（通信与信息系统专业论文）基于ipv6的视频监控系统的研究.pdf

摘要 网络监控系统肯定是今后视频监控的发展方向，与c n g i 结合提供基于i p v 6 的视频监控更是视频监控的未来，i p v 6 的出现给视频监控的发展和应用带来全新 的动力和契机，而且，它的发展对i p v 6 的发展和大规模商用启到非常大的推动作 用本文在深入分析了i p v 6 协议的新特性及与i p v 4 对比的基础上，从组播、q o s 机制、网络适应性、过渡技术等方面对基于i p v 6 的网络视频技术架构进行了深入 的分析和探讨 流媒体技术在网络应用中是个热门的话题，同时它也对网络本身提出了新的 挑战本论文中我们系统阐述了流媒体的技术原理及发展概括 本次论文的核心内容是在实验室搭建i p v 6 实验网、并在实验网平台实现视频 监控具体的有l 采用自由软件z e b r a 构建i p v 6 路由，在开放系统l i n u x 下用 s p c a v i e w 搭建视频服务器终端p c 通过i p v 6 软路由访问服务器监控的萄面，在服 务端和终端采集视频流进行存贮和播放等等 关键词：i p v 6 、网络监控，流媒体、z e b r a 、1i n u x 、s p c a v i e w a b st r a c t t h en e t w o r km o n i t o rs y s t e mw i1 1d e f i n i t e l yb et h ed i r e c t i o no ft h e d e v e l o p m e n to fv i d e om o n i t o r c o m b i n e dw i t h 口j g i 。v i d e om o n i t o rb a s e do n i p v 6 - i l lb et h ef u t u r et e c h n o l o g yo fv i d e om o n i t o r t h ea p p e a r a n c eo f i p 、，6b r i n g sf o r w a r db r a n dn e wm o m e n t u ma n do p p o r t u n i t yf o rt h ed e v e l o p m e n t a n da p p l i c a t i o no fv i d e em o n i t o t f u r t h e r m o r e 。i t sd e v e l o p m e n tp r o m o t e s t h ed e v e l o p m e n ta n dc o m m e r c i a la p p l i c a t i o no fi p v 6g r e a t l ya sw e l l t h e p a p e ra n a l y z e st h en e wc h a r a c t e r i s t i c so fi p v 6p r o t o c o l ，a n db a k e sa c o m p a r i s o nw i t hi p v 4t oa n a l y z e ，a n dd i s c u s st h et e c h n 0 1 0 9 i c a ls t r u c t u r e o fn e w r o kv i d e oo nt h ea s p e c t so f t h ea n y c a s t q o sm o c h a n i s i n , n e t w o r k a d a p t a t i o n ，t r a n s i t i o n a lt e c h n o l o g ya n ds oo i l f l o wm e d i ai saf o c u so fn e t w o r ka p p l i c a t i o na n di tc h a l l e n g e st h e n e t w o r ki t s e l fa sw e l l n 幢p a p e rd i s c r i b e st h et e c h n o l o g i c a lt h e o r i e s a n db a s i cd e v e l o p m e n to ff l o wm e d i as y s t e m a t i c l y t h ec o r ec o n t e n t so ft h ei 陋p e rd i s c u s s e st h es e t u po fi p v 6e x p e r i m e n t n e t w o r ka n di m p l e m e n t sv i d e om o n it o ro nt h ee x p e r i m e n tn e t w o r kp l a t f o r m t ob es p e c i f i c l y 。t h ep a p e rc o n s t r u c t si p v 6r o u t ew i t hz e b r aa n ds e t su p v i d e os e r v e ru n d e rt h eo p e ns y s t e mo fl i n u xw i t hs p c v o e w ，t h et e r m i n a l p ca c c e s s e st h ep i c t u r e sf r o ms e r v e rm o n i t o r i n gv i ai p v 6s o f tr o u t e a n d g a t h e r sv i d e of l o wo nb o t hs e r v e ra n dt e r m i n a lt oi m p l e m e n tt h es t o r a g e a n dp l a yo fi t k e y w o r d s ：i p v 6 ，n e t w o r km o n i t o r ，f l o wm e d i a , z e b r a , l i n u x ，s p o v i e w 原创性声明 本人郑重声明：所里交的学位论文，是本人在导师的指导下， 独立进行研究所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本 论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的科研成果。 对本文的研究在做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确 方式标明。本人完全意识到本声明的法律责任由本人承担。 论文作者签名：骤狂面 日 关于学位论文使用授权的声明 本人完全了解贵州大学有关保留、使用学位论文的规定，同 意学校保留或向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子 版，允许论文被查阅和借阅；本人授权贵州大学可以将本学位论 文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、 缩印或其他复制手段保存论文和汇编本学位论文。 ( 保密论文在解密后应遵守此规定) 论文作者签名：q 整i ；翻导师签名论文作者签名：望生5 1 划导师签名 第1 章绪论 互联同的改革就是技术的革新，互联网广泛应用的十年也是网络技术向应用层面积极过 渡的十年在硬件和软件技术都日臻完善的今天。或者说在新技术时代来临的临界点上，我 们能够真正抓在手里的核心技术有哪些? i p v 6 也许是第一个我们能够掌控的，可以左右互 联罔世界发展方向的网络基础要素而同络监控也是一个我们可以掌控的基于i p v 6 的网 络监控更是一个很好的发展方向传统的模拟监控( 闭路电视监控) 一般采用同轴电缆直接 传输摄像机的模拟视频信号，采用取绞线来传输其他设备的教字信号由于监控中心不可能 对每个前端的摄像机配置对应的监视器所以往往需要在同一个监视嚣上对若干个摄像机的 图像进行轮回显示模拟信号传输到后端后一般是通过音视频切换矩阵来切换控制各模拟 信号上电视墙或单个监视嚣但由于整个系统都是模拟信号传输，所以可做到面面效果非常 清晰并且可以无延时情况发生 不过模拟监控系统的弊端也是明显的由于同轴电缆传输距离短信号容易衰减和被干 扰( 虽然可以传输过程中增加信号放大署但不能改变其本质) ，使得该系统的传输距离被 同轴电缆限定在一个小范围内，并且模拟信号管理非常不方便，使用的矩阵系统一殷也就能 处理简簟的切换等管理使得在大项目应用时还要面对庞大的模拟信号的存储闯愿虽然 目前也有新一代的数字硬盘录像机来替代原来的v c r 解决了视频的存佑问毫，但其传输前 端还采用模拟方式使得模拟监控前端的存在的本质问最没有改变 随着经济的发展根据马斯洛需求理论，人们对安全需求增加并随着安全防护的使用 成本与其产生的效益拉开距离安防需求不断增加市场提出了行业、企业大范圈、远距离 监控的需求如银行跨地区联同监控时由于模拟监控存在的各种问恿，通过罔络将图像进 行远程传输的集中监控方式应运而生在数字化网络化监控方案中，摄像头前端设备出来的 信号已经从敷字化并经过了压绍可以直接通过同络传输从而解决了同轴电缆的传输距离 和传输成本的闯置，图像上百倍压缩的效果。使得视频监控多路传输成为可能使得大型项 目集中监控成为可能而伴随着网络技术的成熟及互联网的大范围普及远程罔络监控已经 渗透到教育、医疗、政府、娱乐场所、道路交通、城市治安等多种领域 1 1 研究目的和意义 随着社会的进步视频监控从以同轴电缆传输的模拟时代很快的过渡到现在的半敛字时 代，甚到近年来的全数字时代即以网络作为传输媒介，基于田际通用的i p 协议，采用流 媒体技术实现视频在网上的多路利用传输在i p v 4 环境下应该有根多人做过网络监控系 统但由于i p 地址数量的限制。在应用方面往往力不从心主要是因为不是每个终端都可 以独立的分配一个l p 地址，端对端的通信大大的打折扣，往往监控起来总会有一些例如画 质、流畅度等方面的问题，也许在实验室里面运行着很好商业应用往往就不行现在随 着i p 1 ，6 的广泛应用，基于新的网络技术通过一体化的i p 网络摄像机采集被监控点的视频 信号，视频信号从网络摄像机输出时即为数字信号井以互联网为传输媒介，基于t c p i p 6 协议，加上i p 地址数量的优势采用流媒体技术实现视频在网上的多路复用传输。并通过 后台的监控监测业务管理系统来实现对整个监控网络的指挥、调度、存贮、认证、授权、 计费及安全加密等运营管理功能，既保障了对大规模运营级监控网络的可靠管理，又保障了 公众监控服务商业模式的有效实现 而且换个角度来说，虽然i p v 6 比i p v 4 有诸多优势但如果i p v 6 仅仅是戍用在i p v 4 上的那些，那么向i p y 6 的过渡的动力将会很小，实际上，i p v 6 的发展非常适合拥有巨大数 量各种细小设备的网络而不是由价格昂贵的计算机组成的网络t 这些简单设备应用就包括本 次研究的主题网络视频监控一方面i p y 6 的应用必然涉及到视频监控这方面网络视频监 控技术的发展也必将会推动i p 、，6 的过渡 基于视频监控对于现实生活的重要性，对它的研究一直以来都很热门从最早的模拟摄 相头开始人们就一直没有放弃对监控系统的研发，随着网络科技的发展，各种各样的网络 监控机不断研发生出来，基于i p y 6 技术的罔络视频监控理论技术已经发展得相当成熟，但 井于大面积实现在现实生活中还有很多问题需要解决例如如何措毫与i p v 4 网络的通信， 如何控匍成本实现等所以在这一块的研究虽然如雨后春笋般出现然一些同络科技公司，但 是，还没有形成一个大的应用环境 由于。f 一代网络将采用i p y 6 这一新标准现加上它先天的资源优势其应用前景可以 说是相当广围快速的流畅的视频质量加上每一终端独立的唯一的i p 地址内嵌的安全 体系，不仅是日常家庭监控、办公室办公，各公共场所安全监控可以完茭的应用而且，网 络运营级的视频业务的发展都会具有得天独犀的优势 本次课恿的理论意义，其实，这块的理论发展相当成熟，这一点我在上面也反复提到， 但奉次选恿的理论意义主要有二点，一是发展视频监控的应用理论，并提出一个比较完整的 方秦。二是把理论研究与实际操作连接起来通过髑络硬件及软件等各种交换方式生动的 把理论实现出来虽然现在i p v 6 的演示系统已经大量存在鲁发达国家如欧洲、羹国、 日本都青完整的新代同络演示应用系统中田也在傲，但是到目前为止，田内外还没有 真正意义的基于：i p l ，6 的商用系统所以本次选题的重点在应用系统的实现就有很强的实 际意义卸理论上保证跟新技术相连然后做到简单的应用实现 1 2 视频监控技术简介及发展趋势 1 2 1 视频监控技术简介 视频监控技术的发展源于早期的安防系统，一台模拟摄相机连接一个屏幕就是早期的 视频监控为了和电脑对应，传统的模拟设备已经开始向敷字设备转换l 数字资料已经开始 方便地传送和管理；可以借助安防网络设备连接其他的数字产品来扩大应用范圈；远程传送 的需求也越来越大这表明视频监控技术已全面进入数字时代同络信息的发展i 许多建筑 物已经具备局域网和广域网；有许多要求是在p c 控制f 的升级系统：图象处理用p c 有许多 的弹性；多种的数据保存硬件( 硬盘、备份光盘等) 发展很快，基础设施的发展为视频监控 技术的发展创造了条件 视频监控技术发展经历了模拟监控、数字监控正在向大规模网络监控发展视频监控系 统的各组成部分一一前端视频采集视频传输、视频记录、控制、显示部分技术发展很快， 但是监控点数量多且分散；网络化建设使网络视频传输变得经济可行：海量数据传输和存储 的需求：设备管理重要性增强甚至超过图象监控本身：管理者流动性增强：施工和布线成本 昂贵要求简化布线降低投资：信息安全受到普遍关注。市场的需求呼唤视频监控技术变革。 视频监控的关键技术主要有视频采集压缩、视频信号可靠地传输、信息存储调用的智能 化与系统的集中管理视频监控技术发展方向为分布采集集中管理、高品质图象压缩处理、 开放标准统一接口、统一认证确保安全、操作人性化，以及功能集成化、结构模块化和传输 多样化 - 2 1 2 2 国内外监控业务发展的基本状况 目前国外视频监控业务主要应用在公共领域、行业用户和个人用户在公共场所国外 设i 了众多监控设备以加强对公共领域安全的控制能力另外在交通、银行、大型连锁 超市，居民住宅等领域都已经得到了广泛应用在美英等田个人使用视频监控主要是应 用于住宅的安全防范和财产的监控著名市场分析公司f r o s t 矗s u l l i v a n 预测从2 0 0 0 年起 全球同络摄像终端的市场将从2 0 0 0 年的4 2 万芙元高速增长到2 0 0 5 年的4 2 1 亿美元年 增长逮度达到秘哦田内情况我们相信中田电信级视频监控市场的发展将直接影响到 全葺同络摄像终端市场的规模和增长速度，从2 0 0 6 年开始全球同络摄像终端的市场年增 长遗度将达到7 矾到2 0 0 8 年，全球网络摄像终端市场规模将达到加亿芙元 从田外的视频监控市场可以看出个人用户同样是视顿监控的重要客户，而我国的视频监 控业务主要还集中在行业用户在个人用户方面有很大的发展潜力 未来的致字家庭网络是指通过家庭同关将公共同络功能和应用延伸到家庭，并以有线网 络或无线网络连接各种信息终端( 如家电、p c 等) 提供集成的话音、数据、多媒体，控 制和f 理等功毙达到信息在家庭内部终端之同及其与外部公罔的充分流通和共享总而 言之，蠡宇家庭网络的业务定位于三大方面，家庭娱乐、电信及广播业务、控制和监视功能 用户可以通过家庭同关实现远程对各种家用电器设备的控制、调节和监测比如对微波炉、 洗衣机、空调、灯光、电动窗帘，温度和湿度控制器、风量调节器等的控制：通过实现防盗 报警器、自动烟雾探铡器、有害气体检测装置自动报警井通过网络发送到用户的手机、电子 信箱或者小区的管理中心：通过在家中安装摄像头，利用家庭罔关作为视频服务嚣。用户在 远垲通过| n t e r n e t 可以实时监控家庭安全虽然离散字家庭的全面实现还比较远但随着 i p l ，6 技术相信息家电技术的发展、移动监控设备的进一步优化视频监控技术可能最先在 敷宇家庭中得到推广。当然提供这样的公众服务保证用户的服务质量，离不开运臂商级 视频监控系统的进一步发展 视讯业务是运蕾商目前比较看好的项增值业务各大运营两也在纷纷打造自己的视讯 平台在这个平台上运营商希望自 够不仅为政府、行业用户和大企业用户提供服务同时 推出各种特色服务以满足中小企业和个人用户的特色需求视频监控就是基于视讯平台的 特色增值服务的一项。2 0 0 3 年以来，中田电信以。全球眼”为品牌已经率先开始了视频监 控的业务试运行、中国联通在其宽带视讯业务中也在进行视频监控的业务探索与尝试可以 说推动传统的安防监控向电信级视频监控市场的发展完全符合电信运营产业的发展需求 它将为电信运营商带来新的业务增长点和极大地提升运营商的核心竞争力 电信运营商进入到这个市场后开始加强与设备厂商、软件厂商和系统集成商的紧密合 作和产业分工从而促进产业链的顺畅和完整，并最终实现监控市场的规模扩张 1 2 3 视频监控技术的发展趋势是网络监控 i p 监控系统是今后的重要发展方向与c n g i 结合提供基于i p v 6 的视频监控更是视频 监控的未来2 0 0 3 年我国正式启动了由国家发展和改革委员会等八部委联合发起的国家级 专项中国下一代互联网示范工程项目( c n g l 示范网) c n g l 示范工程的目标是在2 0 0 3 2 0 0 5 年的时同内，完成c n g i 主干网建设、国内国际互联中心建设和覆盖2 0 个城市3 9 个 核心节点的建设目前，作为c n g i 核心网c e r n e t 2 主干网已经开通，其余各建设单位也已 进入网络建设的准备阶段。j 同时视频监控技术已经基本完成从模拟时代向数字时代的转变，其中，全数字技术支 3 ， 持的、高度集成一体化的前端数字设鲁一网络摄像终端是不可或缺的组成部分。是技术 发晨的必然趋势而通过对i p v 6 协议的支持使网络摄像终端具有更大的生命力( 1 ) 每 一个罔络摄像终端分配有全球惟一的i p 地址，在互联网上可以随时随地地被访问到( 2 ) 安全性：内嵌的i p s e c 。实现标准的安全性支持( 3 ) 拥有即插即用的强大优势。使用简单 方爱，便于普及( 4 ) 移动性：无论是处于运动中的罔络摄像终端还是运动中的浏览墙实 现永远在线不间断的监控服务由于视频监控与网络技术发展i p 监控系统越来鲍具有优 势1 p 监控系统与传统的模拟监控系统的比较见下衰l l ： 一i p 监控墨链一。 坐型些挚墨统一 戚本：安装简便节约布线；运作费用较怔l 中恫轴线缦安装困难： 0 控制硬盘记录通过网络存储集中逸作费用高，本地录像 锥护与操作；窿前端各点维护与操作， 系统拓展在网络上直接加同络摄像机旷晨工程庞大 系 发 佣 接 i = 矮 和 理 质 一。j 模拟磁带记录， 常换磁带l 系统 磊，二系统亩i i 产面区癍；一一1 ；i i 磊 t 网络远程接入监控无远程接入。本地蓝瘫一 l 监视和控制， 无远程监视和控制； 一络远程记录( 硬盘盈带) 使用模拟磁带在前端记录和 l 记录无衰减：图像记录有损失； 遍距离传输图像信号损失很 智能 维护， 衰l 一1 从网络视频监控发展过程中的几种形态来看d y r 出现之后无论是初期的i c - - i ) v r 还 是嵌入式i ) v r 组成的都是小范围的本地监控系统，随着n e t d v r 的出现可以方便地构建 范围更大的监控系统几种网络视频监控产品的对比见下表1 - - 2 ： s 一优点缺点卜定位 d 1 ，l l ! 本机操作功能丰富，支持本地罔络功能弱，扩展性差适合本地监控需2 存储 球、监控点密度： 稿的场台1 w 口 n v s 体积小巧网络功能强大。网本地操作功能简化通常不支持本地适合于分布监 络扩展性好适合在野外、无存储崆，集中管理的 人值守条件下工作 ：网络监控 i p 集c a m e r a 与n v s 功能于一身，l 网络性能相对于n v s 较弱市场上可企业网及民用低 c a a e r a 施工、维护方便：i 盘择的高性能的i pc a m e r a 较少，无端市场 祛任意选配、更换摄像头 。l 、一一 4 ， 。一。一一! 表1 - - 2 1 3 目前i p v 6 的网络情况及应用前景 1 3 1i p 、，6 网络的发展 1 1 6 的全称是。互联网协议第6 版。，目前互联同协议为i p v 4 ，其地址为3 2 位编码， 可撮供的i p 地址大约为4 0 多亿个而且由美田掌握绝对控制权目前已经分配完了7 0 。 以1 1 6 为核心的下一代互联网随之提上日程，i p r 6 的地址则是l 船位编码它还处于 发展阶段能产生2 1 4 个i p 地址地址资源极端丰富以至于有人比喻，世界上的每一粒 沙子都会有一个i p 地址 在2 0 0 5 年底t 全球i p 地址已经差不多彻底分配完了但是，i p v 4 与i p v 6 的警换过 程将是漫长的是一个逐步演进的过程而不会像电话号码升级那么加簟i m 是 i e t f ( i n t e r n e te n g i n r i n gt a s kf o r c e 因特罔工程工作小组) 设计的下代互联网协议 全名是。因特罔协议第六版( i n t e g e rp r o t o c o lv 盯s i o n si p v 6 ) 目的是最终取代当前正在 运行的因特网协议第四版i p v 4 i p v 4 在过去的几十年中取得了辉煌的成绩实践证明它是 一个非常成功的协议它本身也经受住了i n t e g e r 从几台计算机发展到目前几亿台计算机 互联的考验因特同走进了千家万户完全改变了我们的生活及工作方式但是也是这种快 速发晨出现了迫在眉睫的i p 地址空间耗尽问愿，而i p v 4 地址空间的紧缺直接限制了i p 技术应用的进一步发展有专家估计到2 0 1 0 年i p v 4 地址将全部用完同时由于地址分配 的不均更进一步突出了地址紧缺的矛盾：i n t e p 岍起因于美国，芙田的ip 、，4 地址很多，而 与此形成埘照的是在欧洲和亚洲地区。申请i p 地址非常困难对此中国的体会尤为痛 切由于舢t 的紧缺在目前的i p v 4 网络中，t ( 网络地址转换) 技术得到了瞢薏的应用 梭认为是解决i p 地址短缺的有效手段但是由于n a t 破坏了i p 的墙到端模型，且因需要额 外的处理而髟响罔络的性能。它还阻止了端到端的网络安全所以它只能作为一种解决i p 地址短缺的权宜之计而不能作为永久的解决方案再者新技术的应用导致i p 地址的短缺 矛盾进一步激化：p d 、无限设备、移动电话甚至汽车、冰箱都需要一个全球单播地址， 以连接网络除了地址短缺外安全性6 服务质量、简便配置、性能提高等等要求都是 i p v 4 协议本身无法解决的从而需要一个新的协议来根本解决目前i p “面i 临的问置同时 能够无缝的实现同络的过渡i 刈这样也间接的促使i p v 6 的发展迫在眉捷 1 3 2i p v 6 的应用前景 i p v 6 协议的设计目的在于解决现有i p v 4 版本所具有的各种问怎，包括地址敷量限制、 安全性，自动配置、移动性、可扩展性等方面忡j 因此i p v 6 为各种价值应用构想提供了强 大的技术支持尤其对视频、语音、移动、安全等业务的发展有极大的促进作用随着i p v 6 应用探索的进一步深入，i p v 6 在网络通信行业以及人们日常生活中具有广阔的应用前景 一、视频应用 随着i p 宽带业务的不断普及和发展越来越多的行业、企业开始大量采用视频技术开 展远程会议、视频点播和广播、远程教学、远程医疗、远程监控、可视电话等多种应用，以 满足人们对交互式可视化沟通的需要i p 、r 6 协议具有丰富的地址空间，解决了地址容量问 题优化了地址结构提高了选路效率和数据吞吐量适应了视频通信大信息量传输的需要 有助于发展用户：i p v 6 协议组播功能的加强和扩展，使用了更多的组播地址对组播域进 行了划分，取消了i p v 4 广播可以更加有效地利用网络带宽实现基于组播、具有网络性 - 5 能保障的大规模视频会议和高清晰度电视广播应用：同时i p v 6 协议使用i p s e c 协议提供更 高的安全性使用流标签为数据包所属类型提供个性化的网络服务，有效保障了相关业务的 服务质量对商业用户的安全性提供了充分的保障并对视频应用中各种媒体信息可以根据 紧急性和朋务类别确定数据包的优先级，协调视频应用中语音、视频、数据流的优先顺序， 获得更佳的信息传输质量 二v o i p v 6 随着互联网的普及及其商业运营价值的发现，v o i p ( v o i c eo v e l i p ) 技术作为互联网的 增值应用已被很多新兴的电信运营商引入到电信运营中。并取得了爆炸式增长田内电信 运蕾商从1 9 9 9 年开始晨开了基于h 3 2 3 协议的v o i p 建设高潮目前v o l p 除基于也3 2 3 协 议外还有基于i l2 4 8 m g c p 协议、s i p 协议等v o i p 量大的优势是低成本井娩利用互联 同和全球i p 互联的环境。提供比传统业务更多更好的服务，但在我田v o l p 还不是墒到端的 服务同时i p v 4 中所存在的n a t 等闯置使得v o l p v 6 应运而生为实现蛸到螭的v o i p 电话业务提供了前提i p v 6 协议丰富、大容量的地址空间可以使每一部v o i p v 6 话机得到一 个i p 地址，同时i p v 6 无状态地址自动配置技术使v o i p v 6 话机能够快速连接到网绍上， 无需人工配置t 实现了真正的即插即用i p v 6 的o o s 技术为话音质量提供了优于i p v 4 的保 证电话的语音信息通过v o i p v 6 封装在i p v 6 数据包中传送于同络问可通过对致据包的 优先级设定获得高质量的语音传送 三，网络家电 i n t e r n e t 经过多年的发晨目前已拥有数量庞大的个人用户群体，并不断迅速增加。 用户的需求也逐渐从拨号上罔转变为目前的宽带接入并将成为新i n s e r n e t 增值业务的晟 大潜在用户i p v 6 的标准实现为运蕾商开创新的业务提供了技术基础而网络家电为运营 商开创了新的业务是i p v 6 下一代网络中的重要应用之一可以通过个人电脑、p d 等设 备对连接在童庭同络中的空调、电饭煲、微波炉、冰箱、电视、音响和照明设备等塞用电器 进行远距冉鼍控i p v 6 技术大容量i p 地址结构能够实现每一个家用电器获得一个i p 地址， 井可以通过罔络把这些家电f 理起来方便用户随时了解家中状况，可以实现家庭安全、家 庭健康、音乐、电影和电视节目的点播以及家庭能源的管理而i p v 6 的无状态地址自动配 置能够使i p v 6 终端能够快速连接到网络上实现真正的即插即用要实现真正的网络家 电目前还需进一步研究网络操作的安全性和操作的轻便性两项内容。i p v 6 技术可以使用 i p s e c 所具有的认证和加密机制来保证安全性。井通过相关的认证服务等系统加以实现。 四移动i p v 6 业务i 哪j 随着3 g 等业务的推出，移动i p v 6 业务将是移动业务发展的主要方向移动通信业务和 互联网业务将都会由i p v 6 协议来承载i p v 6 技术的大容量地址结构，能够使每一个移动终 端都可获得全球惟一的i p 地址，无状态地址自动配置技术和强大的兼容性，使手机、p d a 等移动终端能够快速连接到网络上，实现即插即用同时兼容符合i p v 6 协议标准的各个厂 家的产品和应用相对于m o b i l ei p v 4 移动l p v 6 是i p v 6 技术的一个特色，通过邻居发现、 自动配置等技术可以直接发现外地网络和获得转交地址而不必依赖外地代理同时利用协 议包中的路由扩展头以及新增的家乡地址等选项优化报文路径、解决源地址过滤等问题，使 移动节点的应片j 层对转交地址透明处理，可以实现无缝的移动连接和提供端到端视频、音频 和数据业务，配合i p v 6 协议中的q o s 技术运营商就可以提供有效的端到端q o s ，以确保 高质量业务传输，尤其在开展移动视频流媒体、移动视频会议和移动v o i p 等业务方面具有 重要的意义 五、传感器网络 日常生活中的地质、环境( 大气、水文、水质) 等自然状况和老百姓的生产、生活息息 相关，也关系到国民经济和可持续发展，同时生产活动对各种环境也产生一定的影响，所以 6 需要对地质和环境进行监测和保护这就需要使用大量的传感设备对环境参敷进行大规模的 采集并进行分析i p v 6 技术中的大容量地址空间特性可以实现为每个传感器分配一个单 独的i p 地址通过i f v 6 互联网络实时采集地震、大气、水文等各种环境监铡数据，进行 分析研究而i f v 6 无状态地址自动配置技术更能体现i p v 6 技术的方便性使分布在不同 地t 大量的各种传感器自动获得i p v 6 地址无需人工分配如使用i p v 6 技术，通过开发可 寻址、可联网的地质监测传感器可以建立全田地震监测罔，实时采集各种地质数据分析地 质着动情况，提高对地震等灾害的监测能力。为人民生活和田民经济发展提供更好的服务 六，智能交通系统 交通拥挤是当今世界各田大城市都存在的闯鼍在西方发达国家，为了解决交通问题， 已开始大规模地进行交通智能化的研究随着我田经济的高速发展车辆数量也极度簟升 交通问最亦非常严重深刻影响着人们的日常生活所以需要通过使用现代信息与网络通信 技术使用智能交通系统来提高交通运行的效率i p v 6 大容量地址结构技术可以使城市 交通监控系统中每个信号灯、监视器及各种感应设备都能获得单独的l p 地址，实现系统整 体联同，动态的对交通进行监控提高交通运输效宰另一方面i p v 6 大容量地址结构技 术可以为车载终端系统分配单独的i p 地址实现无线系统互联司机可以通过车上的终端 屏幕实时查看交通和路面信息直接了解道路情况而i f v 6 无状态地址自动配置技术可 自动为各类终端配置i f 地址大大减少罔络维护的工作量亦将会极大地推进智能交通应 用的发晨 可以看出，1 1 6 下的视频监控将具有很大的应用前景i l 川这也是本次选题的主要原因 这一视囊业务将有一的市场前景而且它与社会公共安全及个人生活紧紧联系在起 1 3 3i f v 6 实验网开展情况 i p v 6 标准颁布之后，全球有了实验床一些大的电信公司也有了半商用同和商用圈1 9 9 9 年7 月。l a n k 授权 p n i c a r i n 和r i p e 分配商用i p v 6 地址此时i f v 6 进入了实用化阶段1 l l j 示范网发展的总趋势是提供以田家乃至洲际为单位的纯i f v 6 连接当前比较有名的i p v 6 实验 罔主要包括以下几个： 1 、6 b o n e 6 b o n e 是为了在i n t e r n e t 上推广i p v 6 的一个全球性测试平台是世界上成立最早也是迄 今规模最大的全球范围的i p v 6 示范罔，用来测试i p v 6 实现的互相连接性检测i p v 6 在实际环 境中的工作情况等等6 b o n e 于1 9 0 0 年1 月由几个需要铡试其原型系统之间互撮作性的i v y 6 实施小组建成，其相关活动皆属于i e t f 下n g t r a n s i 作小组( 现为v 6 0 p s t 作组) 的一部分 6 b o n e 并不是一个独立于i n t e r n e t 的物理网络，而是利川隧道( t u n n e l ) 技术将各个田家和地 区组织维护的i p v 6 网络通过运行在i p v 4 上的i n t e r n e t 连接在一起6 b o n e 的主干是由许多相 互连接的网络服务提供者( i s p ) 及用户网络所组成6 b o n e 的目标是通过对早期不同i p v 6 技 术的实施来获取实践经验，从这个实验罔上获得的信息将形成一整套有关各种机制和程序的 文献。这些文献的内容涉及：转换至本地i p v 6 ( n a t i v ei p v 6 ) 的建议、共享操作经验、维护 全球的i p v 6 缺省自由路由树 二、6 r e n 建立于1 9 9 8 年底的i p v 6 研究与教育网( 6 r 斟) 是一个非官方协调的研究与教育网，提供产 品级的i p v 6 连接，并作为一个i p v 6 i 具、应用和程序开发的平台该平台可以免费参与并对 所有提供i p v 6 业务的研究与教育网开放，也鼓励其它赢利和非赢利i p v 6 同络加入 三、b n s 从1 9 9 6 年起，美国开始了下一代互联网研究与建设。美国国家科学基金会设立了。下一 7 代i n t e r n e t 。研究计划n g i ，支持大学和科研单位建立高速网络实验床、b 瞒( v e r yh i g h s p e e d b a c k b o n en e t w o r ks e r v i c e ) 进行高速计算机网络及其应用的研究1 9 9 8 年美国1 0 0 多所大 学联合成立u c a i d ( u n i v e r s i t yc o r p o r a t i o nf o ra d v a n c e di n t e r n e td e v e l o p m e n t ) ，从事 n t e 口r n e t 研究计划l j c i d 建设了另一个独立的高速网络实验床 b i l e n e 井于1 9 年开始提 供曩务 四6 n 盯 2 0 0 2 年1 月欧洲启动了为期3 年的i p v 6 研究和实施计划：6 n e t 实验嘲在6 n e t 计划中 将至少有1 1 个田家级的研究和教育同络在速率高达2 5 g b s 的链路上建立纯i p v 6 同络建立 6 n e t 同的目的是为了引入、铡试新的i m 服务和应用程序：测试将i _ 网络和现有i p v 4 体系结 构综合在一起的过渡簟略：对i p l r 6 罔络下的地址分配、路由和d n s 操作进行评估：促进i p v 6 技 术的快速发晨 另外，还 r z a - n e t w o r k 、b u r 0 6 1 x 、m o o n v 6 、n 1 1 r v 6 n e t 等等 1 3 4 中国i p v 6 发展现状 1 9 年6 月我田田家教育科研罔c 唧也加入了6 b o n e 井于同年1 2 月成为其骨干成员。 伍脒盯t 立了i p 幅试验床井在i p v 6 领域在中国开展了许多开拓性的研究从1 9 9 9 年底， c e r n 盯与n o k i a 合作启动了i n t e r a e t 6 i 恂j 准备首先在中田的若干高校搭建i p v 6 网络，形 成一个大规模的i p v 6 研究和试验罔络。2 3 年田家启动了国家下一代网络示范工程c n g i ， c n g i 项目量由包括信息产业部、田家科技部、田家发改委和中田工程院在内的8 个部委联合 发起井经田务院批准启动的2 0 0 3 年田家发展改革委会同有关部门组织进行中田下一代互联 同战略研究并准备安捧。中田下一代互联同示范工程c n g i 大型项目2 2 年3 月完成了 。中国下代互联同示范工程c 峙i 实施方案建议气同年8 月田务院批复同意田家发改关于 推动我田下一代互联同发展有关工作的请示”正式启动。中田下一代互联网示范工程c n g i ” 项目在中国做推动i p v 6 的应用的带头工作，它不仅建设一个网络平台，提供实验的环境，更 是瞄准了产业化安捧了一些研发实验应用和产业化项目，并且希望通过c n g i 项目改变我国 在互联网田际标准上只是跟踪没有发言权地位的局面构建支持我国产业发展的自主知识产 权的基础这一项目的实施不仅涉及资金巨大更重要的是它表明我田政府对以i p v 6 为基础 的下一代网络建设的高度重视与大力支持根据c n g i 的规划我国将在2 0 0 5 年底建成一个 覆盖全田的i p v 6 网络成为世界上最大的i p v l 6 网络之一，通过大规模i p v 6 网络建设的部署实 施进而进行商用探索现在中国已经申请到手的，包括提供给实验用的，全部i p v 6 地址约占 全球己经分配出去的地址的1 7 约为日本的1 9 ，美田的1 8 韩田的1 3 强在全球的排名 榜上占第1 6 位，甚至少于台湾地区的拥有量同时。田内网络通讯设备商也在积极研究i p v 6 及其相关技术并推出了一些支持i p 、r 6 的产品在高校里面，清华、北大、北邮、华南理工 大，上海交大、西安交大、兰州大学等都建立了自己的i p v 6 实验室c e r n e ti p v 6 1 式验床 从6 b o n e 获得p - t l ( p s e u d o - t o pl e v e la g g r e g a t i o n ，伪顶级聚类) 3 f f e ：3 2 0 0 ：2 4 的地址 空间；并且建立了5 条以t u n n e l 为基础的国际i p v 6 虚拟链路直接通达美国、英田和德国的 i 6 网络间接地与几乎所有现有的6 b o n e 成员互连试验床按地区分配n l 1i d ( n e x tl e v e l a g g r e g a t i o n , l e v e lli d e n t i f i e r ，次级聚类) 试验床正式使用部分已经发展了2 个地区 级的试验网络；学生试验部分已经建立了4 个地区i p v 6 网络 1 3 5 平台对i p v 6 的支持 目前多数主机操作系统都支持i p v 6 比如说w i n d o w sx p ，l i n u x s o i i l i s ，b s d 等都 支持双栈协议w i n d o w s 2 0 0 0 只要装上i p v 6 的补丁包则也能支持i p v 6 但这些操作系统对i p v 6 协议的支持都不是很完善当对这些操作系统进行协议一致性测试会发现，其中有些协议的 实现并不完全符合r f c 田外一些著名公司如思科、日立等都有i p v 6 网络解决方案推出了 自己的网络产品。比如日立的豫系列路由器甚至有万兆级的产品在中田有几家公司也已经 获得了全球i p v 6 论坛技术委员会审核的i p v 6r e a d yl o g o 第一阶段测试他们包括中兴、港 湾，烽火、华为和比威等。这些公司推出了自己兼容i p v 6 的罔络设备但是到目前为止，国 内外还没有真正意义的i p v 6 基础上的商用系统还有一个报重要的问题现在的现实是只是 能把i p v 4 的应用部分穆檀到i p v 6 上来i p v 6 无法大规模商用的关键在于还没有找豺。杀手级” 的应用( 指的是很独特根有优势、根受欢迎的，并且在i p v 4 中并没有或者性能飞跃的应 用，而这也是现在i p v 6 推动很困难的原因) 1 3 6i p v 6 与视频监控结合的前景 i p v 4 网络存在地址严重不足和寻址方式低效等问曩这会严重限制网络监控系绕的组网 能力和一络管理能力li p v 6 巨大的地址空间使得为每个网络视频监控终端配置一个或多个 i p 地址成为可能为实现大规模罔络监控和更有效的同络譬理提供了更多方便由于i p v 4 中数据传缺乏质量保证传输带宽和散据的延时都得不到保证容易造成视频圈像的马赛 克现象和碡时不确定等甸鼍i p v 6 中对q o s 有更好的支持，各种多媒体信息可根据赁篁性和 服务类别囊定数据包的优先级敷据的传输质量和噩时指标可以人为进行控制进一步保证 7 多媒体散据的传糖质量i p v 4 协议缺乏可靠的安全机制，数据的安全性难以保证这将给 网络监控带来安全隐患；i p v 6 内i i p s e c 协议为网络监控视频数据的完整性和私密性传输 提供了安全保证，另外由于i p v 4 对移动性的支持乏力，i p v 4 协议将不适用于未来发展的移 动网络监控综上，采用i p v 6 协议的网络视频监控系统，在网络上能够更有效、更高质量地 传输多媒体数据 从另个方面，视频监控将会是i p v 6 网络的杀手级应用州随着i p v 6 产业化的不断推 进开发出基于i p v 6 的杀手级应用成为我国当前i p v 6 产业化进一步发展的瓶颈打造出i p v 6 的杀手级应用成为我国i p v 6 产业化的关键问恿之一在各种应用中视频监控应用一致受到 了业界的肯定，成为了i p v 6 杀手级应用的。潜力股”经过多年的跟踪与研发。在2 0 0 6 年“第 五届全球i p v 6 峰会。上，天地互连公司开发出了一套基于于i p v 6 技术的大规模电信级视频监 控系统，并参加了i p v 6 的测试此系统可以广泛应用于电信运营商、行业大客户、中小企业 以及宽带家庭用户，而且能兼容目前市场上各类摄像机，支持多种图像格式和终硝能够提 供优质、多画面显示效果，方便用户