基于 IPv6 协议的家庭网络新技术


摘要:对比IPv4协议的不足,讨论了IPv6协议在构建家庭网络方面的优点 。IPv6具备的一系列先进特性,如地址空间充足、自动配置能力强、改进的移动性以及安全性,使其可以广泛应用于家庭网络的构建 。指出要构建高效的家庭网络,开发出吸引用户的家庭网络服务,必须将IPv6、家庭网关和ISP三者相结合 。
要害词:家庭网络 IPv6 网络结构 网络服务
随着诸如IEEE1394和蓝牙等新标准的提出和完善,越来越多的家电设备将具备网络连接和数据通信的能力 。通过内置在新一代家电产品中的各种嵌入式芯片和处理器,用户将可以通过网络远程访问家中电器设备并对其进行控制 。用户家里的各类电器如电视、码设备如数字相机、摄像机以及家庭局域网等将可以通过一个被称为家庭网关(home gateway)的设备连接到外部Internet上 。
一、家庭网络的技术要求
要大规模地应用家庭网络,构建家庭网络的技术必须满足一些重要的要求 。满足这些要求是为了让那些一点技术都不懂的用户愿意去使用家庭网络 。假如操作过于复杂,家庭网络的市场将仅仅局限于愿意花费时间和精力去学习新技术的用户 。
第一个要求是要有足够的地址空间 。这样才能为大量的家用电器设备都分配一个惟一的IP地址,否则我们只能利用诸如地址翻译机制、私有地址空间等技术来绕过这一限制,但这样一来将会影响到使家庭网络深具吸引力的一些应用,如VoIP、在线游戏等 。
第二个要求是用户只需对家庭网络进行非常少量的配置和维护 。假如用户需要花费大量的时间去安装和维护家庭网络,那么他们对使用这些新技术的热情就会大大降低 。配置、维护和操作越简单,就越轻易被广大消费者接受 。这一要求不仅要在家庭网络最初安装的时候得到满足,在已有家庭网络中引入新的设备时也要满足 。
第三个要求是可以让各种各样的家电设备参与到家庭网络中来 。家庭网络中的设备不应该仅仅局限于目前可以联网的设备,如PC、机顶盒等 。家庭网络所使用的技术应该更加灵活以使尽可能多的家电设备可以接入到家庭网络中 。
第四个要求是要有灵活多样的通信方式 。家庭网络不应该也不可能仅仅局限于使用传统的铜线连接,而应能使用多种传输介质 。可能的通信方式包括以太网、蓝牙、电力线、IEEE 802.11 。
最后,家庭网络用户肯定会希望能够远程访问他们的网络 。家庭网络应能答应合法的访问,同时阻止其他非法的访问 。
二、使用IPv4构建家庭网络的局限性
1.地址空间贫乏
妨碍IPv4协议在家庭网络中应用的第一个限制是可利用的地址空间贫乏 。即使ISP只给每个家庭网络分配一个地址,家庭网络的大量应用也会很快将IP地址耗尽,而且各个国家和地区分配到的IP地址差别很大 。由于历史的原因,北美分配到的IP地址要比欧洲和亚洲多很多 。因此,即使在北美可以基于IPv4来构建家庭网络,在其他地区这种方法也是不可行了 。
2.不宜使用私有地址
为了减缓公用地址耗尽的速度,在企业网内部使用了私有地址(参见RFC1918) 。由于私有地址不能在公用网络中进行路由,因此外部访问就必须使用地址翻译机制 。这样一来,端到端的服务就不轻易建立 。为了提供一些新的服务(如VoIP、在线游戏等),ISP就不得不为每一项新的服务开发专门的应用层网关 。同样,在家庭网络中使用了网络地址转换(NAT)协议后,端到端的安全性保障将不再有效 。因此,私有地址并不适合在家庭网络中使用 。
3.家电设备配置问题
家庭网络要求可以很轻易地对家电设备进行安装和配置 。基于IPv4的家庭网络中,一台家电要自动获取一个IP地址的惟一方法是建立一个DHCP服务器,但是DHCP服务器需要进行治理 。ISP可以代用户对该服务器进行远程治理,但用户要向ISP支付治理费 。否则,用户必须自己来治理DHCP服务器,然而希望每一个用户都有能力自己治理DHCP服务器是不现实的 。

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