细节：IPv6如何减少使用物联网的电池

IPv6提供了多种方法来动态地为物联网设备分配地址。IPv6节点具有多个地址，不像IPv4节点只有一个单播地址。IPv6节点具有链路本地地址（FE80：：／10）和每个接口一个或多个IPv6单播地址。链路本地地址用于“引导”获取单播地址作为路由器请求（RS）消息的源地址，以发现本地路由器。

第一跳路由器将路由器通告（RA）消息发送回全节点多播组（FF02：：1），指示本地IPv6／64前缀以及获取其单播地址的方法。基于RA消息中的某些标志和其他选项，节点被告知使用无状态地址自动配置（SLAAC）（RFC 4862），有状态DHCPv6（RFC 8415）或递归DNS服务器（RDNSS）（RFC 8106）。使用哪个是企业网络中经常出现的问题。

对于缺乏运行DHCPv6所需的强大计算能力并且只需要在扁平网络上运行的传感器，SLAAC是一个显而易见的选择。对于企业的台式机和服务器，DHCPv6一直是推荐的，但决定有点模糊。现在有更多操作系统支持RDNSS，包括Android，RDNSS正在成为一种流行的选择。

RA数据包通常每200秒由本地路由器传输一次，以使所有节点都能获知更改信息。加入网络的新节点没有耐心，将一个RS数据包发送到所有路由器链路本地多播组（FF02：：2），以了解它们已加入的网络。本地路由器通过向所有节点发送RA来立即响应RS。可以想象，这可以在物联网应用程序中消耗一些可测量的电池寿命，因此创建了控制RAs的选项。

一种选择是为物联网使用更长的RA间隔。物联网设备可能只需要每天接收一次RA消息，甚至更长时间。但是，每当新的物联网设备加入网络时，它就会发送一个RA，触发本地路由器发送的全节点RA组播。

为了进一步限制所有节点的组播数据包，可以将RA更改为发送RS的单个节点的单播数据包。这将阻止任何其他已建立的节点接收多播RA。此“Unicast－RA”功能消除了发送到全节点多播组的RA。这已在Cisco IOS版本15.4（2）T，15.4（2）S，15.2（1）SY1和更高版本中实现，并使用第3层接口命令“ ipv6 nd ra solicited unicast ”进行配置。

创新的IPv6物联网协议

IPv6促进了创新，并且已经有大量开发支持IPv6的物联网协议。以下是关于物联网网络如何使用IPv6的几个示例。

6LoWPAN（IPv6 over Low Power Wireless Personal Area Networks）是一种基于IPv6的低速无线个域网标准，允许IPv6数据包被压缩、封装并分成多个较小的帧，通过IEEE 802.15.4无线网络（RFC 4944和RFC 6282）发送。因此，6LoWPAN需要网关设备（边缘路由器）将本地IPv6网络连接到IoT设备网络。目标是进一步限制IPv6组播的使用，以最大限度地延长电池寿命（RFC 6775）。这些方法由Zigbee协议套件使用。

IETF正在通过像LoRaWAN这样的低功耗广域网和用于使用IPv6的小型嵌入式设备的轻量级实现指导（lwig）来研究IPv6。IETF还创建了用于这些低功耗和有损网络（LLNs）的路由协议。IETF创建了“RPL： IPv6路由协议用于低功耗网络”（RFC 6550）和多播协议用于低功耗网络（MPL） （RFC 7731）。RPL使用IPv6来发现使用IPv6组FF02：：1A的所有RPL节点。

IETF已经开发了使用Web和RESTful接口（CoRE）通过IPv6进行物联网设备通信的标准。约束应用协议（CoAP协议）（RFC 7252）定义了这些物联网设备使用公共Web服务的方法。CoAP使用IPv6组播组FF0X：：FD（所有CoAP节点）。

移动IPv6（MIPv6）协议（RFC 6275）已被指定多年，作为无约束设备在第3层网络之间转换期间维持其通信的一种方式。

IPv6甚至用于工业物联网制造和机器人网络。精确时间协议（PTP）（IEEE 1588－2008）使用IPv6多播到用于高速运动的精确编排进行时钟同步到亚微秒的精度，PTP使用IPv6组播组FF02：：6B和FF0X：：181。随着企业继续部署任何类型的物联网应用程序，他们应该探索如何使该系统使用IPv6。

（作者：李雪薇）