物联网与云计算的融合--物联网云的构建(2)

时间:2013-07-05 16:38 来源:发表吧作者:admin 点击: 次

　　1.2云计算

　　云计算概念是由Google提出的。狭义云计算是指IT基础设施的交付和使用模式，指通过网络以按需、易扩展的方式获得所需的资源；广义云计算是指服务的交付和使用模式，指通过网络以按需、易扩展的方式获得所需的服务。这种服务可以是IT和软件、互联网相关的，也可以是任意其他的服务，它具有超大规模、虚拟化、可靠安全等独特功能[2]。

　　云计算的基本原理是，通过虚拟化技术使计算分布在大量的分布式计算机上，这使得企业能够将资源切换到需要的应用上，根据需求访问计算机和存储系统。

　　虚拟化、弹性规模扩展、分布式存储、分布式计算和多租户是云计算的关键技术。

　　1.3物联网与云计算对比分析

　　通过以上分析可知，物联网就是互联网通过传感网络向物理世界的延伸，它的最终目标就是对物理世界进行智能化管理。物联网的这一使命，也决定了它必然要由一个大规模的计算平台作为支撑。

　　由于云计算从本质上来说就是一个用于海量数据处理的计算平台，因此，云计算技术是物联网涵盖的技术范畴之一。随着物联网的发展，未来物联网将势必产生海量数据，而传统的硬件架构服务器将很难满足数据管理和处理要求。如果将云计算运用到物联网的传输层与应用层，采用云计算的物联网，将会在很大程度上提高运行效率。可以说，如果把物联网当作一台主机的话，云计算就是它的CPU。

　　2．物联网与云计算的融合

　　云计算与物联网各自具备很多优势，如果把云计算与物联网结合起来构造成物联网云，我们可以看出，云计算其实就相当于一个人的大脑，而物联网就是其眼睛、鼻子、耳朵和四肢等。云计算与物联网的融合方式我们可以分为以下几种：

　　(1)单中心，多终端

　　此类模式分布范围的较小，各物联网终端（传感器、摄像头或3G手机等）把云中心或部分云中心作为数据/处理中心，终端所获得信息、数据统一由云中心处理及存储，云中心提供统一界面给使用者操作或者查看。这类应用的云中心一般为私有云，可提供海量存储和统一界面、分级管理等功能，对日常生活提供较好的帮助。主要应用在小区及家庭的监控、某些公共设施的保护等方面。

　　(2)多中心，大量终端

　　多中心、大量终端的模式较适合区域跨度加大的企业、单位。有些数据或者信息需要及时甚至实时共享给各个终端的使用者也可采取这种方式。这个模式的前提是我们的云中心必须包括公共云和私有云，并且他们之间的互联没有障碍。这样，对于保密性要求很高的事情，就可以较好地达到保密要求而又不影响信息的传播。

　　（3）信息、应用分层处理，海量终端

　　这种模式可以针对用户的范围广、信息及数据种类多、安全性要求高等特征来打造。对需要大量数据传送，但是安全性要求不高的，如视频数据、游戏数据等，我们可以采取本地云中心处理或存储。对于计算要求高，数据量不大的，可以放在专门负责高端运算的云中心里。而对于数据安全要求非常高的信息和数据，我们可以放在具有灾备中心的云中心里。

　　3．物联网云平台构建及使用模式

　　3.1物联网云平台架构设计

　　物联网云的系统架构主要包含物联网云的硬件虚拟化框架、感知层设备、物联网应用中间件以及服务管理。各部分共同构成物联网应用的平台，为物联网应用的运营管理人员和终端用户服务[3]。

　　（1）硬件虚拟化框架

　　硬件虚拟化框架定义了云计算平台所管理的服务器、存储设备、网络设备等物理硬件资源及相应的虚拟化方法和技术，并将上述资源以虚拟化的方式交付给用户。

　　通过虚拟化技术的引入，使运营在物联网云平台上的不同用户之间可以共享资源；提供弹性伸缩的资源需求，在降低运营成本的同时提高服务质量；引入服务器集群技术，提高物联网云平台的整体性能。

　　（2）感知层设备

　　感知层是物联网的皮肤和五官，主要用于识别物体、采集信息。感知层设备包括二维标签码和识读器、RFID标签和读写器、传感器终端以及实现终端互联互通的传感网络。感知设备通过网络接入云计算平台，并由物联网应用的中间件对其进行管理。

　　通过感知层设备，物联网可以给物体赋予"智能"，实现对物体的感知，人与物体的沟通和对话，也可以实现物体与物体间的沟通和对话。

　　感知层涉及的关键技术有射频技术（RFID）、传感网络技术、纳米技术、智能嵌入技术等。

　　（3）物联网应用中间件

　　中间件是位于平台（硬件和操作系统）和应用之间的通用服务，针对不同的操作系统和硬件平台，他们可以有符合接口和协议规范的多种实现。中间件是物联网应用中的关键软件部件，是衔接相关硬件设备和业务应用的桥梁，其主要功能是屏蔽异构性、实现互操作和信息的预处理等。在物联网云平台中，物联网中间件与云计算相结合，利用虚拟化技术全面实现资源整合，这样，不仅能解决物联网中海量信息的过滤、整合、存储问题，还能解决物联网中不同应用系统的互操作问题。

　　在物联网云平台中，物联网应用的中间件主要实现终端设备接入、RFID/传感器事件管理、数据存储以及物联网应用等功能，它包含一系列相关的中间件产品。

　　（4）服务管理

　　服务管理是物联网云平台的核心架构，主要包括物联网云的自助服务门户/管理员门户、物联网应用和服务的生命周期管理。通过服务管理，服务提供商可以对IT物理硬件和虚拟化资源进行管理，用户可以通过自助服务门户进行业务定制、修改等操作；物联网云的服务管理还包括对感知设备的体系架构、事件以及分布式架构数据平台的管理、数据备份及恢复机制等功能。

　　3.2物联网云使用模式[4]

　　（1）物联网应用的开发/测试平台

　　对于物联网应用的开发商而言，如何快速获得物联网应用的开发和测试环境是其提高生产效率的关键。因此，物联网云的虚拟化资源和物联网应用中间件，可以为物联网应用开发商快速提供所需的应用开发和测试环境以及应用基础平台，加速物联网应用的开发和测试周期。

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