IPv6技术在数字家庭中的应用研究

７０　福建电脑　２００６年第８期　ＩＰｖ６技术在数字家庭中的应用研究　刘玮１，２　（１．海军航空工程学院山东烟台２６４０００　２．鲁东大学山东烟台２６４０２５）　【摘要】：与Ｉｎｔｅｍｅｔ紧密融合是数字家庭的最终目标之一，本文分析了数字家庭的现状和基于ＩＰｖ４技术构建数字家　庭的局限性．并指出ＩＰｖ６技术在地址空间、自动配置、安全机制以及支持移动性等方面具备显著优势，可以广泛应用于未来　数字家庭的构建。　【关键宇】：数字家庭，ＩＰｖ４，ＩＰｖ６　特点包括：　地址空问从３２比特扩展为１２８比特：简化了报文　１．数字家庭现状　所谓数字家庭（Ｄｉｇｉｔａｌ　Ｈｏｍｅ）。是指通过有线或无线网络环　头的格式；提高了对可选项的支持；增强的ＱｏＳ能力；增强的认　境，连接家庭中的各种信息终端（如ＰＣ、信息家电、网络电话等），　提供集成的语音、数据、多媒体、控制和管理等功能，并通过家庭　网关设备与Ｉｎｔｅｍｅｔ互联。实现信息在家庭内部终端之问、内网　与外网之间的流通和共享．使人们能够在家庭中便利的享受生　活、学习和工作。　数字家庭概念的提出起始于２０世纪９０年代．随着科技的　进步，尤其是信息家电技术以及网络技术的日新月异。数字家庭　的内涵也在不断丰富和更新．已经逐渐成为一个引人注目的领　域。尤其是近几年来宽带互联网络的普及．使数字家庭市场呈现　大幅度增长趋势．权威市场研究机构的预测显示。到２００７年全　球数字家庭市场规模将高达１０２６亿美元．而我国数字家庭规模　也将达到１５０亿元人民币。　数字家庭在国际国内都是一个比较新的领域．目前从事数　字家庭标准化的组织比较多，国外有ＤＬＮＡ、ｒＩ１Ｊ２Ｔ、ＵＰ｜ｌＰ、　ＤＨＷＧ、ＵＯＰＦ、ＥＣＨｏＮＥＴ、Ｌｏｎｗｏｒｋｓ，ＣＥＢｕｓ，Ｊｉｎｉ、ＯＳＧｉ等：国内　则有ＮＣ￣（ＩＣＲＳ）标准和ｅ家佳标准。尽管每个标准化组织所涉及　的技术细节不尽相同。但对于数字家庭的技术要求大体相近，包　括：充足的地址空间；设备的配置和维护尽可能的简单化；灵活　多样的通信方式；可靠的网络安全机制：等等，并且都把与Ｉｎｔｅｒ－　ｎｅｔ网络的紧密融合作为数字家庭未来发展的最终目标之一。　２　应用ＩＰｖ４技术构建数字家庭的局限性　数字家庭要想与Ｉｎｔｅｍｅｔ紧密融合．就必须基于Ｉｎｔｅｍｅｔ的　核心网络协议　协议来构建．目前Ｉｎｔｅｍｅｔ上普遍采用的　协　议版本为ＩＰｖ４。ＩＰｖ４已经使用了３０多年．Ｉｎｔｅｍｅｔ也已远远超出　当初设计者们的预期．尤其是随着数字家庭规模的不断扩大以　及功能的日益丰富，ＩＰｖ４已无法满足数字家庭的诸多技术要求。　数字家庭的一个基本技术要求就是要有足够的　地址．为网络　中的每一个信息终端都提供全球唯一的标识。而ＩＰｖ４采用３２　比特的地址空问，地址资源十分有限而且几乎消耗殆尽，即便采　用了私有地址、ＮＡＴ地址转换以及动态　分配（ＤＨＣＰ）等技术，　也？只是治标？治本的延缓消耗速度而已。并且由于这些技术会　破坏Ｉｎｔｅｍｅｔ端到端透明连接特性，使得一些诸如在线游戏、　ＶＯＩＰ等端到端的数字家庭应用服务难以实现。　ＩＰｖ４也无法满足数字家庭的易用性要求。考虑到相当多数　的数字家庭用户对于网络技术知之甚少。所以数字家庭的安装、　配置和应用应该尽可能的简单。能够做到自动配置网络参数．即　插即用。而ＩＰｖ４网络参数的设置必须通过手动或者通过管理　ＤＨＣＰ服务器来实现．这就提高了使用数字家庭的技术门槛，降　低了用户的使用热情　除此之外，ＩＰｖ４在安全性、Ｑｏｓ、移动性等方面也存在诸多不　足，无法为层出不穷的数字家庭新需求提供有力地技术支撑。　证和保密能力：等等。　自从１９９１年　ｖ６的概念被提出以来．在各方的努力下．　ＩＰｖ６在协议标准制定、技术研究、产品开发、试验及商用等方面　均取得了一定程度的进展。　６的基本框架已经逐步成熟。ＩＰｖ６　技术也开始从研究阶段迈向初步实施阶段．各类厂商围绕操作　系统、网络设备、应用软件等已开发出一些初期的产品。可以初　步满足网络运营的要求。一些研究机构和运营商建立了规模不　等的ＩＰｖ６实验网络．并通过隧道技术实现了全球范围的ＩＰｖ６互　连。相信在经过一段ＩＰｖ４、Ｉ１％６共存、平滑过渡的时期后．ＩＰｖ６　最终会完全取代ＩＰｖ４。　当然．ＩＰｖ６技术也存在着一些问题。比如：技术和需求上存　在着一定程度的脱节。缺乏创新的、”杀手级”应用；ＩＰｖ４／ｖ６网络　共存问题尚未很好的解决．缺乏适用于各类网络环境的技术方　案；ＩＰｖ６产品的种类较少、功能不完备，性能有待实践检验；　ＩＰｖ６试验网的规模还较小．提供的服务有限，缺少大规模网络环　境下进行实验验证的条件。可以说ＩＰｖ６在为我们带来良好机遇　的同时也提出了严峻的挑战．因此．探讨ＩＰｖ６技术在数字家庭　领域的应用有较强的现实意义。　４．应用ＩＰｖ６构建数字家庭的优势　４．１提供近乎无限的地址空问　ＩＰｖ６提供的１２８比特地址空问大到可以给地球上每一粒沙　子分配一个全球唯一的ＩＰｖ６地址．数字家庭中　地址的限制　已经排除。同时破坏端到端对等通信的ＮＡＴ等技术也将不再需　要。使端到端应用真正实现透明连接。并且由于不再需要管理内　部地址与公网地址之问的网络地址翻译和地址映射．使得数字　家庭的部署工作只需要管理比ＩＰｖ４少的多的网络元素和协议。　４．２方便的自动配置功能　与ＩＰｖ４相比。ＩＰｖ６具有非常强大的自动配置能力。它提供　的无状态自动配置（Ｓｔａｔｅｌｅｓｓ　ａｕｔｃｏｎｔｏｉｇｕｒａｔｉｏｎ）￣术．不需要用户　或者运营商进行人工干预．就可以对　地址、网关、ＤＮＳ等参数　进行配置．从而使用户几乎不需要做任何配置可以轻松地引入　新的设备，显著降低了管理成本，非常符合数字家庭的易用性要　求。　４．３内嵌的安全机制　数字家庭中的安全问题是很重要的一个方面．ＩＰｖ６在设计　时将安全作为标准的有机组成部分．而不是像ＩＰｖ４那样只是把　ＩＰＳｅｃ作为一个补充的可选部分。ＩＰｖ６内嵌的安全机制是通过两　个扩展报头一认证扩展头ｆＡｍ和封装安全性有效负载（ｇＳＰ）来实　现的。ＡＨ报头用来确认　信息包的可靠性和完整性，以阻止固　定字段的非法修改和　地址的电子欺骗．ＥＳＰ报头则用来提供　数据的加密封装。阻止非法节点阅读有效数据。这两个报头具　３．ＩＰｖ６简介　有功能互补的作用，可单独使用，也可同时使用，为数字家庭的　ＩＰｖ６是”Ｉｎｔｅｍｅｔ　Ｐｒｏｔｏｃｏｌ　Ｖｅｒｓｉｏｎ　６”的缩写．是由国际互联　安全性提供技术保障，能有效的避免个人隐私泄漏和黑客入侵。　网工程任务组（ｍＴＦ）为了解决ＩＰｖ４所存在的一些问题和不足　４．４支持移动性　而提出的，用来替代现行ＩＰｖ４协议的下一代ＩＰ协议。它的主要　对移动性的支持非常关键。这可以使用户（下转第７４页　维普资讯 http://www.cqvip.com

７４　福建电脑　２００６年第８期　史和经历．考查该软件包的形成和发展过程，以及应用的客户数　问题的本质．系统考虑。整体规划。　　和应用效果的评价．并且考查该软件商软件版本维护的机制。一　本着先易后难、先慢后快，快速收效的分步实施原则。般来讲．通过大量客户项目实施考验软件的质量和可靠性要高　一（２）分级改进、平稳过渡　以优化为主要思想．分级改进平稳过渡。将企业ＥＲＰ项目　（３）考察软件商或管理咨询公司对ＥＲＰ软件的实施经验　的建设过程分为可收集、可分析、可应用、可优化、可持续五级实　和能力企业要想成功实施ＥＲＰ系统．在选择ＥＲＰ软件供应商时　施　可收集：　除了要认真考察该公司提供的ＥＲＰ软件产品．还要重视对该　ＥＲＰ软件的实施能力的考察．有些项目可能会由该ＥＲＰ软件产　能够获得实时的信息．能够全面反映企业经营过程的管　品有协作关系的ＥＲＰ管理咨询公司．也需对相关性的管理咨询　理信息。　公司进行考察　在此过程主要的目标是工作电脑化：以电脑系统替代手　ＥＲＰ系统的实施也可以说是一种艺术．管理咨询和实施服　工工作．同时做好信息化基础数据的管理。　务人员对ＥＲＰ系统的经验和对企业现场管理的理解程度．对　可分析：　ＥＲＰ实施有着重要的影响．在ＥＲＰ系统实施的过程中，只有具　能够利用获得的信息追溯相关部门责任，洞察经营风险，　有丰富咨询和实施经验的专家．才能为企业现行管理做出确切　发现经营机会。　而中肯的诊断，才能提出优秀的解决方案，才能成功地进行系统　此过程的主要目标是落实责任：通过收集的数据进行分　实施。因此，企业在选择ＥＲＰ合作伙伴时，要特别重视对实施经　析，并把分析的工作作为日常考核的内容的依据。　验和效果的考查，要走访该公司的成功和失败的客户．多听听客　可应用：　户的反映．吸取其成功的经验和总结失败的教训，保证ＥＲＰ实　能够利用获得的信息改进管理方法、进行科学决策。　施成功。　此过程的目标是科学管理：以事实说话．以业务和数据说　２．做好项目实施团队的建设工作　话．依据数据的分析提出改进的方法或进行决策。　企业在明确了ＥＲＰ项目目标时．接下来的工作就是要围绕　可优化：　项目目标．开展项目团队的建设和授权问题上．也就是如何围绕　在可应用的基础上实现企业经营流程和系统的优化。　目标和任务进行组织设计和人力资源保障，明确相应的职责。信　此过程的目标是：流程优化．系统地设计和优化企业运作　息化组织结构和制度建设的工作内容主要包括以下几个方面：　的系统。通过整体系统的优化提高企业的效率和效益；　（１）企业ＩｒＩ＇管理战略的确定　可持续：　（２）企业ＩｒＩ＇管理部门的设置和权力责任的明确　能够持续改进绩效　（３）企业ＥＲＰ项目中ＩｒＩ＇部门、业务部门职责关系的明晰　和变革流程：　此过程的目标是组　（４）企业ＥＲＰ项目制度和流程的规范　（５）企业ＥＲＰ项目绩效考核体系的建立　织变革：通过业务流程、技　如何做好项目实施团队的组织和建设工作是控制ＥＲＰ项　能、文化等方面的变革打　目风险的另一个主要手段：一般的共识是：企业高层领导支持和　造企业的核心竞争力：　充分授权．信息技术部和业务部门共同参与：以企业内部信息化　企业ＥＲＰ项目建设过程　力量为主。适当引入外部咨询专家和软件工程师解决关键问题。　示意图　３．如何实施好ＥＲＰ项目？　４．总结　现今不少企业缺乏对ＥＲＰ项目认识和应用经验．笔者提供　企业的ＥＲＰ项目风险来源于多方面，主要有：选择的风险，　些方法供参考。　市场风险，组织风险，财务预算风险，技术风险，人员风险等等，　（１）系统分析、整体规划、分步实施　如果能从企业ＥＲＰ项目的选择风险、实施风险、技术风险的规　结合企业自身的管理实际情况．结合企业所处行业特点．引进先　避和控制角度进行重点管理．将会有效规避企业ＥＲＰ项目风　进的行业针对性较强或成功案例较多的ＥＲＰ软件产品．通过系　险。　统分析企业自身管理上的问题．从系统中寻找问题的瓶颈．把握　些．企业要尽量避免成为不成熟产品的试验场。　．．．．．．．．．．一（上接第７０页）　出门在外的时候仍然能够通过笔记本电脑、智能手机、ＰＤＡ等移　但我们应该看到其广阔的发展前景．一些厂商已经开始研制同　动设备访问数字家庭中的资源并能对家中的信息终端进行远程　控制。ＩＰ、ｒ６在设计时充分考虑了移动性需求．并将移动　６作　为Ⅱ＇ｖ６的基本组成部分．因此　ｖ６在移动环境下可更好地支持　端到端以及多媒体业务。此外．ＩＰ、ｒ６的自动配置使得漫游到异地　网络的移动用户无需手动更改任何设置。而且与移动ＩＰｖ４不　同，移动　６不需要异地代理，这意味着移动用户不需要事先　在数字家庭内部进行本地移动配置就可以在任何地方对其进行　远程访问。而数字家庭也不必为了给访问者提供　移动性服务　而专门设置一个异地代理．唯一要做的只是在家庭网络中设置　个移动ＩＰｖ６家乡代理来向移动用户的当前位置转发数据包．　这通常可以由家庭网关来兼任。降低了数字家庭系统的复杂性。　一时支持ＩＰｖ４和ＩＰｖ６技术的过渡期产品．数字家庭新功能的开发　也开始考虑通过ＩＰｖ６技术来实现，相信在不久的将来，应用　ＩＰｖ６技术的数字家庭将为我们提供更加轻松，更加有序，更加　高效的优质生活。　参考文献：　１．ＲＦＣ　２４６０　ｌｎｔｅｒｎｅｔ　Ｐｒｏｔｏｃｏｌ　Ｖｅｒｓｉｏｎ　６（ＩＰｖ６）Ｓｐｅｃｉｉｆｃａｔｉｏｎ．Ｄｅｃ．１９９８　２．周逊．ＩＰｖ６一下一代互连网的扭，Ｃｔ．北京：电子工业出版社．２００３　３．［芙】戴￣ｔ，ｔ／（ＤａｖｉｅｓＪ．）．理解ＩＰ、，６．北京：电子工业出版社，２００４　４．ＲＦＣ　１８２５　ＩＰ的安全性体系蛄构．Ｒ．Ａｔｋｉｍｏｎ．Ａｕｇｕｓｔ　１９９５　５．马学文．朱名日．智能家庭网络的规范与标准综述．电子科技．２００４．１：２—　５　５．结束语　综上所述．ＩＰｖ６技术应用于数字家庭领域有着明显的技术　７．苗再良．数字家庭网络现状和发展趋势．信息技术与信息化．２００５．３：７—　优势。虽然由于　６技术尚未成熟．基于ＩＰ、ｒ６的应用服务也较　１Ｏ　为缺乏，使得现阶段完全采用ＩＰｖ６构建数字家庭还为时过早．　８．蔡觉婷．数字家庭网络技术与发展．电信网技术．２００５．６：６３—６７　６．潘晓磊．数字家庭网络及其实现．今日电子．２００５．６：７８—８４