智慧城市建设必须认真对待的几个问题（一）：IPV6作为地址的问题

　　无论是哪一种应用场景，传感器是一个单向的数据上传的部件，也就是说它的通信仅仅是向一个方向的传输，当然它的数据可能会有多个系统对其进行采集，无论数据是由传感器推送给上一级节点，还是由上一级节点对传感器进行询问。数据是由传感器产生并由传感器作为通信的信源端，传感器永远不会成为信宿端。

　　2.1 控制执行器与控制信号

　　在物联网中，控制是可能存在的，一些系统需要从感知端获得数据，当数据达到某个阈值时，应该触发控制执行器产生某些动作，使得系统处于一个良好的状态。前面已经说过，这种控制有开环的，也有闭环的。控制，无论是开环还是闭环，对实时性的要求一般会比较高，执行端可以认为是通信的信宿端。但是，执行端并不一定仅仅是接收数据，也可能会将自身（或系统）的状态数据作为信源端发送给更高一级的节点，显然控制执行端也是需要相应地址的。

　　需要说明的是，控制信号不同于数据，一个是实时要求比较高，另一个是控制信号是不能像数据那样重复使用的。

　　3.计算机网络与传感器网络通信

　　3.1 计算机网络通信

　　各计算机之间的通信寻址方式是与这个网络的复杂度有关的，对于早期的局域网来说，通信协议多采用的是IEEE802.3总线网的协议，这个协议描述的是物理层和数据链路层的MAC子层的实现方法，寻址也仅仅是针对MAC地址进行寻址。而对于范围较大的网络来说，可能是多网的结构，网与网之间是不能直接用MAC地址寻址的。这样的复杂网络环境，任意两台计算机之间的通信，先建立会话，使得通信信道建立后，通信才能得以实现，所以OSI七层协议模型是非常重要的。TCP/IP协议，虽然没有一一的对应七层协议，但是协议中的功能一点都没少。IP层是为了解决寻址的，IP地址必须与MAC地址相对应，而TCP/UDP是对应到传输层的。

　　一个通信的建立必须包括五元组：源IP地址、源端口、目的地址、目的端口、4层协议号。这样就保证了任意一台计算机与另外任意一台计算机之间的通信的可靠性和唯一性。

　　对于复杂网络的计算机通信来说，这是非常必要的。

　　3.2 传感器网络通信

　　在传感网络中，从传感器的汇聚端，如图3（注：汇聚端的说法，不一定准确，是指传感器将数据传送的最近节点）所示，仍然可以看成是复杂的计算机网络的通信，但是传感器与汇聚器之间，则不能简单地看成是计算机网络通信。

　　（一）传感器网络使用IPV6地址导致的问题

　　对于使用IPV6作为传感器的识别地址就会存在以下的问题：

　　3.2.1 IPV6需要与MAC地址建立对应关系

　　对于任意一个传感器，我们确实需要有一个可以识别的地址，如果没有这样的一个地址，就不知道数据的来源，就无法体现这个数据的价值。但是，是否一定需要用IPV6作为地址则是需要分析的。

　　相当多数的传感器目前仍然是非数字化的传感器，即便是已经数字化了的传感器，是否需要一个MAC地址，然后再与IPV6建立对应关系呢？

　　虽然IPV6地址空间足够大，但是只要传感器的汇聚端能够识别连接到该汇聚端上的所有传感器就足够了，一般这种汇聚端可连接的传感器，不过是几个，十几个、几十个的都是比较少见的，就算数量级很大，我们也可以用汇聚器级联的方式进行扩展。我们完全不需要那么大的地址空间来区别各个传感器，何况还要在传感器上加个网卡。

　　3.2.2 IPV6地址空间数据过大，导致传感器数据报有效数据占比过低

　　IPV6的地址空间是128位，对于一个五元组来说，源地址加上源端口就需要18个字节，完整五元组就需要37个字节，而一个传感器产生的数值往往只有3到5位十进制数据，一个5位十进制数据的数值转换成二进制，也仅仅是3个字节，用37个字节的地址大包装箱，只装上了3个字节的小货物，大量的算力和带宽都浪费在对地址的处理上，是极不合理的。一些从事物联网应用的企业也证明了这一点，他们对每个月传输一次的计量数据（积攒了一个月，数据量还算比较大），对于IPV4来说，数据部分仅占了数据报三分之一。

　　3.2.3 传感器的通信模式

　　对于计算机网络来说，任意两台计算机之间是有通信需求的，这任意的两台计算机可能是在不同的国度，也就是说有全球可达的通信需求。这种通信的路径，很难说是南北向的还是东西向的（向直接的服务端请求通信是南北向的，而与其它的计算机节点的通信，则都可以认为是东西向的），并且通信是双向的。而对于传感器与汇聚端的通信来说，仅仅单向的由传感器向汇聚端的通信，这就说明：

　　（1）传感器的数据没有全球可达的通信需要，如果有，完全可能通过汇聚端进行传输；

　　（2）传感器之间没有通信的需求，并且也不存在传感器之间通信的可能，即便有，也可以通过汇聚端来实现；

　　（3）传感器与汇聚端的通信是定向的，不需要用五元组来确定。

　　结论

　　用IPV6作为传感器的识别地址是不科学的，完全没有必要，甚至是有害的。

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（编辑：应用网_阳江站长网）

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