物聯(lián)網(wǎng)時代——謹防“IPv6陷阱”

 傳統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)引入IPv6 的最大優(yōu)勢在于，無論網(wǎng)絡(luò)規(guī)模如何增長，IPv6 都能為每一個接入設(shè)備提供地址空間，甚至物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備也不例外。從狹義上理解，這種優(yōu)勢看似沒問題。目前只有部分IPv6 地址空間已開放，而IPv6 互聯(lián)網(wǎng)中的主機數(shù)量理論上可以達到3.4×1038(即支持2¹²⁸個地址)。

這的確是一個天文數(shù)字，即便是物聯(lián)網(wǎng)也不可能超越這種規(guī)模。正因如此，很多權(quán)威專家和制造商(特別是既得利益者)躊躇滿志地認為，IPv6 已然做好準備迎接物聯(lián)網(wǎng)的到來，全世界只需繼續(xù)維持現(xiàn)狀融入新興物聯(lián)網(wǎng)即可，畢竟可用的IP 地址多如砂礫。

然而，這種“把頭扎進沙堆里”的鴕鳥政策忽視了最為關(guān)鍵的經(jīng)濟因素——最終成本，它是推動物聯(lián)網(wǎng)全面部署的根本動力(其他任何網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的推動也是如此)。這些成本主要集中在軟硬件系統(tǒng)、監(jiān)督與管理以及安全保障這三個方面。因此，物聯(lián)網(wǎng)迫切需要一種新的發(fā)展思路。

燒錢的無用功能

經(jīng)典的計算與通信設(shè)備(如個人計算機、平板電腦和智能手機)集成了處理器、內(nèi)存和存儲設(shè)備等功能設(shè)計，這些設(shè)計保證了它們的核心功能。引入IPv6 只需將協(xié)議棧置于設(shè)備存儲器，在內(nèi)存中執(zhí)行，并由處理器驅(qū)動。

實際上，與這些設(shè)備所產(chǎn)生的利潤率相比，因IPv6 而造成的邊際成本微乎其微，幾乎也無法衡量。然而，此類設(shè)備“并非物聯(lián)網(wǎng)的重要組成部分”，與無數(shù)傳感器和各種裝置組成的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備相比，它們的數(shù)量也不值一提。

物聯(lián)網(wǎng)中的海量終端設(shè)備通常并不包含處理器、內(nèi)存和存儲設(shè)備，而且當(dāng)前尚未進行任何方式的數(shù)據(jù)對接。未來物聯(lián)網(wǎng)需要連接的是那些之前從未聯(lián)網(wǎng)的設(shè)備，這正是關(guān)鍵所在。通常，這些設(shè)備從設(shè)計、制造到出售，均以最低成本收獲最高利潤率。尤其是那些銷往發(fā)展中國家的設(shè)備，必須是極為廉價的產(chǎn)品。然而，發(fā)展中國家也正是物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展最為迅速的地方。

為了充分發(fā)揮物聯(lián)網(wǎng)的巨大潛能，我們需要為那些海量設(shè)備制定合理的低成本解決方案，否則它們會繼續(xù)遠離網(wǎng)絡(luò)，也難于發(fā)展，甚至步入一次性處理的行列。

廉價設(shè)備難以承載傳統(tǒng)協(xié)議

我們必須對那些實際成本做到心中有數(shù)，如果僅僅為了運行傳統(tǒng)的IPv6 協(xié)議，而在終端設(shè)備(如濕敏元件、照明燈、烤箱等)中增加相應(yīng)的軟硬件負載(并非那些傳感器和裝置所必須的基本功能)，顯然會成為物聯(lián)網(wǎng)的巨大障礙。

據(jù)估計，即便是批量生產(chǎn)，為這些設(shè)備使IPv6 增加的邊際成本也要將近50 美元。另外，除了處理器和存儲設(shè)備之外，還需要配備WiFi 或以太網(wǎng)等無線組件，相應(yīng)的高功率和熱損耗也在所難免。幸運的是，對于物聯(lián)網(wǎng)而言，那些簡易設(shè)備并不需要任何復(fù)雜功能去支持IPv6 協(xié)議，只需簡單的調(diào)制、傳輸和接收技術(shù)即可滿足需求，甚至還包括一些非射頻技術(shù)，如紅外和電力線組網(wǎng)等。如果將這些功能封裝到硅片中，那么為終端設(shè)備增加物聯(lián)網(wǎng)基本組網(wǎng)功能所需要的成本接近1 美元。

關(guān)鍵在于這并非傳統(tǒng)意義上的“組網(wǎng)”，因為僅僅是發(fā)送一個狀態(tài)或接收一個簡單指令而已，其中不會存在任何糾錯、路由以及其他傳統(tǒng)組網(wǎng)功能。物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備通常是“啞設(shè)備”，但它們卻完全可勝任某一項特定任務(wù)。從根本上來說，我們不難發(fā)現(xiàn)單從成本指數(shù)上就足以證明，為物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備創(chuàng)建一種新的解決思路是絕對有必要的。若非如此，眾多新技術(shù)與新發(fā)明都將會變得遙不可及。不考慮成本的做法也將嚴重制約物聯(lián)網(wǎng)的價值，那么，如何才能使物聯(lián)網(wǎng)進一步發(fā)展、壯大并走向成功呢?

像IPv6 這種傳統(tǒng)的通用網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，其所能負擔(dān)的最小有效載荷近1 000 個字節(jié)，在當(dāng)前的超配置背景下，這些被浪費的字節(jié)通常不會引人注意。然而，當(dāng)海量終端設(shè)備每天收發(fā)次數(shù)達到幾十萬次以上時，潛在的網(wǎng)絡(luò)擁塞以及巨額開支將會令人震驚。假如通過新的網(wǎng)絡(luò)載體建設(shè)來支撐物聯(lián)網(wǎng)的“通用”數(shù)據(jù)組網(wǎng)，恐怕又很難達到成本合理化的標(biāo)準。

7000 億設(shè)備的監(jiān)管

盡管網(wǎng)絡(luò)設(shè)備制造商數(shù)以百萬，但想要定位并追蹤它們并非難事，因為每一款網(wǎng)絡(luò)設(shè)備都有對應(yīng)的MAC地址(介質(zhì)訪問控制標(biāo)識符)，由美國電氣與電子工程師協(xié)會(IEEE)負責(zé)維護和管理如此龐大的制造商數(shù)據(jù)庫。

傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備制造商通常具備豐富的組網(wǎng)經(jīng)驗，新的物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準將為這些網(wǎng)絡(luò)設(shè)備商帶來新的機遇，同時也會進一步推動全球經(jīng)濟的增長。

對于全世界無數(shù)制造物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備(簡易傳感器、執(zhí)行器和電器等)的企業(yè)和個體來說，如果讓他們都去等著某個集權(quán)機構(gòu)分配相應(yīng)的設(shè)備地址，那豈不是一件匪夷所思的事?要知道，那些恐怖政權(quán)、組織或個人對攻擊這樣的系統(tǒng)毫無興趣。

當(dāng)然，甚至為萬億設(shè)備分配地址都不是問題，但當(dāng)你想檢索并管理其中某個設(shè)備時卻如同大海撈針。如果你試圖對數(shù)千億IPv6 地址進行檢索，可能需要花上幾百年時間。這絕非聳人聽聞。對于一個由復(fù)雜的IPv6設(shè)備組成的物聯(lián)網(wǎng)而言，其管理成本可能遠超世界上的任何網(wǎng)絡(luò)化工程。而這些無謂的成本，對本已捉襟見肘的運營商來說又是沉重的一擊，畢竟他們正想方設(shè)法去彌補昂貴的基礎(chǔ)設(shè)施投資。

好鋼用在刀刃上

毋庸置疑，新興的物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)應(yīng)當(dāng)另辟蹊徑。終端設(shè)備僅有局部意義而并非全局唯一，這并不會造成任何影響，因為在更小規(guī)模的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)中依然存在智能化管理模式。監(jiān)管或控制每一個終端設(shè)備確實毫無必要，畢竟物聯(lián)網(wǎng)為終端設(shè)備提供的組網(wǎng)能力有限，它們能自力更生則有益無害，而且也很容易通過少量的“智能”設(shè)備相互協(xié)作。

這是與IPv6 完全不同的思路，每個設(shè)備不再需要“對等”的網(wǎng)絡(luò)功能與管理模式。所有設(shè)備都必須有可管理的P2P 模式只會限制物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展規(guī)模。正如大規(guī)模的蟻群一般，物聯(lián)網(wǎng)可通過特化理論、個體自治和局部效應(yīng)來發(fā)展壯大，關(guān)鍵是成本也會隨之降低幾個數(shù)量級。

簡化才更安全

物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)中的終端設(shè)備通信簡易且單一，幾乎不存在“后門”和安全隱患。然而，在IPv6 的P2P 對等架構(gòu)中，眾多IP 設(shè)備隨時都有可能成為全球任何一個角落黑客的攻擊對象。根據(jù)2012 年賽門鐵克Symantec 的統(tǒng)計數(shù)據(jù) ，全球互聯(lián)網(wǎng)安全漏洞導(dǎo)致的成本高達1 150 億美元 。當(dāng)今互聯(lián)網(wǎng)有將近24 億的P2P 用戶，這就意味著，每個用戶的年損失將近50 美元。

假如將此數(shù)字與物聯(lián)網(wǎng)中的海量設(shè)備相乘，不難發(fā)現(xiàn)IPv6 所導(dǎo)致的災(zāi)難性巨額代價。

由于物聯(lián)網(wǎng)重點關(guān)注組網(wǎng)能力有限的終端設(shè)備，這就必然在很大程度上減少了網(wǎng)絡(luò)規(guī)模劇增所帶來的風(fēng)險與代價。

互聯(lián)與代價

物聯(lián)網(wǎng)日益發(fā)展的關(guān)鍵在于，如何利用低成本和低風(fēng)險讓更多的設(shè)備互聯(lián)互通。唯一的思路是構(gòu)建新架構(gòu)，走成本效益最優(yōu)之路，這也是所有設(shè)備制造商、網(wǎng)絡(luò)運營商和眾多用戶的心聲。