圖11-8是物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關的軟件和硬件邏輯結構圖。

按照使用場合不同，物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關可分為行業(yè)網(wǎng)關，家庭網(wǎng)關及共享式網(wǎng)關。

— 行業(yè)網(wǎng)關：按照特定應用領域使用需求而定制的物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關，需要符合所使用的應用場景的環(huán)境要求、性能要求，具有定制化、個性化的特點。物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)應用個性化特征明顯，不同應用，對設備的需求均不相同，在實際應用中，行業(yè)網(wǎng)關往往需要根據(jù)業(yè)務場景進行一定程度的定制，因此，行業(yè)網(wǎng)關尤其要求具備可擴展性，需要預留可進行二次開發(fā)的軟硬件接口，以便進行定制化功能的開發(fā)及應用。

圖11-8  網(wǎng)關軟硬件邏輯結構圖

— 家庭網(wǎng)關：用于家庭的物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關，除了傳統(tǒng)的連接互聯(lián)網(wǎng)功能及WiFi功能之外，更多地和家電控制、娛樂功能相結合；家庭網(wǎng)關兼容多種外部寬帶網(wǎng)絡接入方式，是家庭內(nèi)部網(wǎng)絡和外部網(wǎng)絡的連接橋梁和門戶；家庭網(wǎng)關使住宅用戶可以獲得各種家庭服務（包括現(xiàn)有的服務和未來可能出現(xiàn)的服務）的平臺；同時，家庭物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關也具有存儲、分發(fā)家庭內(nèi)部網(wǎng)絡的多媒體內(nèi)容的功能，是家庭內(nèi)部的多媒體中心。另外，和運營商相結合，家庭物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關還具有遠程升級功能，獲得新的增值服務。

— 共享式網(wǎng)關：是作為公共基礎設施部署的網(wǎng)關。共享式網(wǎng)關作用類似于蜂窩網(wǎng)的基站和WiFi熱點，承擔著將不確定具體應用和數(shù)量的物聯(lián)網(wǎng)設備及物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡連入互聯(lián)網(wǎng)以及各物聯(lián)網(wǎng)設備之間數(shù)據(jù)交換的作用。共享式網(wǎng)關連接的設備和物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點的數(shù)量眾多，應用的場景具有不確定性，因此對共享式網(wǎng)關設備的兼容性、協(xié)議轉換功能、穩(wěn)定性、數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩缘囊蠖驾^高。

共享式網(wǎng)關是物聯(lián)網(wǎng)未來發(fā)展的一個重要趨勢。隨著物聯(lián)網(wǎng)的普及，越來越多的設備、城市設施、家電越來越智能化、網(wǎng)絡化，作為物聯(lián)網(wǎng)與互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)連接的橋梁，共享式網(wǎng)關必將作為城市基礎設施得到大量部署。

3．IPv6技術

IPv6是Internet Protocol Version 6的縮寫，它是IETF（Internet Engineering Task Force，互聯(lián)網(wǎng)工程任務組）設計的用于替代現(xiàn)行版本IP協(xié)議IPv4的下一代IP協(xié)議。

— IPv6具有更大的地址空間，IPv6中IP地址的長度為128位，并加入了對地址自動配置（Auto Configuration）的支持；

— IPv6的地址分配遵循聚類（Aggregation）的原則，對IP包結構進行了簡化，提升了路由轉發(fā)效率；

— IPv6增強了對組播（Multicast）及流控的支持（Flow Control）；

— IPv6增加了對網(wǎng)絡層的數(shù)據(jù)加密，并對IP報文進行校驗，增強了網(wǎng)絡的安全性。

IPv6可以較好地滿足物聯(lián)網(wǎng)海量節(jié)點、高安全性等應用特點的需求，是物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡技術的發(fā)展方向。

（1）IPv6地址分配技術

128位的IPv6地址被劃分成兩部分：IPv6地址的前64位被定義為地址前綴，地址前綴表示該地址所屬的子網(wǎng)絡，用來在IPv6網(wǎng)絡中進行路由；地址的后64位被定義為接口地址，接口地址用來在子網(wǎng)絡中標識節(jié)點。在物聯(lián)網(wǎng)應用中可以使用IPv6地址中的接口地址來標識節(jié)點，在同一子網(wǎng)下可以標識264個節(jié)點。

IPv6提供了多種地址分配技術，包括SAALC無狀態(tài)地址分配（NDRA）、有狀態(tài)地址分配（DHCPv6）及基于地址前綴代理的分配（DHCP-PD）。

無狀態(tài)地址分配適用于一個子網(wǎng)中自動分配節(jié)點的IPv6地址，同時在移動環(huán)境中也能提供高效的地址分配方案。采用無狀態(tài)地址分配，網(wǎng)絡側不再需要保存節(jié)點的地址狀態(tài)及維護地址的更新周期，簡化了地址分配的過程，網(wǎng)絡可以很低的資源消耗實現(xiàn)海量地址分配。

有狀態(tài)地址分配類似于IPv4中的DHCPv4技術，節(jié)點接入網(wǎng)絡后將發(fā)起地址請求的組播，網(wǎng)絡中的DHCP服務器接收到該組播后，為節(jié)點動態(tài)分配IPv6的地址。DHCP分配方式由網(wǎng)絡管理員直接為終端分配固定、唯一的128位IPv6地址，適用于需要對終端進行溯源、管控的應用場景。

基于地址前綴代理的分配是一種層次化分配IPv6地址的方式，允許網(wǎng)絡中的網(wǎng)關設備將IPv6地址的前綴以層次化的方式分配給下一級的接入網(wǎng)關設備。

由于物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點低成本、低功耗、低復雜性的要求以及接入網(wǎng)的多樣性，一般考慮通過一個網(wǎng)關設備提供傳感網(wǎng)與IP網(wǎng)絡的互聯(lián)。因此，DHCP-PD方式適用于傳感網(wǎng)通過物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關間接接入IPv6承載網(wǎng)的應用場景。

（2）IPv6的服務質量技術

網(wǎng)絡服務質量保障方面，IPv6在其數(shù)據(jù)包結構中定義了流量類別字段和流標簽字段。流量類別字段有8位，和IPv4的服務類型（ToS）字段功能相同，用于對報文的業(yè)務類別進行標識；流標簽字段有20位，用于標識屬于同一業(yè)務流的包。流標簽和源、目的地址一起，唯一標識了一個業(yè)務流。同一個流中的所有包具有相同的流標簽，以便對有同樣QoS要求的流進行快速、相同的處理。

目前，IPv6的流標簽并不完全成熟，包括流標簽的分發(fā)方式、認證方式及標簽的回收等還沒有形成規(guī)范，網(wǎng)絡設備方面還沒有實現(xiàn)流標簽的應用。但從其定義的規(guī)范框架來看，IPv6流標簽提出的支持服務質量保證的最低要求是標記流。流標簽應該由流的發(fā)起者信源節(jié)點賦予一個流，同時要求在通信的路徑上的節(jié)點都能夠識別該流的標簽，并根據(jù)流標簽來調(diào)度流的轉發(fā)優(yōu)先級。在節(jié)點發(fā)送重要數(shù)據(jù)時，動態(tài)提高應用的服務質量等級，做到對服務質量的精細化控制。

在物聯(lián)網(wǎng)應用中普遍存在節(jié)點數(shù)量多的特點，IPv6的流標簽有20位，足夠標記大量節(jié)點的數(shù)據(jù)流，與IPv4中通過五元組（源、目的地址，源、目的端口，協(xié)議號）標識不同，IPv6可以只在必要的時候數(shù)據(jù)包才攜帶流標簽，減少對網(wǎng)絡資源的占用。