物聯(lián)網(wǎng)概念的出現(xiàn)、突破了每一個(gè)先前建立并得到了廣泛認(rèn)同的概念?，F(xiàn)如今，我們使用的互聯(lián)網(wǎng)由精通密碼學(xué)和路徑規(guī)劃的工程師發(fā)明，最終成為最好用的工具之一。但是物聯(lián)網(wǎng)的結(jié)構(gòu)依象的并不是這種經(jīng)驗(yàn)，更多的是依靠自然而不是傳統(tǒng)固化的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。為了實(shí)現(xiàn)更多技術(shù)上和經(jīng)濟(jì)上的需求，物聯(lián)網(wǎng)必須采用一個(gè)與互聯(lián)網(wǎng)不同的結(jié)構(gòu)。
為什么互聯(lián)網(wǎng)需要新的解決方案
我們現(xiàn)在使用的互聯(lián)網(wǎng)，它最初的作用是連接數(shù)十億的人網(wǎng)設(shè)備。隨著物聯(lián)網(wǎng)浪潮的爆發(fā)，更大量級(jí)的設(shè)備會(huì)被接人網(wǎng)絡(luò)、這對(duì)于原來(lái)的
拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是一個(gè)非常巨大的考驗(yàn)。這些給我們生活帶來(lái)巨大便利的聯(lián)網(wǎng)傳感器所需要的是一種低成本的連接，同時(shí)能夠通過(guò)網(wǎng)絡(luò)隨時(shí)接收來(lái)自中的指令?，F(xiàn)在的網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)明顯不能滿(mǎn)足這樣的需求，而且隨著物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的不斷擴(kuò)大，這種供求之間的矛盾會(huì)越來(lái)越嚴(yán)重。
從某種意義上來(lái)講，物聯(lián)網(wǎng)所觸及的終端產(chǎn)品的廣泛程度和數(shù)量都是極其巨大的，而且這些連接終端的設(shè)備都有一些共同特點(diǎn)：低速、傳輸質(zhì)量不高、非實(shí)時(shí)傳輸。很多時(shí)候信息的傳輸甚至不通過(guò)中，僅是在兩個(gè)相關(guān)設(shè)備之間進(jìn)行，這和傳統(tǒng)的中心化屬絡(luò)結(jié)構(gòu)差異很大。過(guò)去在建設(shè)互聯(lián)網(wǎng)時(shí)，數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)容量總是遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于實(shí)際所需，服務(wù)器和存器等其他方式也是一樣，為的是防止因?yàn)檫B通方式不合理造成網(wǎng)絡(luò)過(guò)載，甚至導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)崩潰，所以必須花費(fèi)大量的時(shí)間和金錢(qián)去維護(hù)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)，不斷升級(jí)和優(yōu)化算力和存儲(chǔ)能力。
但是回歸到物聯(lián)網(wǎng)上，我們會(huì)發(fā)現(xiàn)這些設(shè)備與傳統(tǒng)的互聯(lián)網(wǎng)設(shè)備不同。物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備各種各樣，如溫度感應(yīng)器、節(jié)水閱門(mén)、停車(chē)場(chǎng)的攔截桿家用電器等都可以是物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備。這些設(shè)備里很可能沒(méi)有運(yùn)算器，沒(méi)有內(nèi)存，也沒(méi)有光驅(qū)和其他硬件基礎(chǔ)，但是這種缺失卻沒(méi)有影響它們的正常運(yùn)行。連接它們的網(wǎng)絡(luò)并不需要有很多的資源，只要能夠滿(mǎn)足設(shè)備簡(jiǎn)單的工作性能就可以。如果用現(xiàn)有的互聯(lián)網(wǎng)去連接它們是非常不劃算的，因?yàn)闀?huì)有太多的資源被閑置浪費(fèi)。更多時(shí)候這些在網(wǎng)絡(luò)末端的設(shè)備像是處在一個(gè)自給自足的狀態(tài)，整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的控制、交流也和原來(lái)的互聯(lián)網(wǎng)有著巨大的差異。
此外，物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)的興起，引發(fā)了物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備從數(shù)量到種類(lèi)的急速爆發(fā)。未來(lái)幾年，物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備數(shù)量將會(huì)超過(guò)地球上的總?cè)丝跀?shù)量。我們身邊的許多東西，例如路燈、發(fā)電機(jī)、溫度計(jì)，甚至廚房里的微波爐都會(huì)在同一種范式之下被連接起來(lái)。這種應(yīng)用狀況首先就會(huì)引發(fā)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的管理問(wèn)題。我們以智能手機(jī)和計(jì)算機(jī)為例，在2020年，這兩種設(shè)備大概的擁有量為30億臺(tái)，設(shè)備通過(guò)自己的處理器、內(nèi)存以及人工干預(yù)的方式在傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)中形成了配合，并在尋址方式IPv6的指導(dǎo)下正常運(yùn)行。
但是對(duì)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備來(lái)說(shuō)，每個(gè)人平均會(huì)有10個(gè)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備，也就是說(shuō)，至少有700億個(gè)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備需要接人網(wǎng)絡(luò)，這遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了IPv6的容量所以，為了能夠統(tǒng)一管理物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備，這些設(shè)備需要有自我尋址以及自我歸類(lèi)的能力。
物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備每天發(fā)送大量不同的數(shù)據(jù)信息，但這些信息和傳統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)上的信息不同。傳統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)上流通的信息主要是人類(lèi)與計(jì)算機(jī)交互產(chǎn)生的信息，例如電子郵件以及各類(lèi)消息。而物聯(lián)網(wǎng)信息則主要是機(jī)器與機(jī)器之間傳遞的數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)不會(huì)像人類(lèi)產(chǎn)生的信息那樣，需要大規(guī)模的壓縮和打包才能在網(wǎng)絡(luò)上傳遞。舉例來(lái)說(shuō)，家里的智能溫度計(jì)向中央空調(diào)傳遞數(shù)據(jù)，以決定是否需要給室內(nèi)降溫。這種傳遞可能僅需要幾個(gè)字節(jié)的數(shù)字信息就能完成不同設(shè)備之間的互動(dòng)。
而且這個(gè)數(shù)據(jù)也不會(huì)實(shí)時(shí)傳輸，溫度計(jì)的數(shù)據(jù)可能每小時(shí)オ生產(chǎn)一次，然后發(fā)送給空調(diào)，這大大降低了整個(gè)網(wǎng)絡(luò)里的數(shù)據(jù)量。就算這些終端產(chǎn)生了數(shù)據(jù)，也還會(huì)有終端上層稍微有計(jì)算能力的設(shè)備把各個(gè)來(lái)路的設(shè)備數(shù)據(jù)處理之后，變成有用的信息再次傳遞給它的上層。這意味著在網(wǎng)絡(luò)里有更少但價(jià)值更大的數(shù)據(jù)在流動(dòng)，不管這些產(chǎn)品多么復(fù)雜，它們都不會(huì)產(chǎn)生和現(xiàn)代互聯(lián)網(wǎng)一樣體量的數(shù)據(jù)流動(dòng)。所以，為了減少成本，生產(chǎn)商在設(shè)計(jì)時(shí)就會(huì)使用帶寬非常窄的連接方式來(lái)滿(mǎn)足設(shè)備之間連接的特性。
除了數(shù)據(jù)在數(shù)量上的不同之外，物聯(lián)網(wǎng)與互聯(lián)網(wǎng)在傳輸數(shù)據(jù)質(zhì)量的要求上也不一樣。例如，想象在生活中使用互聯(lián)網(wǎng)的情形，別入發(fā)給你的郵件內(nèi)容只有一半，另一半內(nèi)容不知發(fā)到誰(shuí)的郵箱里。這種情況是無(wú)法忍受的，一方面你的個(gè)人信息遭到泄露，另一方面也可能影響了工作效率。這說(shuō)明互聯(lián)網(wǎng)在數(shù)據(jù)傳輸?shù)倪^(guò)程中要非?？煽骏?，于是有TCPIP（互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議），為的就是能夠使傳輸安全可靠。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，TCP／IP的運(yùn)行原理就是通過(guò)重復(fù)發(fā)送數(shù)據(jù)包來(lái)保證數(shù)據(jù)是完整的。
但這在物聯(lián)網(wǎng)中可能就是錯(cuò)誤的方式。物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備傳送的數(shù)據(jù)量雖然少，但是物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的數(shù)量巨大。如果采用重復(fù)發(fā)送的方式在設(shè)備之間傳遞數(shù)據(jù)來(lái)確保數(shù)據(jù)完整、其對(duì)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的壓力是不可想象的。而且對(duì)于那些功能時(shí)效性不強(qiáng)的設(shè)備、即使要失幾個(gè)數(shù)據(jù)對(duì)其正常運(yùn)行以及人類(lèi)的使用也沒(méi)有太大影響。所以大部分情況下，物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備并不需要使用這種保證數(shù)據(jù)完整的協(xié)議。
物聯(lián)網(wǎng)之所以不需要像互聯(lián)網(wǎng)那樣設(shè)立各種協(xié)議的根本原因在于其設(shè)備都有自己的上層中樞，設(shè)備本身不需要處理器和內(nèi)存。所以，當(dāng)前最好的解決方式就是設(shè)立一張和互聯(lián)網(wǎng)平行的大網(wǎng)，把這些設(shè)備連接到一起發(fā)揮作用、同時(shí)還不需要解決地址問(wèn)題和傳輸數(shù)據(jù)問(wèn)題、這個(gè)大網(wǎng)就是物聯(lián)網(wǎng)。
