云服務在窄帶物聯網中的應用

文/金榮華 曹翔

云服務在窄帶物聯網中的應用

文/金榮華 曹翔

窄帶物聯網是一種新型的物與物之間通信的網絡，具有功耗低、部署靈活等優點，已經在智能制造、交通監控、金融證券等領域得到廣泛應用，許多運營商和廠家開始構建窄帶物聯網數據中心，并布局窄帶物聯網產業。云計算是一種先進的透明計算、分布式存儲、虛擬化技術，其可以采用按需分配方式為用戶提供可共享的存儲、計算空間，便于運行和管理，進一步提高窄帶物聯網的實用水平。

云計算 窄帶物聯網 數據中心 虛擬化

1 引言

傳統物聯網采用的通信技術主要為Wi-Fi和Bluetooth，數據傳輸速率低，耗電量非常大，發送和接收的準確率也非常低，物聯網實現大范圍通信時僅僅可以使用光纖連接，適用于傳統的網絡攝像頭等互聯網終端設備，低容量的傳感器則無法滿足，同時由于功耗較大，也不利于傳感器長時間運行。

目前，基于TD-LTE的4G移動通信技術發展迅速，利用各大運營商鋪設的4G網絡提出了窄帶物聯網的概念，其可以借助TD-LTE廣覆蓋、低功耗、高并發、低成本等優勢特點，實現智能抄表、可穿戴設備、智能溫控、遠程監控、智能制造等功能。許多運營商為了搶占市場和用戶，已經構建了窄帶物聯網運營中心，引入了先進的云計算服務技術，按需為用戶分配存儲、計算空間，實現輕量級、多線程服務，降低數據中心存儲、加工和處理的成本，提高了運行維護效率，保證各個邏輯業務系統運行的獨立性，避免資源浪費和重復性操作。

2 云服務技術

云計算是一種新型存儲、計算服務技術，其可以集成海量傳感器、服務器、交換機、路由器等設備，利用虛擬化、分布式技術擴展物理資源，實現對資源信息的共享和處理。目前，基于云計算的信息服務可以概括為三個類別，分別是基礎設施即服務（IaaS）、平臺即服務（PaaS）和軟件即服務（SaaS），為分布式管理系統的服務提供較大的支撐。基礎設施即服務（IaaS）能夠將存儲器、Web服務器、防火墻服務器、窄帶物聯網通信鏈路、CPU資源等虛擬化，實現對這些硬件基礎設施的物理共享，可以有效地降低窄帶物聯網建設成本，并且不需要占用很大的空間，就可以實現各個業務的獨立性，擴展硬件資源的利用成效，充分發揮云計算的平臺處理效率。平臺即服務（PaaS）可以為窄帶物聯網應用系統提供一個強大的部署平臺，由云服務平臺按需進行分配資源，包括CPU資源、存儲資源和通信資源，提高資源管理和并發利用效率。軟件即服務（SaaS）采用先進的工作流程、系統響應機制開發一個通用的軟件，提升云服務平臺的通用軟件定制能力，按需提供定制服務，分配硬件資源的運行空間。

3 云服務在窄帶物聯網中應用實踐

窄帶物聯網運營中心可以整合各類型的硬件資源，為用戶提供一個友好的服務接口，具體的功能如圖1所示。

圖1：窄帶物聯網云服務架構及處理流程

窄帶物聯網運營中心、內容提供商根據用戶需求，構建一個強大的信息化服務平臺，該平臺可以將各類型的服務器硬件通過光纖網絡連接在一起，整合所有的設備資源，這樣就可以提高服務器硬件的利用率。在服務器虛擬化過程中，首先需要配置一個虛擬化工具，為每一個用戶分配一個賬戶，用戶使用這個賬戶可以登錄系統。系統可以加載云端桌面，此時每一個用戶只需要擁有一個鍵盤、鼠標和一個顯示器，即可通過網絡登錄到服務器。服務器虛擬化過程中，用戶需要構建一個連接中間件，該中間件可以為用戶連接一個資源池，實現網絡通信連接、硬件資源分配、邏輯業務處理等功能，為遠程終端用戶提供強大的數據服務。服務器虛擬化能夠實現用戶認證、通信連接、數據轉發、資源調度，負責虛擬桌面應用功能啟動、負載均衡、分配桌面資源，根據用戶的實際應用軟件需求提供按需服務，用戶只需要根據自身單位的大小購買合適的服務即可完成各類信息化加工。虛擬化服務器最為關鍵的技術是實現應用程序和數據的安全隔離，包括程序和數據自身的安全隔離、用戶與用戶之間的安全隔離，這樣就可以提高硬件資源的利用率，保證CPU、服務器、輸入輸出設備等處于一個高效利用的狀態。

4 結束語

窄帶物聯網是一種新型的互聯網通信技術，其充分利用當前先進的移動4G通信技術構建無線通信網絡，實現了傳感器設備的低功耗、全覆蓋，能夠滿足人們更多的應用需求。基于窄帶物聯網構建的云計算服務中心利用虛擬化技術，實現了物理資源共享、軟件資源按需分配的目標，能夠更好地均衡負載，提高物理資源的利用率。

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作者單位浙江創力電子股份有限公司 浙江省溫州市325025