IPv4已经无法满足物联网的需求

　　丰富的应用和庞大的节点规模既给物联网带来了商业上的巨大潜力，同时也带来了技术上的挑战。

　　首先，物联网由众多的节点连接构成，无论采用自组织方式，还是采用现有的公众网进行连接，这些节点之间的通信必然涉及寻址问题。目前物联网的寻址系统可以采用两种方式，一种方式是采用基于E.164电话号码编址的寻址方式，但由于目前大多数物联网应用的网络通信协议都采用TCP/IP协议，电话号码编址的方式必然需要对电话号码与IP地址进行转换，这将提高技术实现的难度，并增加成本，同时由于E.164编址体系本身的地址空间较小，也无法满足大量节点的地址需求；另一种方式是直接采用IPv4地址的寻址体系来进行物联网节点的寻址，随着互联网本身的快速发展，IPv4的地址已经日渐匮乏，从目前的地址消耗速度来看，IPv4地址空间已经很难满足物联网对网络地址的庞大需求。从另一方面来看，物联网对海量地址的需求，也对地址分配方式提出了要求，海量地址的分配无法使用手工来分配，使用传统DHCP的分配方式也对网络中的 DHCP服务器提出了极高的性能和可靠性要求，可能造成DHCP服务器性能不足，成为网络应用的一个瓶颈。

　　其次，目前互联网的移动性不足也造成了物联网移动能力的瓶颈。IPv4协议在设计之初并没有充分考虑到节点移动性带来的路由问题，即当一个节点离开了原有的网络时，如何保证这个节点访问可达性的问题。由于IP网络路由的聚合特性，在网络路由器中路由条目都是按子网来进行汇聚的，当节点离开原有网络时，其原来的IP地址离开了该子网，而节点移动到目的子网后，网络路由器设备的路由表中并没有该节点的路由信息（为了不破坏全网路由的汇聚，也不允许目的子网中存在移动节点的路由），这会导致外部节点无法找到移动后的节点，因此如何支持节点的移动能力是需要通过特殊机制实现的。在IPv4中，IETF提出了MIPv4（移动IP）的机制来支持节点的移动。但这样的机制引入了著名的三角路由问题，对于少量节点的移动，该问题引起的网络资源损耗较小，而对于大量节点的移动，特别是物联网中特有的节点群移动和层移动，会导致网络资源被迅速耗尽，使网络处于瘫痪的状态。

　　再次，网络质量保证也是物联网发展过程中必须解决的问题。目前IPv4网络中实现QoS有两种技术，其一采用资源预留（Interserv）的方式，利用RSVP等协议为数据流保留定的网络资源，在数据包传送过程中保证其传输的质量；其二采用Diffserv技术，由IP包自身携带优先级标志，网络设备根据这些优先级标志来决定包的转发优先策略。目前IPv4网络中服务质量的划分基本是从流的类型出发的，使用Diffserv来实现端到端服务质量保证。例如，视频业务有低丢包、时延、抖动的要求，就给它分配较高的服务质量等级：数据业务对丢包、时延、抖动不敏感，就分配较低的服务质量等级。这样的分配方式仅考虑了业务的网络侧的质量需求，并没有考虑业务的应用侧的质量需求。例如，一个普通视频业务对服务质量的需求，可能比一个基于物联网传感的手术应用对服务质量的需求要低，因此物联网中的服务质量保障必须与具体的应用相结合。

　　最后，物联网节点的安全性和可靠性也需要重新考虑。限于成本约束，很多物联网节点都是基于简单硬件的，不可能处理复杂的应用层加密算法，同时单节点的可靠性也不可能做得很高，其可靠性主要是依靠多节点冗余来保证的，因此，依靠传统的应用层加密技术和网络冗余技术很难满足物联网的需求。