軍事行動的重點已經從士兵、坦克或戰斗機的物理領域轉移到信息和情報領域。這種對戰術意識主導的推動將是未來網絡化數字戰場中軍事行動效率和速度的關鍵。顯然，需要大大加強各級通信能力和安全性，以實施這些以網絡為中心的行動。這就是為什么IPv6被選為未來通用協議，用于在從士兵和傳感器到武器平臺，到后勤，再到規劃和戰略行動的所有級別的行動中共享語音，數據和視頻。

IPv6 是國防部全球信息網格 （GIG） 互操作性的基礎，GIG 使用互聯網技術提供信息的無縫集成，從無人機 （UAV）、直升機或現場士兵到五角大樓并返回（稱為回傳）。現在選擇了IPv6，以便有時間創建新的基礎設施，以及傳統系統從IPv4到IPv6的逐步過渡。經過多年的全球采用，IPv4終于失去了動力，需要對IPv6解決的軍事應用進行三個主要改進：

在不訴諸地址轉換的情況下，尋址范圍要大得多——IP 早在萬維網成為今天的力量之前就已經構思出來了，導致沒有足夠的地址空間來四處走動。當前的 IP 地址有一個 32 位字段，提供大約 43 億個唯一地址，但由于地址類別不同，通常只有 30 億個可用。互聯網用戶的數量每年翻一番，很快就會超過可用的地址數量。但是，網絡地址轉換（NAT）被本地網絡和ISP廣泛使用，只需一個全局IP地址就可以映射到許多本地未注冊的IP地址，從而將潛在用戶的數量擴展到直接可用的許多倍。IPv6的128位地址字段減少了對地址轉換的需求，并允許像國防部這樣的非常大的用戶在沒有NAT的情況下為其整個清單中的每個智能節點和子系統分配自己唯一的IP地址。

內置協議和有效負載加密 – 雖然 IPv4 支持某些級別的加密，但它是作為附加組件實現的，而不是其功能功能的固有部分。額外的加密支持為軍事應用提供了保護數據和命令結構所需的安全性，盡管它需要在交換機內獲得更多處理器能力才能實現有效的網絡操作。

用于不同類別通信的可選服務質量 （QOS） – 對于必須實現實時響應和數據完整性的關鍵應用，高優先級和安全性至關重要。其他服務可能不太需要時間，并且可能不需要 100% 依賴數據完整性。流式MPEG視頻是這種服務的一個很好的例子，其中解壓縮和重建可以容忍通過網絡傳輸產生的一些時序抖動和數據錯誤。

幾乎所有作戰平臺的核心——如軍艦、潛艇、裝甲車、直升機、戰斗機等——都是作戰系統或任務系統。此外，還將連接當前和遺留的子系統，武器和傳感器，使用點對點連接（例如，聯合）和網絡架構進行互連。除了一些新設計的平臺外，這些舊平臺將對引入IPv6和GIG內部的集成帶來最大的挑戰。例如，一架海軍戰斗機，如F/A-18“超級大黃蜂”，可能在其任務計算機與使用光纖通道的主要傳感器和武器系統之間具有復雜的網絡連接，但也可能有許多通過MIL-STD-1553B連接的傳統子系統。外部通信，如無線電，通常僅限于語音和一些高度安全的數據鏈路，用于與當地戰術環境中的其他飛機和水面艦艇共享數據。此類平臺系統通常使用獨特的內部數據結構，并保持任務數據和傳感器視頻的物理分離。這使得它們不適合類似互聯網的通信環境，而不對其應用軟件包進行大量修改。

IPv6網關 最可能的初始步驟是通過網關

合并IPv6。這通常由一個智能子系統組成，其中包含一個與GIG具有高帶寬外部連接的交換機。與交換機的其他連接將是平臺的傳感器及其戰斗或任務系統，僅提供本地可用總信息內容的過濾視圖。除了專門設計IPv6的較新子系統外，許多遺留設備很可能連接到網關，可能是較舊的IPv4系統和使用100 Mbps或1 Gbps銅纜或光纖以太網的子系統的混合。此外，這種門路可用于連接使用MIL-STD-1553B或RS-485的更多傳統子系統。對于這些舊連接，網關需要為通信模型的上層提供轉換和支持，以便傳輸任何有意義的信息。

裝甲車等小型平臺可能只有一個網關;較大的平臺，如海軍艦艇，可能有很多。實現此類網關的理想方法是作為基于 COTS 的嵌入式子系統，具有支持 IPv6 的以太網交換機以及連接到舊子系統可能需要的任何傳統接口。IPv6可以通過其網絡處理IPv4流量，盡管它保留了IPv4的限制，從而減少了更換或升級每個現有子系統以符合要求的需求。

平臺級交換結構

但以太網和 IPv6 不僅限于 GIG 的平臺間網絡域。在平臺內，對以光纖通道、串行 RapidIO 和 PCI Express 為代表的高速交換結構的需求不斷增長。這些用于在任務或戰斗系統的多個處理器與構成完整平臺的許多子系統之間實現數據和資源共享。這些結構通常具有高線路速度 （》1 Gbps） 和低延遲的特點，這兩者都是平臺系統的實時、確定性操作所必需的。以太網將具有成為平臺主要交換結構的能力和延遲。這反映了商業和電信領域的最佳實踐，其中以太網被牢固確立為事實上的標準。

因此，許多COTS供應商，如Curtiss-Wright Controls Embedded Computing，Radstone和GE Fanuc Embedded Systems已將支持IPv6的以太網交換機引入其產品組合。這些交換機提供內置的靈活性，以支持多種物理連接和線路速度，并包括用于本地網絡管理功能的處理器。COTS 交換機有多種格式可供選擇，包括 VME 和 CompactPCI，這兩種格式都是在已部署的軍事應用中實現網關功能或平臺內網絡的理想選擇。其中最典型的是GE Fanuc的RM921（圖2）托管VME以太網交換機，具有銅纜或光纖連接，12或24個端口支持IPv6。該產品線很快將與下一代管理型交換機相輔相成，性能將大大提高。基于最新的Broadcom設備，IPv6的較低協議層由硬件直接處理，以降低延遲并提高吞吐量。

到達心臟

為移動中的部隊提供有效的以太網通信本身就是一個挑戰，需要比目前更多的無線帶寬;然而，引入IPv6背后的意圖也是將通信深入到平臺，其系統和子系統的核心。這不僅有助于數據共享，還可以允許從任何遠程位置甚至多個位置和用戶操作和控制傳感器、武器、推進和導航系統。這種將智能和控制從已部署平臺遷移到作戰人員控制臺的做法可能會使今天的“機載嵌入式智能子系統”概念變得多余，取而代之的是一系列簡單的“遠程終端”。

這種入侵水平很可能首先在小型無人機和無人作戰飛行器（UCAV）中看到。在這些車輛中，可以獲取的傳感器數據量需要大量的非車載計算資源來處理和吸收到戰術情況中。因此，隨著情況的發展，車輛的任務可以實時重定向。這也提供了安全漏洞的可能性，但無論如何，軟件維護和網絡管理都不可避免地需要入侵，就像任何其他信息技術（IT）系統一樣。雖然IPv6的加密將增強網絡安全，但它仍將嚴重依賴安全的分區操作系統（如ARINC-653和MILS）進行保護。

致力于交換

IPv6的國防部已被選中，并將由國防部實施，最終在每個平臺中找到一席之地，在未來幾年內以某種形式接觸大多數嵌入式系統。它甚至可能從根本上改變這些嵌入式系統的實現方式。以太網交換機設備技術正走上快車道，通過協議的硬件執行來提高性能，這得益于電信公司希望通過其網絡獲得更多有效載荷以及按質量要求劃分其服務。國防部將受益于這種快速增長，GE Fanuc等COTS供應商及其客戶也將受益于這種快速增長，為網關提供極具競爭力的主流技術解決方案，為平臺網絡提供交換結構，并最終提供包含IPv6的完全集成的系統和子系統。

審核編輯：郭婷