物聯網對計算機通信網絡的影響研究

張 濤，趙 亮

（中國石油天然氣股份有限公司長慶油田通信處，西安 710021）

0 引言

網絡技術的迅猛發展給人們的生活和生產帶來了極大的便捷，特別是伴隨著互聯網的發展，人和物、人和人以及物和物間的距離被逐漸拉近。物聯網，作為互聯網技術發展中的重要產物，其不斷發展也給計算機通信網絡帶來了較大的影響，不但推動著計算機通信網絡應用方式的多樣化，應用范圍的廣泛化，同時還在較大程度上促進了計算機通信網絡業務數量的提升，確保了計算機網絡系統運行的穩定和安全。故而，對物聯網技術給計算機通信網絡所帶來的影響進行深入的分析和探討，對促進計算機通信網絡發展具有重要的現實意義和價值。

1 物聯網的含義和特征

物聯網指的是基于國際標準通信協議，能夠使信息和數據實現交換及通信，同時有助于實現通信網絡智能化、自動化的網絡體系。簡單而言，物聯網即是可以讓物物實現連接的網絡［1］。

物聯網的特征主要包括以下幾個方面。首先，物聯網能夠對各類物體信息進行整體感知。物聯網可以感知事物的變化形式和屬性狀態，同時采用某種形式將其呈現出來。例如，物聯網可以利用智能傳感器、二維碼以及射頻識別技術等感知設備對各類物體的信息進行獲取。其次，物聯網可以確保信息接收、傳輸以及發送過程的安全和可靠性，同時使前面所感知的信息由一端向另一端進行傳送。物聯網和無線網、互聯網的融合，能夠使物體信息實現實時、精準的傳輸。最后，物聯網可以通過各類智能技術，實現對信息的感知和數據的傳輸，并對其加以智能化分析、處理與檢測［2］。

2 物聯網的整體架構

當前，我國的物聯網相關應用和研究依然處于發展初期，未能構建較為成熟的應用技術標準，也未創建出統一的架構系統。結合中國移動所提出的相關理論及學者對其所做出的總結和歸納，認為物聯網整體架構可分為3 個部分，即感知層、網絡層和應用層［3］，具體如圖1 所示。

由此可見，物聯網基于移動網絡，并在此基礎上增加了與物聯網技術較為適宜的感知層與應用層，進而構建出三層整體架構。

2.1 感知層

圖1 物聯網的三層架構

物聯網當中的感知層，不但能由傳感器網絡構成，還能夠由具有通信能力的機器對機器（Machine-To-Machine，M2M）終端構成。就終端設備而言，其主要由傳感器、通信終端以及RFID 讀寫器等構成。而就傳感器網絡來看，則是由具有相同功能的傳感器網絡節點構成，使信息利用傳感器網絡網關實現傳輸。換句話說，當感知層當中的傳感器對信息感知后，會通過網絡層和通信網絡網關加以傳輸。在此過程當中，由于終端節點和感知節點處在一種沒有監管的情況下，很容易遭受非法侵入，因此應該通過認證技術，確保物聯網終端節點可以更為安全地對信息進行傳輸。

2.2 網絡層

就網絡層而言，不但要對通信網絡架構進行考慮，同時還應該結合物聯網相關的技術標準對當前的網絡架構進行調整，從而構建全新的網絡層。就構成來看，網絡層不但包含核心網、接入網，還包括承載網以及物聯網管理中心。而與網絡層相連接的網絡則具有多種類型，不論是無線局域網（Wireless Local Area Network，WLAN）、全球移動通信系統（Global System for Mobile Communications，GSM)/通用分組無線服務技術（General Packet Radio Service，GPRS），還是無源光纖網絡（Passive Optical Network，PON）、時分同步碼分多址-3G 的國產標準（Time Division-Synchronous Code Division Multiple Access，TD-SCDMA）、時分長期演進技術-移動4G 網絡（Time Division-Long Term Evolution，TD-LTE）等，都能夠與網絡層相連。就物聯網管理中心來看，其具有核心控制的作用，可以從多個方面對物聯網應用加以管理和操作，既包含費用計算、找尋地址等，還可以為和物聯網連接的上游提供據具有較強適用性的應用接口，同時向下游的應用設備和應用網關進行相應的信息傳輸［4］。

2.3 應用層

應用層主要包括對物聯網技術進行支撐的應用子層和對信息加以處理的應用子層兩個部分。就處理信息的應用子層來看，其可以向物聯網提供各種通用且基礎性的計算數據和處理信息等方面的服務。而物聯網基于此應用子層，則可以與更多的領域相適應。當前，伴隨物聯網應用層技術的迅速發展，其在智能建筑、智能家居、道路交通和生態農業等諸多領域都得到了廣泛的應用。同時，借助通信技術的支撐，應用層還可以達到和網絡層間的統一和對接。

3 物聯網對計算機通信網絡的影響

3.1 感知層對計算機通信網絡帶來的影響

在物聯網當中，感知層是最為基礎的層級，是物聯網作用得以有效發揮的支撐，更是網絡技術中的核心和進行信息采集的關鍵部分。通過對網絡設備和技術的運用，感知層能夠對網絡所覆蓋范圍的信息加以獲取與探索，同時利用傳輸層將所獲得的信息傳遞給應用層。而網絡覆蓋范圍中的信息并非單純的數據信息或圖像信息，感知層需通過網關將網絡配置與信息進行連接，進而對信息進行傳遞。因此，在網絡連接當中，網關具有不可忽視的作用，通過網關可以使傳感器在對信息感知后，通過有關算法深入地分析信息。

3.2 傳輸層對計算機通信網絡的影響

在通信網絡中，傳輸層主要是將感知層和通信網連接起來。傳統的通信網絡中，互聯網功能需借助對分散通信節點的統一管理得以實現。然而，伴隨物聯網技術的出現和發展，通信節點呈現出較強獨立性和私密性的特征。為了更好地滿足物聯網的發展需求，傳輸層不但要使以往的信息傳輸與模擬信息的傳遞作用得到延續，同時還要與互聯網相融合，進而構建人和物、物和物間的聯系。當物聯網處在運行狀態時，會對運行空間提出更高的要求，而由于其本身具有獨立性與復雜性，故而在不同程度上會給通信網絡帶來影響。因為計算機個體處于一種分散的狀態，因此只有構建計算機網絡才可以將計算機個體進行有效的連接，從而實現對計算機的集中管理，使其所具有的集群效應得到充分發揮，提高工作效率。為了實現這一目標，就要對不同的通信節點加以嚴格的管控。然而就目前的狀況而言，物聯網技術和通信技術間具有較大的差異，這直接造成整體網絡面臨著較大的運行壓力，而相應地增加了對計算機進行集中管控的困難［5］。

3.3 應用層對計算機網絡帶來的影響

在物聯網運行的過程中，要通過應用層處理和加工信息，使處理和加工后的信息為物聯網終端用戶提供相應的依據與參考，進而提供智能與人性化的服務。為此，應用層需對設備進行不斷的優化，推動不同網絡彼此融合，進而滿足用戶的多樣化需求，讓應用層在物聯網技術的發展當中提供強有力的支撐。然而，因為應用層功能及其特點方面所具有的局限性，使傳統通信網絡受到了一定程度的制約，進而使通信網絡的發展受到影響。加上物聯網技術所要求上的獨立性，增加了通信網絡的壓力。作為物聯網運行的關鍵所在，應用層能夠讓物和物間構建聯系，進而達成對物的管控，突破時間和區域的限制實現對信息的操作。而要促進物聯網產業的不斷發展，就一定要對相關產業與行業市場加以整合，進而在云計算通信網絡平臺當中，搭建起物和物之間的信息交流，創設出物聯網得以發展的良好環境。由此，不但能夠使物聯網所具有的獨立性和通信網絡協調性間所具有的沖突得到良好解決，還能夠提升物聯網運行效率的，提高物聯網的適用性［6］。

4 結語

網絡的發展不但給人們的工作和生活帶來了極大的便捷，同時加快了信息傳播的速度，加強了信息交流，提升了工作效率，使數據更加系統化。物聯網是一種新興技術，利用物聯網可以使眾多的信息得以共享，進而極大地推動了社會經濟的發展。盡管當前我國物聯網技術仍然處在發展中，還不夠完善，但伴隨物聯網的不斷發展，其將給計算機通信網絡帶來更大的影響，使通信網絡的傳輸效率得到更為有效的提升。隨著物聯網技術的不斷成熟，其在計算機通信網絡和各個領域中必然會得到更為廣泛的應用，發揮更為顯著的作用。