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在前面的文章中，一個物聯(lián)網的基本架構系統(tǒng)進行了討論。從前面教程的討論中，必須清楚通信網絡是任何物聯(lián)網系統(tǒng)的骨干。只有（互聯(lián)網）網絡才能使物聯(lián)網設備（板）和基于云的服務和應用程序相互通信。沒有互聯(lián)網，物聯(lián)網就什么都不是?；ヂ?lián)網網絡上的數據通信并不那么直接。有無數異構設備通過互聯(lián)網連接，這些過多的獨特設備需要以安全、可靠和路由的方式進行通信。此外，這些設備可能正在運行具有自己的框架和域的獨特應用程序或服務。有了這樣的多樣性，
任何互聯(lián)網網絡都是一堆技術。有一些技術可以物理地連接設備（連接到位于同一地點的設備或路由器）、為其分配邏輯地址、通過網絡路由數據以及管理客戶端的數據交換。
為了協(xié)議的標準化和實現，這些技術被安排在不同的層中。典型的互聯(lián)網網絡遵循開放系統(tǒng)互連 (OSI) 模型，它是互聯(lián)網的 ISO 標準模型。OSI 模型將互聯(lián)網分為七層——物理層、數據鏈路層、網絡層、傳輸層、會話層、表示層和應用層。雖然 OSI 模型的實際實現是通過 TCP-IP 模型完成的，它將七層 OSI 模型簡化為四層互聯(lián)網協(xié)議套件。在 TCP-IP 模型（OSI 模型的實際實現）中，物理層和數據鏈路層合并形成物理和網絡訪問層，并將 OSI 模型的會話層、表示層和應用層合并為單個應用層。
圖 1：顯示 OSI 和 TCP-IP 模型層比較的圖像
堆棧從兩個客戶端橫向連接，通過物理傳輸介質和互聯(lián)網上的網絡/服務器之間連接。
圖 2：Internet 上的設備到設備通信概述
物聯(lián)網生態(tài)系統(tǒng)的云網絡實際上沒有任何標準架構，因為這些網絡是高度定制的環(huán)境，具有可變的復雜性。但是，由于架構層的類似實現，物聯(lián)網系統(tǒng)的各種架構模型可以與典型的 OSI 或 TCP-IP 模型進行比較。概括標準組織部署或推薦的各種架構模型，云或物聯(lián)網網絡架構將具有以下四層 -
1) 基礎設施層
2) 服務發(fā)現/服務管理/發(fā)現層
3) 應用層
4) 業(yè)務層
圖 3：IOT 參考架構與 OSI 和 TCP-IP 模型的比較圖
每一層都有用于處理數據傳輸的各種協(xié)議。協(xié)議是一組預定義的規(guī)則，設備必須遵循它們才能相互通信或通過網絡進行通信。讓我們討論它們所涉及的每一層和協(xié)議——
基礎設施層——在這一層中，包括物聯(lián)網設備（包括傳感器網絡）和將位于同一地點的設備或設備物理連接到標準互聯(lián)網網絡的技術。與 OSI 模型相比，該層融合了典型 Internet 網絡的物理層、數據鏈路層、網絡層和傳輸層。與 TCP-IP 模型相比，該層融合了物理和網絡訪問、互聯(lián)網和傳輸層。所以，一般來說，這一層可以分為以下子層——
1) 物理和鏈路/MAC/網絡訪問層——在物理層，各個比特被編碼并排列在數據鏈路層幀中，排列在協(xié)議定義幀中的編碼數據被推送到有線或無線數據通信鏈路。如果數據鏈路是無線的，那么決定頻率和數據傳輸速率的是物理層。同樣，物理層也解碼傳入的比特和字節(jié)，并將它們傳輸到 IOT 設備的現有處理器或控制器。數據鏈路層負責將數據包封裝成幀，通過媒體訪問控制（MAC）協(xié)議訪問數據鏈路，并通過通信鏈路傳送或接收數據。為物理和網絡訪問層定義的一些標準協(xié)議如下：
? Ethernet
? Bluetooth Low Energy
? Wireless HART
? Zigbee
? Z-wave
? RFID
? IEEE 802.11.ah
? IEEE 802.15.4e
? LoRaWAN
? DASH7
? Weightless
? HomePlug
? G.9959
? LTE-A
? DECT/ULE
? ISA 100.11a
? ANT
? NFC
? EPC Global
? EddyStone
? EnOcean
? WiMax
? NB-IOT
? EC-GSM-IOT (Extended Coverage GSM-IOT)
? RPMA
? LTE-MTC (LTE-Machine Type Communication)
? Cellular (GPRS/2G/3G/4G/5G)
? CDMA
? Thread
? INSTEON
? DigiMesh
2) 網絡或網絡封裝或適配層——該層負責通過互聯(lián)網對數據包進行尋址。來自傳輸層的傳入數據包包含源地址和目標地址。在網絡層，數據包被封裝成唯一的地址，稱為 IP 地址。早期的 IPv4 用于網絡層尋址，但其 IP 地址已經用盡。因此，已經指定了一個新的網絡層協(xié)議 IPv6，它將具有 128 位地址。IPv6 有 1038 個地址的地址空間。6LoWPAN 是另一種用于低功率無線個域網的網絡層協(xié)議。它是為無線傳感器網絡和家庭區(qū)域網絡開發(fā)的 IPv6 協(xié)議。因此，流行的網絡層協(xié)議如下：
?IPv4
? IPv6
? 6LoWPAN
? 6Lo
? 6TiSCH
? IPv6 over Bluetooth Low Energy
? IPv6 over G.9959
3) 傳輸層或路由層——該層負責數據包的路由。在這一層，執(zhí)行數據包傳送中的數據包排序、錯誤檢測和糾正。為傳輸層指定的一些流行協(xié)議如下 -
? TCP
? UDP
? DTLS
? TLS
? RPL
? CARP
? CORPL
? QUIC
? uIP
? ROLL
? Aeron
? CCN (Content Centric Networking)
? NanoIP
? TSMP (Time Synchronized Mesh Protocol)
服務發(fā)現或服務管理層——該層將物聯(lián)網網絡或云網絡與典型的互聯(lián)網網絡區(qū)分開來。物聯(lián)網設備需要通過互聯(lián)網尋找其他設備、服務和資源。因此，需要在云網絡上進行資源管理和注冊過程。為此，規(guī)定了服務發(fā)現和管理協(xié)議。物聯(lián)網系統(tǒng)上一些流行的服務發(fā)現協(xié)議如下：
? DNS-SD (DNS-Service Discovery)
? mDNS (Multicast Domain Name System)
? uPnP
? Simple Discovery Service Protocol
Some of the currently available service discovery platforms and technologies are as follow –
? HyperCat
? Physical Web
? Wi-Fi Aware
? Bluetooth Beacons
? Shazam
? Open Hybrid
? Chirp
應用層——這是通信網絡中的最高層。它是（IOT）設備和網絡之間的接口。該層通過設備端的專用應用程序實現。與計算機一樣，應用層由瀏覽器實現。它是實現 HTTP、HTTPS、SMTP 和 FTP 等應用層協(xié)議的瀏覽器。同樣，在 IOT 的上下文中指定了應用層協(xié)議，如下所示：
? MQTT
? SMQTT
? CoAP
? DDS
? XMPP
? AMQP
? RESTful HTTP
? MQTT-SN
? STOMP
? SMCP
? LLAP
? SSI
? LWM2M
? M3DA
? XMPP-IOT
? ONS 2.0
? SOAP
? Websocket
? Reactive Streams
? HTTP/2
? JavaScript IOT
業(yè)務層——這一層實際上不是通信網絡的一部分。它位于物聯(lián)網端點。它可以是實現專用應用程序或在物聯(lián)網系統(tǒng)內提供特定業(yè)務或工業(yè)解決方案的云或服務器。就像它可能將各種物聯(lián)網設備連接到企業(yè)資源規(guī)劃 (ERP) 或知識管理 (KM) 解決方案一樣。這一層實際上負責無縫集成設備、服務和解決方案，并為垂直特定（健康、交通、能源、教育等）實施集成云和設備。
除了為不同網絡層指定的協(xié)議外，IOT 系統(tǒng)可能會使用附加協(xié)議來進行設備管理、設備識別、上下文感知或語義和數據安全。一些設備管理協(xié)議如下 -
? OMA-DM
? TR-069
? OMA-CP
Some of the data security protocols are as follow –
? Open Trust Protocol (OTrP)
? X.509
一些流行的語義協(xié)議如下-
? SensorML
? IOTDB
? RAML
? SENML
? Semantic Sensor Net Ontology
? LsDL
? Wolfram Language Connected Devices
在下一個文章中，將討論物理和網絡訪問層協(xié)議和標準。
