1 物聯(lián)網(wǎng)與IPv6

物聯(lián)網(wǎng)（Internet of Things）的概念最初在1999年由美國(guó)麻省理工學(xué)院的Auto-ID實(shí)驗(yàn)室提出，其構(gòu)想是通過(guò)RFID與無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的結(jié)合來(lái)構(gòu)建一個(gè)追蹤貨物的全球系統(tǒng)。Internet of Things這個(gè)思路最初是非常具體的，但是其概念本身給人以很大的遐想空間，并且隨著集成電路技術(shù)、無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展，這個(gè)幼小的思想得到了越來(lái)越廣泛的關(guān)注，并且被各方賦予了新的內(nèi)涵和外延。2005年，國(guó)際電信聯(lián)盟（ITU）在其年度報(bào)告中對(duì)物聯(lián)網(wǎng)的概念、技術(shù)、市場(chǎng)、挑戰(zhàn)和未來(lái)構(gòu)想方面進(jìn)行了闡述。與此同時(shí)，互聯(lián)網(wǎng)的誕生地IETF自2006年開(kāi)始也從技術(shù)層面展開(kāi)了對(duì)物聯(lián)網(wǎng)的研究，制定了網(wǎng)絡(luò)層的相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。2010年3月，IRTF主席Aaron Falk在第77次會(huì)議上發(fā)起了IoT的興趣小組，計(jì)劃從研究層面推進(jìn)相關(guān)工作。

物聯(lián)網(wǎng)的架構(gòu)可以簡(jiǎn)單地劃分為3個(gè)層次（感知層，網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層），分別為物聯(lián)網(wǎng)提供了一些重要的特性，即全面感知、可靠傳送、智能處理。物聯(lián)網(wǎng)的感知層要求能夠全面感知物理世界的各種信息，利用多種傳感器、傳感器網(wǎng)絡(luò)、RFID、二維碼、攝像頭、GPS、智能物體等來(lái)全面感知現(xiàn)實(shí)世界中的各種信息。物聯(lián)網(wǎng)的感知層節(jié)點(diǎn)具有數(shù)量多、成本低、計(jì)算能力弱等特點(diǎn)，是物聯(lián)網(wǎng)信息的源頭，如何更好地管理維護(hù)感知層網(wǎng)絡(luò)、促進(jìn)相關(guān)應(yīng)用開(kāi)展一直是學(xué)術(shù)界和工業(yè)界關(guān)注的重要問(wèn)題之一。

物聯(lián)網(wǎng)引起全世界的廣泛關(guān)注以來(lái)，終端數(shù)量持續(xù)上升，逐漸成為上百億終端的市場(chǎng)，給網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)提出了兩個(gè)方面的挑戰(zhàn)。首先是碼號(hào)尋址需求，從國(guó)際和國(guó)內(nèi)兩個(gè)方面看，IPv4地址不足已經(jīng)成為不爭(zhēng)的事實(shí)。一方面，截止到2010年3月，全球可分配的A類IPv4地址段只剩下22個(gè)，預(yù)計(jì)2012年亞洲地址管理分支機(jī)構(gòu)APNIC的IPv4地址池將耗盡，屆時(shí)國(guó)內(nèi)公司將無(wú)法再申請(qǐng)到IPv4地址；另一方面，我國(guó)已獲得的IPv4地址份額只占到全球的6.3%，勢(shì)必影響我國(guó)巨大潛在市場(chǎng)的發(fā)展。由此可見(jiàn)，IPv4地址尚不能滿足互聯(lián)網(wǎng)和移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的地址需求，對(duì)于發(fā)展中的物聯(lián)網(wǎng)，特別是具有數(shù)量眾多的感知層節(jié)點(diǎn)的標(biāo)識(shí)問(wèn)題，這個(gè)問(wèn)題更為明顯。其次，物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)發(fā)展問(wèn)題也凸顯出現(xiàn)，目前，感知終端上的數(shù)據(jù)格式多種多樣，難以統(tǒng)一管理運(yùn)營(yíng)，新型業(yè)務(wù)難以落地。由于缺乏統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)層通信標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)用程序的開(kāi)發(fā)處于無(wú)章可循的狀態(tài)，且廣泛基于TCP/IP協(xié)議棧開(kāi)發(fā)的互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用不容易移植。因此，物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展需要統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的協(xié)議來(lái)支撐網(wǎng)絡(luò)向大規(guī)模泛在化發(fā)展，也需要一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)置來(lái)孵化各種新型的業(yè)務(wù)模式，真正實(shí)現(xiàn)“無(wú)處不在的網(wǎng)絡(luò)、無(wú)所不能的業(yè)務(wù)”。

基于這兩個(gè)方面的需求，物聯(lián)網(wǎng)和IPv6產(chǎn)生了廣泛的聯(lián)系。IETF從一開(kāi)始研究物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)技術(shù)以來(lái)，就把IPv6作為惟一選擇，IETF相關(guān)工作組的工作都是在IPv6基礎(chǔ)上展開(kāi)的，相關(guān)的產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟IPSO Alliance （IP Smart Object Alliance）也開(kāi)始了IPv6產(chǎn)品化推廣的路線。最初不支持IP相關(guān)技術(shù)的Zigbee組織，也在其智能電網(wǎng)（Smart Energy）的最新標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范中加入了對(duì)IPv6協(xié)議的支持。

本文介紹了物聯(lián)網(wǎng)感知層的IPv6協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)化動(dòng)態(tài)，介紹了IPv6技術(shù)在IETF，IPSO，Zigbee，ISA-100多個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化組織的基本原理和工作進(jìn)展。

2 IETF工作進(jìn)展

IETF成立了3個(gè)工作組來(lái)進(jìn)行低功耗IPv6網(wǎng)絡(luò)方面的研究。6LowPan（IPv6 over Low-power and Lossy Networks）工作組主要討論如何把IPv6協(xié)議適配到IEEE 802.15.4 MAC層和PHY層協(xié)議棧上的工作。RoLL（Routing Over Low Power and Lossy Networks）主要討論低功耗網(wǎng)絡(luò)中的路由協(xié)議，制訂了各個(gè)場(chǎng)景的路由需求以及傳感器網(wǎng)絡(luò)的RPL（Routing Protocol for LLN）路由協(xié)議。CoRE（Constrained Restful Environment）工作組由6LowApp興趣小組發(fā)展而來(lái)，主要討論資源受限網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的信息讀取操控問(wèn)題，旨在制訂輕量級(jí)的應(yīng)用層協(xié)議（Constrained Application Protocol，CoAP）。

2.1 6LowPan工作組

6LowPan工作組成立于2006年，屬于IETF互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域。該工作組已完成兩個(gè)RFC：《在低功耗網(wǎng)絡(luò)中運(yùn)行IP6協(xié)議的假設(shè)、問(wèn)題和目標(biāo)》（RFC4919，Informational）；《在IEEE802.15.4上傳輸IPv6報(bào)文》（RFC4944，Proposed Standard）。

在IEEE 802.15.4網(wǎng)絡(luò)中運(yùn)行IPv6協(xié)議的主要挑戰(zhàn)來(lái)自于兩個(gè)方面，一方面802.15.4物理層支持的最大幀長(zhǎng)度是127字節(jié)，而IPv6的報(bào)頭就占據(jù)了40字節(jié)，再加上MAC層報(bào)頭，安全報(bào)頭、傳輸層報(bào)頭的長(zhǎng)度，實(shí)際能夠給應(yīng)用層使用報(bào)文長(zhǎng)度變得非常小。另一方面，IPv6協(xié)議（RFC2460）中規(guī)定的MTU值最小是1280字節(jié)，表明IP層最小只會(huì)把數(shù)據(jù)包分片到1280字節(jié)。如果鏈路層支持的MTU小于此值，則鏈路層需要自己負(fù)責(zé)分片和重組。所以，6LowPan工作組為IEEE 802.15.4設(shè)計(jì)了一個(gè)適配層，把IPv6數(shù)據(jù)包適配到IEEE 802.15.4規(guī)定的物理層和鏈路層之上，支持報(bào)文分片和重組，同時(shí)6LowPan規(guī)定了IPv6報(bào)頭的無(wú)狀態(tài)壓縮方法，減小IPv6協(xié)議帶來(lái)的負(fù)荷。6LowPan工作組的工作在低功耗節(jié)點(diǎn)協(xié)議棧中的位置如圖1所示。

圖1 6LowPan協(xié)議棧模型

報(bào)頭壓縮的主要原理是通過(guò)壓縮編碼省略掉報(bào)頭中冗余的信息。不包含擴(kuò)展頭的IPv6報(bào)頭一共有40個(gè)字節(jié)，但是在網(wǎng)絡(luò)感知層，IPv6報(bào)頭中的很多信息可以省略或者壓縮，IPv6報(bào)頭中的各個(gè)信息域的壓縮方法如下：

（1）版本號(hào)Version（4位）：取值為6，在運(yùn)行IPv6協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)中，此項(xiàng)可以省略。

（2）流類型Traffic Class（8位）：可以通過(guò)壓縮編碼壓縮。

（3）流標(biāo)識(shí)Flow label（20位）：可以通過(guò)壓縮編碼壓縮。

（4）載荷長(zhǎng)度Payload Length（16位）：可以省略，因?yàn)镮P頭長(zhǎng)度可以通過(guò)MAC頭中的載荷長(zhǎng)度字段計(jì)算出來(lái)。

（5）下一個(gè)頭Next Header（8位）：可以通過(guò)壓縮編碼壓縮，假設(shè)下一個(gè)頭是UDP，ICMP，TCP或者擴(kuò)展頭的一種。

（6）跳極限Hop Limit（8位）：惟一不能進(jìn)行壓縮的信息。

（7）源地址Source Address（128位）：可以進(jìn)行壓縮，省略掉前綴或者IID。

（8）目標(biāo)地址Destination Address（128位）：可以進(jìn)行壓縮，省略掉前綴或者IID。

為了對(duì)IPv6報(bào)頭進(jìn)行無(wú)狀態(tài)壓縮，6LowPan工作組制定了兩種壓縮算法LOWPAN_HC1（RFC4944）和LOWPAN_IPHC（draft-ietf-6LowPan-hc-06），其中HC1算法用于使用本地鏈路地址（Link-local Address）的網(wǎng)絡(luò)，節(jié)點(diǎn)的IPv6地址前綴固定（FE80：：/10），IID可以由MAC層的地址計(jì)算而來(lái)，但是這種算法不能有效壓縮全局的可路由地址和廣播地址，因此不能用于LOWPAN網(wǎng)絡(luò)與互聯(lián)網(wǎng)互訪的應(yīng)用。LOWPAN_IPHC算法的提出主要是為了有效壓縮可路由的地址，目前LOWPAN_IPHC算法正在IETF 6LowPan工作組進(jìn)行最后的修訂狀態(tài)。

LOWPAN_HC1算法和LOWPAN_IPHC算法在MAC報(bào)頭之后定義了8位的一個(gè)選擇報(bào)頭，此選擇報(bào)頭的取值決定了壓縮報(bào)頭的具體格式和算法。詳細(xì)信息見(jiàn)表1。例如，如果前8位的取值是01000001，那么表示接下來(lái)是LOWPAN_HC1算法對(duì)應(yīng)的壓縮報(bào)頭，如果前3位的取值是011，那么表示接下來(lái)的是LOWPAN_IPHC算法對(duì)應(yīng)的壓縮報(bào)頭。

表1 6LowPan選擇報(bào)頭的含義

在選擇報(bào)頭后緊跟的是壓縮編碼，壓縮編碼由一些指示位組成，指示位的不同取值表明了IPv6報(bào)頭壓縮的不同方法。具體參見(jiàn)RFC4944。

除了IPv6無(wú)狀態(tài)報(bào)頭壓縮的方法之外，6LowPan工作組還制定了一系列相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，包括支持Mesh Routing的方法，簡(jiǎn)化的IPv6 Neighbor Discovery協(xié)議，應(yīng)用場(chǎng)景和路由需求等幾個(gè)關(guān)鍵的技術(shù)規(guī)范。6LowPan工作組是IETF物聯(lián)網(wǎng)感知層工作的發(fā)源地，其中的很多研究和探索直接影響了另外幾個(gè)工作組的成立和方向，下面將分別介紹。

2.2 IPv6路由工作組RoLL

RoLL（Routing over Lossy and Low-power Networks）工作組于2008年2月成立，屬于IETF路由領(lǐng)域的工作組。IETF RoLL工作組致力于制定低功耗網(wǎng)絡(luò)中IPv6路由協(xié)議的規(guī)范。ROLL工作組的思路是從各個(gè)應(yīng)用場(chǎng)景的路由需求開(kāi)始，目前已經(jīng)制定了4個(gè)應(yīng)用場(chǎng)景的路由需求，包括家庭自動(dòng)化應(yīng)用（Home Automation，RFC5826）、工業(yè)控制應(yīng)用（Industrial Control，RFC5673）、城市應(yīng)用（Urban Environment，RFC5548）和樓宇自動(dòng)化應(yīng)用（Building Automation，draft-ietf-roll-building-routing-reqs）。

為了制訂出適合低功耗網(wǎng)絡(luò)的路由協(xié)議，ROLL工作組首先對(duì)現(xiàn)有的傳感器網(wǎng)絡(luò)的路由協(xié)議進(jìn)行了綜述分析，工作組文稿draft-ietf-roll-routing-survey分析了相關(guān)協(xié)議的特點(diǎn)以及不足。然后研究了路由協(xié)議中路徑選擇的定量指標(biāo)。ROLL工作組文稿draft-ietf-roll-routing-metrics包含兩個(gè)方面的定量指標(biāo)，一方面是節(jié)點(diǎn)選擇指標(biāo)，包括節(jié)點(diǎn)狀態(tài)，節(jié)點(diǎn)能量，節(jié)點(diǎn)跳數(shù)（Hop Count）；另一方面是鏈路指標(biāo)，包括鏈路吞吐率、鏈路延遲、鏈路可靠性、ETX、鏈路著色（區(qū)分不同流類型）。為了輔助動(dòng)態(tài)路由，節(jié)點(diǎn)還可以設(shè)計(jì)目標(biāo)函數(shù)（Objective Function）來(lái)指定如何利用這些定量指標(biāo)來(lái)選擇路徑。

在路由需求、鏈路選擇定量指標(biāo)等工作的基礎(chǔ)上，ROLL工作組研究制定了RPL（Routing Protocol for LLN）協(xié)議。RPL協(xié)議目前是一個(gè)工作組文稿（draft-ietf-roll-rpl），已經(jīng)更新到第8版本。RPL協(xié)議支持3種類型的數(shù)據(jù)通信模型，即低功耗節(jié)點(diǎn)到主控設(shè)備的多點(diǎn)到點(diǎn)的通信，主控設(shè)備到多個(gè)低功耗節(jié)點(diǎn)的點(diǎn)到多點(diǎn)通信，以及低功耗節(jié)點(diǎn)之間點(diǎn)到點(diǎn)的通信。RPL協(xié)議是一個(gè)距離向量路由協(xié)議，節(jié)點(diǎn)通過(guò)交換距離向量構(gòu)造一個(gè)有向無(wú)環(huán)圖（Directed Acyclic Graph，DAG）。DAG可以有效防止路由環(huán)路問(wèn)題，DAG的根節(jié)點(diǎn)通過(guò)廣播路由限制條件來(lái)過(guò)濾掉網(wǎng)絡(luò)中的一些不滿足條件的節(jié)點(diǎn)，然后節(jié)點(diǎn)通過(guò)路由度量來(lái)選擇最優(yōu)的路徑。

2.3 IPv6應(yīng)用工作組CoRE

2010年3月，CoRE（Constrained RESTful Environment）工作組正式成立，屬于應(yīng)用領(lǐng)域（Application Area）。CoRE起源于6lowapp興趣組（BOF），主要討論受限節(jié)點(diǎn)上的應(yīng)用層協(xié)議。隨著討論的深入，IETF技術(shù)專家把工作組的內(nèi)容界定在為受限節(jié)點(diǎn)制定相關(guān)的REST形式的協(xié)議上。REST（Representational State Transfer）是指表述性狀態(tài)轉(zhuǎn)換架構(gòu)，是互聯(lián)網(wǎng)資源訪問(wèn)協(xié)議的一般性設(shè)計(jì)風(fēng)格。REST提出了一些設(shè)計(jì)概念和準(zhǔn)則：網(wǎng)絡(luò)上的所有對(duì)象都被抽象為資源；每個(gè)資源對(duì)應(yīng)一個(gè)惟一的資源標(biāo)識(shí)；通過(guò)通用的連接器接口；對(duì)資源的各種操作不會(huì)改變資源標(biāo)識(shí)；對(duì)資源的所有操作是無(wú)狀態(tài)的。HTTP協(xié)議就是一個(gè)典型的符合REST準(zhǔn)則的協(xié)議。在資源受限的傳感器網(wǎng)絡(luò)中，HTTP過(guò)于復(fù)雜，開(kāi)銷過(guò)大，因此也需要設(shè)計(jì)一種符合REST準(zhǔn)則的協(xié)議，這就是CoRE工作組正在制訂的CoAP協(xié)議（Constrained Application Protocol）。目前，CoAP協(xié)議還處于討論狀態(tài)，暫時(shí)沒(méi)有工作被IETF接受為工作組文稿。

應(yīng)用CoAP協(xié)議之后，互聯(lián)網(wǎng)上的服務(wù)就能夠直接通過(guò)CoAP協(xié)議或者通過(guò)HTTP與CoAP協(xié)議之間的網(wǎng)關(guān)來(lái)進(jìn)行資源讀取、修改、刪除等操作。圖2顯示了CoAP協(xié)議在傳感器、網(wǎng)關(guān)、互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)器上的呈現(xiàn)。圖2（a）顯示了CoAP通過(guò)網(wǎng)關(guān)與HTTP協(xié)議進(jìn)行轉(zhuǎn)換的方式，圖2（b）顯示了傳感器節(jié)點(diǎn)直接與支持CoAP協(xié)議的互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)器進(jìn)行信息交互的方式。圖中也顯示了這兩種方式中，節(jié)點(diǎn)和網(wǎng)關(guān)的協(xié)議棧都是建立在IPv6和6LowPan協(xié)議棧之上的。

圖2 利用CoAP協(xié)議進(jìn)行資源訪問(wèn)的節(jié)點(diǎn)、網(wǎng)關(guān)和服務(wù)器的協(xié)議棧

除了CoAP協(xié)議，資源受限環(huán)境中的資源發(fā)現(xiàn)、安全、API等都在工作組的工作范圍之內(nèi)，相關(guān)的工作正在積極地展開(kāi)。

3 物聯(lián)網(wǎng)感知層IPv6協(xié)議的相關(guān)應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)

物聯(lián)網(wǎng)感知層的IPv6協(xié)議目前在IETF組織進(jìn)行研究和標(biāo)準(zhǔn)化，其他相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)化組織為了支持IPv6也要研究如何采用和應(yīng)用IETF相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。目前，支持IPv6相關(guān)應(yīng)用的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織有IPSO，Zigbee，ISA-100等組織。

3.1 IPSO Alliance

IPSO Alliance（IP Smart Object Alliance）即IP智能物體產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟，是推動(dòng)IETF所制訂的輕量級(jí)IPv6協(xié)議相關(guān)應(yīng)用的產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟。IPSO成立于2008年9月，其發(fā)起組織包括CISCO，Ericsson，SUN等電信和互聯(lián)網(wǎng)廠商，也包括一些傳統(tǒng)的傳感器網(wǎng)絡(luò)的芯片和器件廠商，如Atmel，F(xiàn)reescale，Arch Rock，Sensinode等。

IPSO聯(lián)盟的主要目的是推動(dòng)智能IP解決方案的產(chǎn)業(yè)實(shí)施和，實(shí)現(xiàn)智能IP解決方案的技術(shù)優(yōu)勢(shì)。IPSO分析了現(xiàn)有傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)和控制系統(tǒng)中方案的問(wèn)題，特別是這些方案長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看在大規(guī)模系統(tǒng)中難以互通的問(wèn)題，指出IP技術(shù)作為一種成熟和高度互通的方案，是市場(chǎng)和技術(shù)的最優(yōu)選擇。IPSO目前的工作包括：引起產(chǎn)業(yè)界對(duì)IP智能物體解決方案的重視，利用現(xiàn)有方案并且進(jìn)行技術(shù)開(kāi)發(fā)；產(chǎn)出一系列幫助廠商開(kāi)發(fā)的指導(dǎo)性研究報(bào)告、白皮書(shū)和應(yīng)用場(chǎng)景；從市場(chǎng)層面輔助IETF組織的工作；連接起全世界支持IP智能感知和控制系統(tǒng)的公司；協(xié)調(diào)和組織市場(chǎng)推動(dòng)工作；組織互通性測(cè)試。

目前，IPSO已經(jīng)產(chǎn)出5份白皮書(shū)，包括：

（1）IP協(xié)議帶來(lái)的優(yōu)勢(shì)。

（2）智能物體的輕量級(jí)IPv6協(xié)議棧：來(lái)自3個(gè)獨(dú)立互通實(shí)現(xiàn)的經(jīng)驗(yàn)。

（3）6LowPan介紹。

（4）6LowPan鄰居發(fā)現(xiàn)協(xié)議概覽。

（5）智能物體的網(wǎng)絡(luò)安全。

IPSO主要基于IETF所制訂的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，以此來(lái)推動(dòng)應(yīng)用和產(chǎn)業(yè)發(fā)展，進(jìn)行互通性測(cè)試，資質(zhì)認(rèn)證等等工作，是IETF物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的主要推動(dòng)者。

3.2 Zigbee Alliance

Zigbee是IEEE 802.15.4組織對(duì)應(yīng)的產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟。Zigbee制訂了短距離無(wú)線通信標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層，針對(duì)不同的應(yīng)用制訂了相應(yīng)的應(yīng)用規(guī)范。Zigbee對(duì)應(yīng)的物理層和鏈路層是在IEEE 802.15.4組織研究制訂的。

Zigbee目前正式發(fā)布的規(guī)范涵蓋了下面幾種應(yīng)用：智能電力，遙控，家庭自動(dòng)化，醫(yī)療，樓宇自動(dòng)化，電信服務(wù)應(yīng)用，零售服務(wù)應(yīng)用等。Zigbee組織目前包含23個(gè)工作組和任務(wù)組，涵蓋技術(shù)相關(guān)的工作組：架構(gòu)評(píng)估、核心協(xié)議棧、IP協(xié)議棧、低功耗路由器、安全，以及應(yīng)用相關(guān)的工作組：樓宇自動(dòng)化、家庭自動(dòng)化、醫(yī)療、電信服務(wù)、智能電力、遠(yuǎn)程控制、零售業(yè)務(wù)，還有與市場(chǎng)、認(rèn)證相關(guān)的一些工作組。

Zigbee最初是不支持IP協(xié)議的，目前Zigbee已經(jīng)正式發(fā)布的應(yīng)用規(guī)范都沒(méi)有對(duì)IP協(xié)議的支持。但是隨著IETF，IPSO相關(guān)工作的推進(jìn)，以及Zigbee內(nèi)部成員單位的推動(dòng)，Zigbee的智能電力Smart Energy 2.0應(yīng)用已經(jīng)開(kāi)始全面支持IP協(xié)議。同時(shí)，Zigbee內(nèi)部成立了IP-stack工作組，專門制定IPv6協(xié)議在Zigbee規(guī)范中的應(yīng)用方法。Zigbee Smart Energy2.0應(yīng)用也將采用IETF 6LowPan制訂的適配層，要求IEEE 802.15.4設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)中使用這種輕載的IPv6協(xié)議棧，同時(shí)把對(duì)6LowPan的支持作為一種必選。在應(yīng)用層，新的規(guī)范也支持輕量級(jí)的COAP協(xié)議。Zigbee IP-stack工作組的工作范圍可以從圖3顯示出來(lái)。

圖3 Zigbee IP Stack工作組的工作范疇

適配層（Adaption Layer）提供報(bào)頭壓縮和解壓縮功能，IP報(bào)文分片重組的能力；網(wǎng)絡(luò)層提供IPv6地址配置、ICMPv6協(xié)議、鄰居發(fā)現(xiàn)、路由、安全接入的能力；傳輸層要求提供多路數(shù)據(jù)流服務(wù)，進(jìn)行擁塞控制和流量控制；在基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)層，Zigbee IP Stack工作組正在制訂EAP認(rèn)證，TLS，端到端安全的相關(guān)架構(gòu)和技術(shù)規(guī)范。

3.3 ISA-100

ISA（International Society of Automation）是無(wú)線傳輸在工控領(lǐng)域的產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟，ISA專門成立了一個(gè)由終端用戶和技術(shù)提供者組成的ISA-100委員會(huì)，該委員會(huì)的主要任務(wù)是制定標(biāo)準(zhǔn)、推薦操作規(guī)程、起草技術(shù)報(bào)告等，用以定義工業(yè)環(huán)境下的無(wú)線系統(tǒng)相關(guān)規(guī)程和實(shí)現(xiàn)技術(shù)。ISA-100.11a工作組主要由10個(gè)子工作組組成：系統(tǒng)工作組、匯集工作組、PHY/MAC層工作組、安全工作組、網(wǎng)絡(luò)/傳輸層工作組、網(wǎng)絡(luò)管理工作組、評(píng)估工作組、應(yīng)用層工作組、編輯工作組合網(wǎng)關(guān)工作組。其中，在網(wǎng)絡(luò)/傳輸層上，ISA-100.11a組織也要求支持RFC4944的網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議棧，支持6LowPan，IPv6協(xié)議和TCP/UDP。

4 結(jié)束語(yǔ)

物聯(lián)網(wǎng)的感知層技術(shù)多種多樣，沒(méi)有形成統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，難以大規(guī)?；ネ?。IP協(xié)議作為互聯(lián)網(wǎng)的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展具有重要的借鑒意義，成為了物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)研究和技術(shù)應(yīng)用的一種方向?；ヂ?lián)網(wǎng)的誕生地IETF制訂了IPv6低功耗網(wǎng)絡(luò)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，并且成為IPSO產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟、ISA-100組織的選擇，以及Zigbee組織的發(fā)展方向。本文介紹了物聯(lián)網(wǎng)感知層IPv6協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)化的動(dòng)態(tài)，概括了相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的主要內(nèi)容以及應(yīng)用發(fā)展?fàn)顩r。物聯(lián)網(wǎng)感知層的IPv6技術(shù)正日臻完善，期待著未來(lái)會(huì)有越來(lái)越多的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用采用IPv6協(xié)議，實(shí)現(xiàn)真正的端到端的互聯(lián)互通。