智慧油田建设实践研究.docx

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智慧油田建设实践研究

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董小诗曹毅

摘要：IPv6作为构建网络的基础拥有技术上的诸多优势，巨大的IP地址数量为移动IP设备提供了地址保障，IPv6的移动性在新功能和新应用方面可提供更大的灵活性与可靠性，伴随着这些技术优势，建立在智慧油田范围内的更为丰富的应用将会大量出现，其应用前景更加广阔。

关键词：智慧油田建设实践研究

：TE34：A

一、智慧油田建设应用基础需求

智慧油田是数字油田的升级版本，数字化油田用以实现油田的数据化、让信息系统代替手工劳动操作，业务模型、知识库、专家系统等基础数据库作为其利用的有效资源与源泉，通过深入分析挖掘，对油田的生产和决策做出智能辅助分析，达到利用数字化、智能化手段，对油田进行深入研究和管理，而各种应用则是建立在物联网技术基础上，具有感知、可视化和智慧的功能，这就需要其具有包括传感器、人工采集与数据集成在内的全方位感知能力。丰富的泛在感知系统、庞大的节点规模、以及智慧油田丰富的应用，在基础应用需求上也带来了技术上的挑战。

一是网络传输能力的挑战

智慧油田建设中，下一代互联网及泛在感知系统由数量繁多的子节点组成，在连接的组织方式上，节点的通信就会涉及到地址的寻址问题，伴随着互联网技术的快速发展，IPv4的地址的匮乏问题已经成为业界在信息时代的发展中不得不面对的问题.当前，IPv4地址空间已经不能够满足泛在感知系统对地址数量上的巨大需求。另一方面，由此产生的系统对海量地址的强大需求，将地址分配的方式摆上了桌面，提出了新的需求，传统的利用手工分配地址的方式已经不能满足信息化发展所带来的新应用。

二是网络移动性的挑战

随着移动终端的发展壮大，移动性对互联网提出了革命性的挑战，互联网的移动性不足成为了下一代互联网及泛在感知系统的瓶颈，IPv4协议在设计时，由于基于当时互联网设计，并未考虑到未来的移动性问题，当然也没有注意到节点移动的路由问题，节点的移动性设计是需要特殊机制的，虽然前期在IPv4协议中提到了利用相关机制解决移动性问题，但同时产生了三角路由的问题，这种方法对于数量不多的节点所产生的网络资源损耗较少，但是这种机制并不适合数量巨大的移动节点，利用这种机制，将会导致资源被迅速耗尽，整个系统瘫痪。

三是网络传输质量的挑战

网络质量保证是下一代互联网及泛在感知系统发展过程中必须解决的问题。目前IPv4网络中实现服务质量的划分基本是从流的类型出发来实现端到端服务质量保证，而下一代互联网及泛在感知系统的服务质量保障必须与具体的应用相结合。

四是泛在网络安全性的挑战

由于节点成本的制约，相当多的节点是基于简单硬件的设备，其可靠性差，并不具备处理复杂加密算法的能力，安全性能主要依靠多节点冗余技术进行保证。因此，传统的应用层加密技术和网络冗余技术并不能满足网络安全性的需求。

由此看来，IP位址的需求量愈来愈大，更大的地址空间、更小的路由表、增强的组播支持以及对流的支持、自动配置的支持、更高的安全性使得现有的IPv4协议技术必须寻求一种新的协议技术用于满足这些需求，而IPv6协议技术的出现，恰恰迎合了这种新的需求。

二、IPv6协议应用在智慧油田中的技术优势

一是地址空间优势。IPv6拥有不可想象的地址空间优势，128位的IPv6地址包括地址前缀和接口地址两部分，其标识空间约有185亿亿个地址空间，其空间完全满足海量节点标识的需要，从根本上解决地址不足的问题。在油田的泛在感知系统中可以利用IPv6地址中的接口地址来标识节点，并对以往的自动化设备进行升级改造，以适应油田泛在感知系统的规模化应用的需求。

二是管理的优势。无状态地址分配技术将会带来高效率的解决海量地址分配，采用该项技术后，不需要利用原有技术来保存节点地址状态，简化了地址分配过程，资源利用率极高。

三是移动性优势。IPv6协议设计之始就充分考虑了移动性的问题，这对智慧油田海量信息点的采取提供了基本的保障。

四是传输质量优势。IPv6协议由于定义了流量类别字段和流标签字段，正好解决了在智慧油田应用中普遍存在节点数量多，通信流量突发性强的特点，做到对服务质量的精细化控制。

五是安全性优势。IPv6协议技术具有的安全性与可靠性的核心体现在两个方面。一是泛在感知系统的安全保障方面，能对用户网络行为进行实时监控，提升网络监控能力；二是在泛在感知系统中可靠性通过节点之间的互相冗余来实现。

三、IPV6与IPV4协议共存方案路线

基于对IPv4与IPv6技术的研究，现实可行的解决方案是IPv4协议技术与IPv6协议技术共存互融，两者将会长期存在，对于示范区的建设，有针对性的采取IPv6协议技术，分阶段、分层级、分应用的进行项目改造。

目前，IPv6/IPv4双栈技术、隧道技术和IPv4/IPv6协议转换技术。是IPv4协议技术过渡到IP