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近日，中國信息通信研究院（以下簡稱“中國信通院”）聯(lián)合華為New IP研究團(tuán)隊(duì)完成了靈活可變長地址（Flex IP）智能門鎖控制場景的試驗(yàn)驗(yàn)證。本次試驗(yàn)依托中國信通院承建的未來網(wǎng)絡(luò)試驗(yàn)設(shè)施國家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施（CENI）深圳分系統(tǒng)（以下簡稱“CENI試驗(yàn)設(shè)施深圳分系統(tǒng)”），完成了全球首個(gè)面向節(jié)能可信互聯(lián)園區(qū)場景的Flex IP技術(shù)試驗(yàn)。

未來網(wǎng)絡(luò)試驗(yàn)設(shè)施國家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施是《國家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中長期規(guī)劃（2012—2030年）》重點(diǎn)布局的重大科學(xué)裝置之一，也是信息通信領(lǐng)域唯一一個(gè)重大科技基礎(chǔ)設(shè)施。2020年10月，中國信通院承建的CENI試驗(yàn)設(shè)施深圳分系統(tǒng)一期落成，深圳、北京、南京和重慶四個(gè)城市雙平面骨干網(wǎng)絡(luò)和8個(gè)云化邊緣網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)正式上線運(yùn)行。

本次Flex IP試驗(yàn)基于智慧園區(qū)智能門鎖控制場景，依托CENI試驗(yàn)設(shè)施深圳分系統(tǒng)在北京和深圳兩城市展開，驗(yàn)證了基于Flex IP的低功耗物聯(lián)終端IP化組網(wǎng)，經(jīng)評估，F(xiàn)lex IP的協(xié)議棧存儲開銷比IPv6協(xié)議棧降低了75%，整體報(bào)文效率提升50%。同時(shí)，試驗(yàn)還驗(yàn)證了基于網(wǎng)絡(luò)層內(nèi)置可驗(yàn)證內(nèi)置可驗(yàn)證終端標(biāo)識的隨路內(nèi)生安全校驗(yàn)機(jī)制，基于此機(jī)制可以實(shí)現(xiàn)面向低功耗物聯(lián)終端的輕量化可信安全架構(gòu)。本次試驗(yàn)基于智能門鎖、智能AP網(wǎng)關(guān)、智能以太網(wǎng)交換機(jī)、云端智能門鎖服務(wù)平臺等網(wǎng)絡(luò)和業(yè)務(wù)單元，CENI試驗(yàn)設(shè)施深圳分系統(tǒng)提供深圳和北京兩地到公有云智能門鎖服務(wù)平臺的安全加密通道，確保智能門鎖云端的集中可信管理和維護(hù)，實(shí)現(xiàn)了Flex IP協(xié)議的端到端互聯(lián)和業(yè)務(wù)互通。

智能門鎖業(yè)務(wù)是典型的物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)，本次試驗(yàn)是面向新型互聯(lián)園區(qū)的Flex IP技術(shù)實(shí)踐。從產(chǎn)業(yè)發(fā)展來看，新型互聯(lián)網(wǎng)園區(qū)網(wǎng)絡(luò)正呈現(xiàn)三大趨勢：

第一，一網(wǎng)到底，需要統(tǒng)一管理和維護(hù)。

物聯(lián)網(wǎng)終端協(xié)議紛繁多樣，如藍(lán)牙、Zigbee等，這些技術(shù)可以比較好地解決域內(nèi)的通信場景，但和外部通信通常需要協(xié)議網(wǎng)關(guān)進(jìn)行轉(zhuǎn)換，打破了IP的端到端連接和安全機(jī)制保障，互通管理和維護(hù)成本高。

第二，物聯(lián)網(wǎng)終端資源受限，需要低功耗、高效承載的通信協(xié)議。

與傳統(tǒng)PC、手機(jī)等接入設(shè)備相比，IoT設(shè)備通常資源受限，對通信過程有低功耗、低協(xié)議棧開銷、高承載效率的要求。而IoT設(shè)備采用IPv6地址進(jìn)行通信時(shí)，報(bào)文頭過大將導(dǎo)致傳輸效率低，增加了不必要的傳輸能耗。

第三，園區(qū)安全邊界被打破，需要極簡、高效的安全可信方案。

當(dāng)員工離開工業(yè)園區(qū)遠(yuǎn)程辦公（如遠(yuǎn)程控制、維護(hù)）或合作方進(jìn)入工業(yè)園區(qū)時(shí)，攻擊者可能潛入園區(qū)內(nèi)部，基于位置、IP地址等的安全策略將不再適用。而且，海量IoT設(shè)備接入網(wǎng)絡(luò)時(shí)的物理環(huán)境復(fù)雜多樣，對安全的要求更高，但是現(xiàn)有安全協(xié)議對終端和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的計(jì)算和存儲資源要求較高，需要輕量級、高效的安全可信方案。

將本次試驗(yàn)驗(yàn)證的Flex IP節(jié)能可信互聯(lián)園區(qū)方案應(yīng)用于物聯(lián)網(wǎng)中，可實(shí)現(xiàn)一網(wǎng)到底、短地址低功耗處理和轉(zhuǎn)發(fā)、輕量級的內(nèi)生安全能力。

靈活編址，IP一網(wǎng)到底。靈活可變長IP地址，能夠靈活適配不同終端類型，兼容IPv4和IPv6，通過無狀態(tài)轉(zhuǎn)換降低網(wǎng)關(guān)協(xié)議適配和兼容門檻，解決傳統(tǒng)協(xié)議轉(zhuǎn)換網(wǎng)關(guān)等設(shè)備的額外資源開銷與網(wǎng)絡(luò)可擴(kuò)展性問題，可輕松實(shí)現(xiàn)異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)互通。

本地化短地址，支持物聯(lián)網(wǎng)的節(jié)能處理和轉(zhuǎn)發(fā)。在實(shí)際傳輸中，短地址通信的IP包頭僅攜帶必要的字段（如目的地址、源地址等），提高載荷的傳輸效率，可滿足以傳感器通信為代表的物聯(lián)網(wǎng)通信需求；Flex IP支持報(bào)文在網(wǎng)關(guān)處實(shí)現(xiàn)無狀態(tài)的長短地址轉(zhuǎn)換，解決傳統(tǒng)協(xié)議轉(zhuǎn)換網(wǎng)關(guān)等設(shè)備的額外資源開銷與網(wǎng)絡(luò)可擴(kuò)展性問題。

面向海量IoT的輕量級內(nèi)生網(wǎng)絡(luò)安全。網(wǎng)絡(luò)層內(nèi)生的安全機(jī)制，基于對稱密碼學(xué)的可驗(yàn)證ID設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)IoT隨路驗(yàn)證技術(shù)，達(dá)到安全可信和自動(dòng)化的目標(biāo)；實(shí)現(xiàn)輕量級的安全校驗(yàn)和防重放，提高網(wǎng)絡(luò)可用性。

后續(xù)，中國信通院將聯(lián)合產(chǎn)業(yè)界伙伴依托CENI試驗(yàn)設(shè)施深圳分系統(tǒng)在5G、物聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等領(lǐng)域進(jìn)行大膽探索和積極實(shí)踐，進(jìn)一步發(fā)揮未來網(wǎng)絡(luò)試驗(yàn)設(shè)施的試驗(yàn)示范作用，引領(lǐng)網(wǎng)絡(luò)科技揚(yáng)帆起航。

來源：中國信通院CAICT