第四节　全联网的发展现状

一、5G和IPv6为全联网的发展准备了条件

全球关于5G（5th Generation Mobile Networks，第五代移动通信技术）的愿景已经达成共识，概念和技术路线基本清晰，正在逐步进入商用阶段，向着网络多元化、宽带化、综合化和智能化方向发展。5G的核心优势是更快的速度、更多连接、更低时延和更高的可靠性。凭借新型的网络架构和无线传输技术，5G能提供至少10倍于4G的峰值速率、毫秒级的传输时延和千亿级的连接能力。5G从人与人之间的通信拓展到人与物、物与物之间的通信，开启了万物泛在互联、人机深度交互和智能引领变革的新时代。

5G的重点将从移动互联网向全联网应用领域扩展，满足未来千倍流量增长和千亿设备联网需求，体现了全球信息化发展的重要趋势和方向。

IPv4（Internet Protocol version 4，互联网协议第四版）网络地址资源有限，早已分配完毕，严重制约了互联网的应用和发展。IPv6（Internet Protocol version 6，互联网协议第六版）通过将地址长度由32位增至128位，不仅解决了网络地址资源严重不足的问题，还解决了多种接入设备联入全联网的障碍。

2017年11月，中共中央办公厅、国务院办公厅印发了《推进互联网协议第六版（IPv6）规模部署行动计划》，提出“用5到10年时间，形成下一代互联网自主技术体系和产业生态，建成全球最大规模的IPv6商业应用网络”“到2025年末，我国IPv6网络规模、用户规模、流量规模位居世界第一位，网络、应用、终端全面支持IPv6，全面完成向下一代互联网的平滑演进升级，形成全球领先的下一代互联网技术产业体系”。根据《中国IPv6发展状况》白皮书，截至2019年6月，我国IPv6活跃用户数已达1.30亿，基础电信企业已分配IPv6地址的用户数达12.07亿；截至2019年5月，我国IPv6地址分配总数达47 282块（/32），居全球第一位；骨干网络全面支持IPv6，LTE（Long Term Evolution，长期演进）网络和宽带接入网络已大规模分配IPv6地址。

二、工业物联网是全联网当前发展的重点

工业互联网联盟在2014年3月宣告成立之后，将制定工业互联网的相关标准确定为其主要目标和任务之一。工业互联网联盟的成员较为关注的问题之一是经由制定工业互联网的参考架构、安全保障框架、开放标准及实际应用的实现，来鉴别技术的可行性和驱动创新（即所谓的试验床），从而创造一个涵盖富于洞察力和思想性的领导架构、具有互操作性和安全保障的工业互联网生态系统。2015年6月17日，工业互联网联盟的技术工作组发布工业互联网的参考架构文件，定义了从传感器到数据分析和业务应用等一套工业互联网的功能范围、技术和标准，目前所能看到的是2019年6月19日发布的V1.9版本。

国际上，有学者将全联网分为消费物联网（Consumer IOT，CIOT）和工业物联网（Industrial IOT，IIOT），并对二者进行了比较，如表1-1所示。

表1-1　消费物联网与工业物联网的比较

当前，工业物联网是全联网发展的重点方向。发展工业互联网已经演变为以推动工业物联网的应用发展为主要切入点，因为“智能的物”可以给重要的产业和企业带来它们需要的核心数据：跟踪库存、管理设备、提升效率、降低成本，甚至保护生命等。

Sisinni等人[5]讨论了全联网、工业物联网、工业4.0及智能物理系统四者之间的关系，如图1-4所示。工业物联网是全联网的一个子集，主要服务于各种产业应用。智能物理系统则是一个更广泛的概念，不仅适用于工业生产，在很多方面（如国防与安全系统）都有广泛的应用。在产品生命周期中的制造阶段，工业4.0是智能物理系统和工业物联网的交集。换言之，在工业物联网中实现了智能物理系统的就是工业4.0。通过物理对象的互联并提供其状态的数字描述，智能物理系统延伸了物理世界。这些数字描述可以实时更新，代表了物理对象的第二特征（Identity），成为动态性极强的、物理对象的“数字孪生”，并使得许多创新性的制造服务得以形成。

图1-4　全联网、工业物联网、工业4.0及智能物理系统四者之间的关系

三、安全问题更加突出

全联网的发展带来很多前所未见的安全问题。每个联网的装置或产品，都可能成为潜在的安全威胁的来源。

Gartner预测[6]，到2020年，25%以上的企业已识别的攻击可能来自连接到物联网的系统或设备；到2023年，全联网连接设备的数量将增加到430亿台，比2018年增长近3倍。根据麦肯锡预测，到2025年，全联网的潜在经济影响将达到每年3.9万亿～11.1万亿美元。全联网的联网设备数量和市场规模都将快速增长。

与此同时，全联网安全事件频发。2016年，名为Mirai的“僵尸网络劫持”软件利用超过60万个物联网设备漏洞，制造了一次大规模的分布式拒绝服务（Distributed Denial of Service，DDoS）攻击。2017年，一次名为KRACK的攻击几乎感染了所有连接到Wi-Fi的物联网设备。这种攻击严重且难以防御，因为物联网设备运行在许多不同的操作系统上，很难像手机或计算机在受到病毒攻击时能快速收到防护漏洞所需的软件更新。

隐私泄露也是比较有代表性的安全问题之一。最近，研究人员发现[7]，在他们调查的81种物联网设备中，有72种设备和与OEM（Original Equipment Manufacturer，原始设备制造商）无关的第三方共享数据。这意味着，智能手机、智能电视机或智能音响等所描绘的个人生活的细节，可以被重新包装并出售给其他人。物联网中的一切设备都在采集数据，而所有这些数据都有价值。