邊緣計(jì)算架構(gòu)、分層及典型組網(wǎng)拓?fù)?/h1>

物聯(lián)網(wǎng)簡稱:IoT,是新一代信息技術(shù)的重要組成部分,也 是“信息化”時(shí)代的重要發(fā)展階段。?
物聯(lián)網(wǎng)通過智能感知、識(shí)別技術(shù)與普適計(jì)算等通信感知技術(shù),被廣泛應(yīng)用于網(wǎng)絡(luò)的融合中,也因此被稱為繼計(jì)算機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)之后世界信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展的第三次浪潮。
物聯(lián)網(wǎng)大事件- NB-IoT標(biāo)準(zhǔn)演進(jìn)
窄帶蜂窩物聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)NB-IoT標(biāo)準(zhǔn)從2015年9月正式立項(xiàng),于2016年6月核心標(biāo)準(zhǔn)凍結(jié)。 
物聯(lián)網(wǎng)大事件 - 軟銀收購ARM
2016年7月18日,日本軟銀集團(tuán)和英國ARM公司共同宣布,雙方達(dá)成協(xié)議,軟銀集團(tuán)以243億英鎊(折合人民幣2028億元,折合日元3.3萬億)收購ARM。
物聯(lián)網(wǎng)(Internet Of Things)概念最早于1999年由美國MIT提出,早期的物聯(lián)網(wǎng)是指依托RFID(Radio Frequency Identification)技術(shù)和設(shè)備,按約定的通信協(xié)議與互聯(lián)網(wǎng)結(jié)合,使物品信息實(shí)現(xiàn)智能化識(shí)別和管理,實(shí)現(xiàn)物品信息互聯(lián)、可交換和共享而形成的網(wǎng)絡(luò)。?
通過二維碼識(shí)讀設(shè)備、射頻識(shí)別(RFID) 裝置、紅外感應(yīng)器、全球定位系統(tǒng)和激光掃描器等信息傳感設(shè)備,按約定的協(xié)議,把任何物品與互聯(lián)網(wǎng)相連接,進(jìn)行信息交換和通信,以實(shí)現(xiàn)智能化識(shí)別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡(luò)。
物聯(lián)網(wǎng)的層次劃分
感知識(shí)別層
感知層負(fù)責(zé)信息收集和信號(hào)處理。通過感知識(shí)別技術(shù),讓物品“開口說話、發(fā)布信息”,這是物聯(lián)網(wǎng)區(qū)別于其他網(wǎng)絡(luò)的最獨(dú)特部分。感知識(shí)別層的信息生成設(shè)備,既包括采用自動(dòng)生成方式的RFID電子標(biāo)簽、傳感器、定位系統(tǒng)等部分,還包括采用人工生成方式的各種智能設(shè)備,例如智能手機(jī)、PDA、多媒體播放器、筆記本電腦等。感知識(shí)別層位于物聯(lián)網(wǎng)四層模型的最底端,是所有上層結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)。
網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建層
其直接通過現(xiàn)有的互聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)通信網(wǎng)、衛(wèi)星通信網(wǎng)等基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)設(shè)施,對(duì)來自感知識(shí)別層的信息進(jìn)行接入和傳輸。在物聯(lián)網(wǎng)四層模型中,網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建層接駁感知識(shí)別層和平臺(tái)管理層,具有強(qiáng)大的紐帶作用。
平臺(tái)管理層
在高性能網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)的環(huán)境下,平臺(tái)管理層能夠?qū)⒕W(wǎng)絡(luò)內(nèi)海量的信息資源通過計(jì)算機(jī)整合成一個(gè)可互聯(lián)互通的大型智能網(wǎng)絡(luò)。平臺(tái)管理層可解決數(shù)據(jù)如何存儲(chǔ)(數(shù)據(jù)庫與海量存儲(chǔ)技術(shù))、如何檢索(搜索引擎)、如何使用(數(shù)據(jù)挖掘與機(jī)器學(xué)習(xí))、如何不被濫用(數(shù)據(jù)安全與隱私保護(hù))等問題。平臺(tái)管理層位于感知識(shí)別和網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建層之上,處于綜合應(yīng)用層之下,是物聯(lián)網(wǎng)的智慧源泉。人們通常把物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用冠以“智能”的名稱,如智能電網(wǎng)、智能交通、智能物流等,而其中的智慧就來自于這一層。

綜合應(yīng)用層
綜合應(yīng)用層是物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的用戶接口,通過分析處理后的感知數(shù)據(jù),為用戶提供豐富的特定服務(wù)。具體來看,綜合應(yīng)用層接收網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建層傳來的信息,并對(duì)信息進(jìn)行處理和決策,再通過網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建層發(fā)送信息,以控制感知識(shí)別層的設(shè)備和終端。物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用以“物”或物理世界為中心,涵蓋物品追蹤、環(huán)境感知、智能物流、智能交通、智能海關(guān)等各個(gè)領(lǐng)域。
什么是邊緣計(jì)算??
在靠近終端的網(wǎng)絡(luò)邊緣節(jié)點(diǎn)上,提供連接、計(jì)算、存儲(chǔ)、控制與應(yīng)用功能,滿足用戶實(shí)時(shí)、智能、安全和數(shù)據(jù)聚合等需求。借助成熟的通信技術(shù),在位于網(wǎng)絡(luò)邊緣的節(jié)點(diǎn)上分布式部署計(jì)算、存儲(chǔ)、安全等能力,把中心節(jié)點(diǎn)的計(jì)算、存儲(chǔ)、通信壓力分散到計(jì)算能力稍弱的邊緣節(jié)點(diǎn),同時(shí)實(shí)現(xiàn)了服務(wù)的低時(shí)延、高可靠、低成本,也有效地保護(hù)了用戶的邊緣隱私,支持網(wǎng)絡(luò)從成本中心向商業(yè)價(jià)值中心的轉(zhuǎn)移。

在靠近終端設(shè)備或數(shù)據(jù)源頭的邊緣節(jié)點(diǎn),融合聯(lián)接、計(jì)算、存儲(chǔ)、控制和應(yīng)用等核心能力的開放平臺(tái),滿足用戶實(shí)時(shí)、智能、數(shù)據(jù)聚合和安全需求。

邊緣計(jì)算架構(gòu)分層
ECC將邊緣計(jì)算架構(gòu)分成四個(gè)層次域:應(yīng)用域、數(shù)據(jù)域、網(wǎng)絡(luò)域、設(shè)備域。

ECC提出了CROSS,即在敏捷聯(lián)接(Connection)的基礎(chǔ)上,實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)(Real-time)、數(shù)據(jù)優(yōu)化(DataOptimization)、應(yīng)用智能(Smart)、安全與隱私保護(hù)(Security),為用戶在網(wǎng)絡(luò)邊緣側(cè)帶來價(jià)值和機(jī)會(huì),也就是聯(lián)盟成員要關(guān)注的重點(diǎn)。
網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洌∟etwork Topology)結(jié)構(gòu)是指利用傳輸介質(zhì)互連各種設(shè)備的物理布局。指構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)成員間特定的物理的(即真實(shí)的)、或者邏輯的(即虛擬的)排列方式。如果兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)的連接結(jié)構(gòu)相同即它們的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湎嗤?,盡管它們各自內(nèi)部的物理接線、節(jié)點(diǎn)間距離可能會(huì)有不同。
星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)
星型拓?fù)洌⊿tar Topology)是指網(wǎng)絡(luò)中的各節(jié)點(diǎn)設(shè)備通過一個(gè)網(wǎng)絡(luò)集中設(shè)備(如集線器HUB或者交換機(jī)Switch)連接在一起,各節(jié)點(diǎn)呈星狀分布的網(wǎng)絡(luò)連接方式。

它具有如下特點(diǎn):結(jié)構(gòu)簡單,便于管理;控制簡單,便于建網(wǎng);網(wǎng)絡(luò)延遲時(shí)間較小,傳輸誤差較低。但缺點(diǎn)也是明顯的:成本高、可靠性較低、資源共享能力也較差。
環(huán)形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)
環(huán)形網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?英文:Ring Topology) 環(huán)型結(jié)構(gòu)在LAN中使用較多。這種結(jié)構(gòu)中的傳輸媒體從一個(gè)端用戶到另一個(gè)端用戶,直到將所有的端用戶連成環(huán)型。數(shù)據(jù)在環(huán)路中沿著一個(gè)方向在各個(gè)節(jié)點(diǎn)間傳輸,信息從一個(gè)節(jié)點(diǎn)傳到另一個(gè)節(jié)點(diǎn)。這種結(jié)構(gòu)顯而易見消除了端用戶通信時(shí)對(duì)中心系統(tǒng)的依賴性。?

環(huán)型結(jié)構(gòu)具有如下特點(diǎn):信息流在網(wǎng)中是沿著固定方向流動(dòng)的,兩個(gè)節(jié)點(diǎn)僅有一條道路,故簡化了路徑選擇的控制;環(huán)路上各節(jié)點(diǎn)都是自舉控制,故控制軟件簡單;由于信息源在環(huán)路中是串行地穿過各個(gè)節(jié)點(diǎn),當(dāng)環(huán)中節(jié)點(diǎn)過多時(shí),勢(shì)必影響信息傳輸速率,使網(wǎng)絡(luò)的響應(yīng)時(shí)間延長;環(huán)路是封閉的,不便于擴(kuò)充;可靠性低,一個(gè)節(jié)點(diǎn)故障,將會(huì)造成全網(wǎng)癱瘓;維護(hù)難,對(duì)分支節(jié)點(diǎn)故障定位較難。
總線型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)
總線拓?fù)?英文:Bus Topology),又稱總線網(wǎng)絡(luò)(Bus Network);在該節(jié)點(diǎn)連接以Daisy Chain由直線之總線序列。由于該拓?fù)涫怯梢粭l主纜線串接所有的電腦或其他網(wǎng)絡(luò)設(shè)備,因此也稱為線性總線(Linear Bus)。?

總線型結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)特點(diǎn)如下:結(jié)構(gòu)簡單,可擴(kuò)充性好。當(dāng)需要增加節(jié)點(diǎn)時(shí),只需要在總線上增加一個(gè)分支接口便可與分支節(jié)點(diǎn)相連,當(dāng)總線負(fù)載不允許時(shí)還可以擴(kuò)充總線;使用的電纜少,且安裝容易;使用的設(shè)備相對(duì)簡單,可靠性高;維護(hù)難,分支節(jié)點(diǎn)故障查找難。
Mesh網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)
無線Mesh網(wǎng)絡(luò)也稱為“多跳”網(wǎng)絡(luò),它是一種與傳統(tǒng)無線網(wǎng)絡(luò)完全不同的新型無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。它不依賴于預(yù)設(shè)的基礎(chǔ)設(shè)施,具有可臨時(shí)組網(wǎng)、快速展開、無控制中心、抗毀性強(qiáng)等特點(diǎn)。

在無線Mesh網(wǎng)絡(luò)中,采用網(wǎng)狀Mesh拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),是一種多點(diǎn)到多點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。在這種Mesh網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中,各網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)通過相鄰其他網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn),以無線多跳方式相連。
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感知識(shí)別層
網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建層
平臺(tái)管理層

綜合應(yīng)用層



網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洌∟etwork Topology)結(jié)構(gòu)是指利用傳輸介質(zhì)互連各種設(shè)備的物理布局。指構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)成員間特定的物理的(即真實(shí)的)、或者邏輯的(即虛擬的)排列方式。如果兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)的連接結(jié)構(gòu)相同即它們的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湎嗤?,盡管它們各自內(nèi)部的物理接線、節(jié)點(diǎn)間距離可能會(huì)有不同。
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它具有如下特點(diǎn):結(jié)構(gòu)簡單,便于管理;控制簡單,便于建網(wǎng);網(wǎng)絡(luò)延遲時(shí)間較小,傳輸誤差較低。但缺點(diǎn)也是明顯的:成本高、可靠性較低、資源共享能力也較差。
環(huán)形網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?英文:Ring Topology) 環(huán)型結(jié)構(gòu)在LAN中使用較多。這種結(jié)構(gòu)中的傳輸媒體從一個(gè)端用戶到另一個(gè)端用戶,直到將所有的端用戶連成環(huán)型。數(shù)據(jù)在環(huán)路中沿著一個(gè)方向在各個(gè)節(jié)點(diǎn)間傳輸,信息從一個(gè)節(jié)點(diǎn)傳到另一個(gè)節(jié)點(diǎn)。這種結(jié)構(gòu)顯而易見消除了端用戶通信時(shí)對(duì)中心系統(tǒng)的依賴性。?

環(huán)型結(jié)構(gòu)具有如下特點(diǎn):信息流在網(wǎng)中是沿著固定方向流動(dòng)的,兩個(gè)節(jié)點(diǎn)僅有一條道路,故簡化了路徑選擇的控制;環(huán)路上各節(jié)點(diǎn)都是自舉控制,故控制軟件簡單;由于信息源在環(huán)路中是串行地穿過各個(gè)節(jié)點(diǎn),當(dāng)環(huán)中節(jié)點(diǎn)過多時(shí),勢(shì)必影響信息傳輸速率,使網(wǎng)絡(luò)的響應(yīng)時(shí)間延長;環(huán)路是封閉的,不便于擴(kuò)充;可靠性低,一個(gè)節(jié)點(diǎn)故障,將會(huì)造成全網(wǎng)癱瘓;維護(hù)難,對(duì)分支節(jié)點(diǎn)故障定位較難。
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