当前位置: 首页 > 科技观察

重新认识物联网为什么互联网需要新的解决方案

时间:2023-03-19 19:19:21 科技观察

物联网概念的出现,突破了以往每一个既定的、被广泛认可的概念。今天,我们使用的互联网是由精通密码学和路径规划的工程师发明的,并最终成为最常用的工具之一。然而,物联网的结构并不依赖于这种经验,更多地依赖于自然而不是传统固化的网络结构。为了达到更多的技术和经济要求,物联网必须采用与互联网不同的结构。为什么互联网需要新的解决方案我们今天使用的互联网最初是为了连接数十亿的联网设备而设计的。随着物联网浪潮的爆发,将会有更多的设备接入网络,这对原有的拓扑结构是一个非常巨大的考验。这些为我们的生活带来极大便利的联网传感器,需要的是一种低成本的连接,同时又能通过网络随时接收它们的指令。目前的网络显然无法满足这样的需求,而随着物联网应用的不断扩大,这种供需矛盾会越来越严重。从某种意义上说,物联网所触及的终端产品的广度和数量是极其巨大的,而这些连接的终端设备有一些共同的特点:低速率、低传输质量、非实时传输。在很多情况下,信息的传递甚至不经过,而只是在两个相关设备之间进行,这与传统的中心化网络结构有很大不同。过去在建设互联网时,数据网络的容量总是远远高于实际需要,服务器、存储设备等其他方式也是如此。为了防止因不合理的连接方式导致网络过载,甚至导致网络崩溃,需要花费大量的时间和金钱来维护整个网络,不断升级优化计算和存储能力.但是回到物联网,我们会发现这些设备与传统的互联网设备不同。物联网设备种类繁多,温度传感器、节水闸、停车场拦截杆、家用电器等,都可以是物联网设备。这些设备可能没有处理器、内存、光驱或其他硬件基础设施,但这种缺失不会影响它们的正常运行。连接它们的网络不需要有很多资源,只要能满足设备简单的工作性能即可。使用现有的互联网来连接它们是不划算的,因为太多的资源会被闲置和浪费。更多时候,网络末端的这些设备似乎处于自给自足的状态,整个网络的控制和通信也与原来的互联网有很大的不同。此外,物联网产业的兴起引发了物联网设备数量和种类的快速爆发。未来几年,物联网设备的数量将超过地球的总人口。我们周围的很多东西,比如路灯、发电机、温度计,甚至厨房里的微波炉,都会在同一个范式下连接起来。这种应用情况首先会导致物联网设备的管理问题。让我们以智能手机和计算机为例。到2020年,这两种设备的数量将达到30亿左右。这些设备通过自己的处理器、内存和人工干预在传统网络中进行协作。它在地址模式IPv6的引导下正常运行。但对于物联网设备来说,平均每个人拥有10台物联网设备,也就是说至少有700亿台物联网设备需要联网,这远远超出了IPv6的容量。因此,为了能够统一管理物联网设备,这些设备需要具备自我寻址和自我分类的能力。物联网设备每天发送大量不同的数据信息,但这些信息不同于传统互联网上的信息。传统互联网上流通的信息主要是人机交互产生的信息,如电子邮件、各种信息等。物联网的信息主要是机器之间传输的数据。这些数据不会像人类产生的信息那样需要大规模的压缩和打包才能在网络上传输。例如,您家中的智能温度计会向中央空调发送数据,以确定是否需要为房间降温。这种传输可能只需要几个字节的数字信息就可以完成不同设备之间的交互。此外,这些数据不会实时传输。温度计的数据可能每小时只产生一次,然后发送给空调,这大大减少了整个网络的数据量。即使这些终端产生了数据,终端的上层仍然会有一些具有一点计算能力的设备来处理来自各个来源的设备数据,将其变成有用的信息,然后传递给它的上层。这意味着网络中流动的数据更少但更有价值。无论这些产品多么复杂,它们都不会产生与现代互联网相同数量的数据流。因此,为了降低成本,制造商在设计时会使用带宽非常窄的连接来满足设备之间连接的特性。除了数据量的不同,物联网和互联网对传输数据的质量也有不同的要求。例如,想象一下您日常生活中使用互联网的情况。发给你的邮件内容只有一半,另一半发到你不知道是谁的邮箱。这种情况是无法忍受的。一方面您的个人信息被泄露,另一方面可能影响工作效率。这说明互联网在数据传输的过程中必须是非常可靠的,所以才有了TCPIP(InternetProtocol)来让传输安全可靠。简单的说,TCP/IP的工作原理就是通过反复发送数据包来保证数据的完整性。但这可能是进入物联网的错误方式。虽然物联网设备传输的数据量很小,但物联网设备的数量是巨大的。如果数据在设备之间以重复发送的方式来保证数据的完整性,对整个网络的压力是不堪设想的。而对于那些功能不是时效性强的设备,即使丢失了少量数据,也不会对它们的正常运行和人们的使用造成太大的影响。所以在大多数情况下,物联网设备不需要使用这个协议来保证数据的完整性。物联网之所以不需要像互联网那样设置各种协议,根本原因在于它的设备有自己的上层中心,设备本身不需要处理器和内存。因此,目前最好的解决方案是建立一个与互联网平行的大型网络,将这些设备连接在一起发挥作用,同时不需要解决地址问题和数据传输问题。这个大网络就是物联网。