《重構物聯網的未來》讀書摘錄

2021-07-30 07:02:00 字數 1833 閱讀 7779

francis dacosta著

自然界中存在著一些數以億計規模的高度優化系統群體,如群居昆蟲,花粉傳播,幼蟲繁衍等,他們之中的個體決策時依據一些簡單的機制(如二分群體策略),在行動上實現和集中控制相比毫不遜色的效率。這些群體通過「親緣」關係形成感興趣的「社群」,使得個體之間能夠根據特定的訊號執行決策,不受其他訊號的干擾,另外自然系統的聯絡大都是面向接受者的,互動的訊號也非常簡潔,也正是這種輕量化訊號和自分類的訊息使得自然界通訊非常的高效。

物聯網規模的**性增長挑戰著人類掌控一切的慾望,作者根據自然界中各類相對低端生物(螞蟻、鳥鳴、花粉傳播)的聯絡策略,提出了自然組網的機制,並提出了三層網路架構:底層是邊緣網路的啁啾裝置,中間層是提供傳統網際網路的資料傳輸和底層閘道器功能的**節點,上層是提供資料分析控制的的物聯網人機介面。

物聯網應是邊緣組網技術的象徵,其架構也需要更為有機的組網策略。物聯網的規模會遠超預期,要樹立開銷意識,評估風險,保證只提供最小的必要開銷,實現效率的最大會和成本的最小化。單個裝置包含傳統的網路協議(ipv6所需的處理能力、儲存)成本太高,過度配置嚴重,實際中的物聯裝置可能只需要極少的資料互動。

傳統的網際網路是端到端的對等網路,機器和機器之間的通訊更多的是一種非對稱通訊,而物聯網應該是本地控制環+遠端傳輸的一種網路。

邊緣網路採用本地控制環可以保證本地迴路控制的實時性,減少時延,實現本地低成本的資料傳輸,同時通訊隔離可以減少干擾提高安全性。因此物聯網應該是一種高度自治的機器化社群,並能通過網際網路和遠端伺服器進行命令資料的互動。

傳統協議難以應對物聯網挑戰,最好的途徑是簡化邊緣協議,每乙個「啁啾」訊息僅包含位址、短資料段以及校驗和,類似snmp的概念,可以通過簡單的「get」和「set」指令進行訊息獲取和系統配置。此外,還應包含訊息傳遞方向的標示及分類資訊(如按照品種、應用分類),格式靈活,可定製可擴充套件。物聯網網路的實施離不開**節點的智慧型化,它可以對訊息進行裁剪、封裝。wifi(802.11)採用了帶衝突檢測的載波偵聽多路訪問技術(csma/cd),對於資料率非常小的物聯網可以為每個裝置制定乙個簡單的隨機數傳送次數,在傳輸之間建立連續變化的間歇過程,可以通過素數、雜湊表或者其他方式獲取時變的傳輸事件,這樣可以以低成本和低複雜度提供足夠的通訊連線。

邊緣網路中存在著海量的裝置,物聯網旨在構建無人值守的系統,系統中的裝置保持一種有損的、間歇的、不可靠的、短暫的以網路形式存在的連線,而海量的不可靠資訊又建立起可靠的資訊。

梅特卡夫定律,乙個通訊網路的「價值」與參與成員數的平方成正比。分布式系統根據貝葉斯推理在最優時隙進行資源排程。

「啁啾」幀特意不設定目標位址,因為在乙個「發布/訂閱」的世界裡,需要「接受者」來挑選「啁啾」資料和小資料流,雖然如此,邊緣物聯網協議應該是基於分類的協議,協議中包含用於分類的各種簡單標籤如型別、模式、序列號、位置等特徵識別資訊,以及差錯控制檢測和安全機制。考慮易於分類管理和可擴充套件性,物聯網為其網路元件選擇樹裝網路,在網路邊緣,**節點網將各種終端連線在一起,且不需要端到端的ip連線。網狀**節點網路的共享路由表可以持續跟蹤客戶所在的位置,包括「啁啾」裝置和發布智慧型體,並在樹的分支與「根」節點之間構成連線,**節點一上電,最本能的行為是關聯乙個父節點,通過該節點可以提供上行至根節點的路徑。**節點如果出現頻繁切換父節點會造成本地振盪,降低整個網路的效率,因此在這種分層的控制系統中植入衰減函式,可用於管理樹狀的網路拓撲。

講述物聯網的現狀、挑戰及未來展望。對於海量的物聯網資料,資料的分類是挑戰,建立自分類資料流是新興物聯網架構的根本驅動力。物聯網主要解決網路邊緣海量簡易終端的鏈結問題,不可能一夜之間取代現有的ip網路協議,相反還會依賴於ip網路的接入完成資料的匯集工作,還介紹了openwrt(一種基於linux核心的可以建立**節點功能的平台)。之後強調目前物聯網的標準是乙個難題,然而物聯網**性的發展趨勢,意味著必須邊推廣市場邊統一標準,同時物聯網的發展離不開各類相關的廠商,包括半導體及各類裝置廠商的共同努力。

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