网路汇聚与资源管理
在拥有许多装置的IoT网路中,可能会有多种不同的实体网路介面,例如IEEE 802.11、IEEE 802.15、电力线网路等,如何汇聚这些网路将成为重要的课题。
在现存的连接层(Link Layer)解决方案中,常使用的解决方式为将不同网路桥接(Bridge)起来,使得不同类型的网路可形成连通的网域。但对于装置同时拥有多种网路介面、网路拓扑较为复杂的网路环境,就需要一些异质网路整合方案的协助。
举例来说,高通Hy-Fi解决方案所实作的IEEE 1905.1即是一种异质网路汇聚的协定,透过抽象连接层(Abstract Layer)的帮助,让上层架构更容易实作,并且达到更高的网路效率。
在网路层(Network Layer)的部分,使用IP网路的好处除前面所述的拥有更大定址空间、具有良好的选径能力、容易整合外,也可以使用如IPSec、TLS等网路层、传输层(Transport Layer)安全机制。这也是6LoWPAN会兴起的原因之一,6LoWPAN为针对IEEE 802.15成员设计的轻量化网路层协定,标头(Header)较短、且赋予很有弹性的标头定义方式,使得6LoWPAN可以在不浪费频宽资源的情况下具备如IP网路的定址、选径功能,且6LoWPAN标头具有扩充与IP网路相容的能力,使得与整个区域网路整合也相当容易。
在下层都整合到TCP/IP通讯协定架构范围后,剩下的就是应用层(Application Layer)了。基于IoT架构,Dominique Guinard等人于2009年提出WoT(Web of Things)概念,许多IoT的通讯都将会以HTTP、JSON等协定架构下进行,并搭配CoAP、MQTT或JSON-RPC作为事件发生时的通知讯息推播机制。
目前一些整合服务架构,如HomeKit、IoTivity、AllJoyn等都提供类似架构,而相关的控制器作业系统,也提供轻量的HTTP伺服器与浏览器满足这种需求。这个现象也呼应了前面所提用属性值看待每样东西的概念,在使用HTTP当作应用层协定的情况下,每一个装置上的每一个属性,都可以使用URI(Universal Resource Indicator)进行定址、存取,而JSON使用精简纯文字表达多种资料型态的概念,也正好满足了IoT通讯所需(图3)。
图3 网路汇聚架构式意图,汇聚不同类型的网路技术,不仅能将各种装置都纳入网域中,也将让上层应用程式、管理机制等更容易开发。
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