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从云计算到海计算:论物联网的体系结构

导读: 基于云计算到海计算再到云海结合,从信息存储和处理的角度出发,文章探讨了物联网承载和处理巨海量信息的方式和结构,以及物联网体系结构需要考虑的问题,如开放性式循环结构和智能终端。

  物联网实现全球亿万种物品之间的互连,将不同行业、不同地域、不同应用、不同领域的物理实体按其内在关系紧密地关联在一起,对小到螺丝、铅笔,大到飞机、轮船等巨量物体进行联网与互动。物联网能够实现社会活动和人们生活方式的变革,被预言为继互联网之后新的全球信息化产业浪潮,受到各国政府、企业和学术界的广泛重视。

  从信息技术角度看,物联网是指具有感知和智能处理能力的可标识的物体,基于标准的可互操作的通信协议,在宽带移动通信、下一代网络和云计算平台等技术的支撑下,获取和处理物体自身或周围环境的状态信息,对事件及其发展及时做出判断,提供对物体进行管理和控制的决策依据,从而形成信息获取、物体管理和控制的全球性信息系统。物体能够在人类直接干预或无需人工干预条件下感知事件、触发动作和生成服务,通过协同的感知和互动来影响甚至控制事件向有利的方向发展。物联网充分体现了物理世界和信息空间的深度融合,使人类可以融入到一体化的智能生态环境中,实现人、机、物的协同统一。

  作为崭新的综合性信息系统,物联网并不是单纯的网络概念,它包括信息的感知、传输、处理决策、服务等多个方面,呈现出自身显著的特点。首先是对客观物理世界的全面感知,它不仅表现在对单一的现象或目标进行多方面的观察获得综合的感知数据,也表现在对现实世界各种物体现象的普遍感知;其次是物联网实体间的泛在互联,表现在各种物体经由多种接入模式实现异构互联,也突出表现在物联网不仅包括互联网、电信网等公共网络,还包括电网和交通网等专用网络,错综复杂,形成“网中网”的形态;第三是智慧的信息处理和决策,它体现在物联网中从感知到传输到决策应用的信息流,并最终为控制提供支持,也广泛体现出物联网中大量的物体和物体之间的关联和互动。物体互动经过从物理空间到信息空间,再到物理空间的过程,形成感知、传输、决策、控制的开放式的循环。

  物联网不同于感知信息收集的传感器网络,也不同于信息传输的互联网。它包含亿万种多样的物体,承载和处理巨海量的感知信息,容纳各种模式的接入和通信模式,实现从感知、处理到控制的循环过程。其系统架构如何构成,采用什么样的体系结构,现已成为物联网研究的核心问题之一。

  1 从云计算到海计算

  1.1 云计算

  云计算是互联网发展带来的一种新型计算和服务模式,它是通过分布式计算和虚拟化技术建设数据中心或超级计算机,以租赁或免费方式向技术开发者或企业客户提供数据存储、分析以及科学计算等服务。广义上讲,云计算是指厂商通过建立网络服务集群,向多种客户提供硬件租赁、数据存储、计算分析和在线服务等不同类型的服务。云计算的主要服务形式有以亚马逊公司为代表的基础设施即服务,以Saleforce为代表的平台即服务,以及以微软代表的软件即服务等。

  云计算的“云”就是存在于互联网的服务器集群上的服务器资源,包括硬件资源(如服务器、存储器和处理器等)和软件资源(如应用软件、集成开发环境等)。本地终端只需要通过互联网发送一条请求信息,“云端”就会有成千上万的计算机为你提供需要的资源,并把结果反馈给发送请求的终端。每个提供云计算服务的公司,其服务器资源分布在相对集中的世界上少量几个地方,对资源基本采用集中式的存放管理,而资源的分配调度采用分布式和虚拟化技术。云计算强调终端功能的弱化,通过功能强大的“云端”给需要各种服务的终端提供支持。如同用电用水一样,我们可以随时随地获取计算、存储等信息服务。

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