有网络交换单元、访问控制单元、路由单元、IDS单元、智能防病毒单元和温度湿度控制单元等结构[4]。再如此递推可以看到智能交换机的形态：它应该用到端口管理的动态化、自动化，口线结合分离技术、灵活的端口启用与停止（控制逻辑时间、物理等）。智能机枢柜具有数码标识、色彩、灯光的分类标识相互结合的功能，实现智能的机柜标识统一的控制，集成了色彩灯光的分类标识展现形式，赋予了机房生命的活力和自然舒适的感受。智能网络的发展需要循序渐进逐步完善，这也是目前网络的智能化还没有完全实现的原因之一。

3 无状态地址自动配置

无状态地址自动配置的核心不需要额外的服务器管理地址状态，主机可自行计算地址进行地址自动配置，包括4个基本步骤：

①链路本地地址配置，主机计算本地地址；

②重复地址检测，确定当前地址唯一；

③全局前缀获取，主机计算全局地址；

④前缀重新编址，主机改变全局地址。

4 IPv6 动态主机配置协议

IPv6动态主机配置协议DHCPv6是由IPv4场景下的DHCP发展而来。客户端通过向DHCP服务器发出申请来获取本机IP地址并进行自动配置，DHCP服务器负责管理并维护地址池以及地址与客户端的映射信息。

DHCPv6在DHCP的基础上，进行了一定的改进与扩充。其中包含3种角色：①DHCPv6客户端，用于动态获取IPv6地址、IPv6前缀或其他网络配置参数；②DHCPv6服务器，负责为DHCPv6客户端分配IPv6地址、IPv6前缀和其他配置参数；③DHCPv6中继，它是一个转发设备。通常情况下，DHCPv6客户端可以通过本地链路范围内组播地址与DHCPv6服务器进行通信。若服务器和客户端不在同一链路范围内，则需要DHCPv6中继进行转发。DHCPv6中继的存在使得在每一个链路范围内都部署DHCPv6服务器不是必要的，节省成本，并便于集中管理。