網(wǎng)絡(luò)設(shè)計會因為物聯(lián)網(wǎng)而做出改變嗎

物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展將推動標(biāo)準(zhǔn)化，并向邊緣計算邁進，但還有一些問題仍然沒有解決。

早在2014年，調(diào)研機構(gòu)Gartner公司的調(diào)查報告表明，物聯(lián)網(wǎng)將對數(shù)據(jù)中心構(gòu)成七大挑戰(zhàn)：龐大的數(shù)據(jù)量、服務(wù)器技術(shù)、數(shù)據(jù)安全、數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)、消費者隱私、對更高可用性的需求，以及更高的數(shù)據(jù)處理要求。

現(xiàn)在，物聯(lián)網(wǎng)的影響在數(shù)據(jù)中心和網(wǎng)絡(luò)中變得更加突出。Gartner公司的一些預(yù)測是正確的，但人們對它們?nèi)绾伟l(fā)揮作用有了更好的認識。

延遲和可靠性

無論是自動駕駛汽車還是工業(yè)4.0，在永遠在線并且無處不在的網(wǎng)絡(luò)連接世界中，延遲和可靠性這兩個問題如影隨形，并在很大程度上推動未來幾年網(wǎng)絡(luò)設(shè)計中人們可能看到的變化。

如果業(yè)界廠商要實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)的承諾，則必須提高實時支持更多機器到機器（M2M）通信的能力。例如在自動駕駛車輛的應(yīng)用中，延遲要求大約為幾毫秒。國際移動技術(shù)協(xié)會GSMA已經(jīng)指出5G的延遲應(yīng)該是1毫秒，這比4G目前的50毫秒要快50倍。

滿足這些要求，企業(yè)需要徹底重新思考在整個網(wǎng)絡(luò)中部署資產(chǎn)的方式和位置。例如，使用傳統(tǒng)的星型網(wǎng)絡(luò)設(shè)計路由和備份數(shù)據(jù)，將會變得越來越不可行。大量的流量和延遲需求很容易讓南北向數(shù)據(jù)流不堪重負。因此，拓撲結(jié)構(gòu)正在重新設(shè)計，以提供更多的東西向網(wǎng)絡(luò)連接。

鏈路可靠性與延遲同樣重要。這將涉及多個故障轉(zhuǎn)移，無論數(shù)據(jù)在何處傳輸。例如，對于車輛引導(dǎo)，收集、處理和存儲信息的工作可以在各種微型數(shù)據(jù)中心和智能城市道路設(shè)施之間共享。

計算/存儲容量轉(zhuǎn)移到邊緣

當(dāng)人們需要更快的數(shù)據(jù)傳輸時，通常會增加帶寬。其最終結(jié)果是，即使采用光纖，也會遇到帶寬不足的問題。鑒于物聯(lián)網(wǎng)的數(shù)據(jù)量越來越多，這種情況將會更早出現(xiàn)。

因此，越來越多的物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)通過SoC（片上系統(tǒng)）在設(shè)備上進行處理，并存儲在網(wǎng)絡(luò)邊緣?；蛘?，物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備可以直接將原始數(shù)據(jù)發(fā)送到網(wǎng)絡(luò)邊緣的計算/存儲資產(chǎn)進行處理和存儲。在任何一種情況下，這都允許網(wǎng)絡(luò)運營商增加設(shè)備和計算/存儲位置之間的鏈路容量。

支持所有這些邊緣節(jié)點意味著部署更多的網(wǎng)格類型設(shè)計，以滿足所需的故障轉(zhuǎn)移可靠性和延遲要求。每個節(jié)點都需要多個服務(wù)交付點和并行的點對點連接，這意味著需要更多的光纖。另一方面，這種設(shè)計的一個好處是減少回程網(wǎng)絡(luò)上的流量，因為只需要將數(shù)據(jù)回傳到數(shù)據(jù)中心即可。

標(biāo)準(zhǔn)化以推動發(fā)展

機器到機器（M2M）通信需要高度自動化的服務(wù)交付和資源分配，這為網(wǎng)絡(luò)安全、API安全和身份管理帶來了挑戰(zhàn)。像IEEE和OpenFog聯(lián)合會等組織正致力于在沒有人為干預(yù)的情況下自動驗證網(wǎng)絡(luò)上每個節(jié)點的標(biāo)準(zhǔn)。為了在與供應(yīng)商無關(guān)的網(wǎng)絡(luò)中有效使用，這些解決方案必須集成到所有傳感器、設(shè)備和其他物聯(lián)網(wǎng)硬件中。這將要求原始設(shè)備制造商（OEM）提供支持。

標(biāo)準(zhǔn)化的需求也推動了基礎(chǔ)設(shè)施的變革。例如，5G網(wǎng)絡(luò)的近期目標(biāo)是啟用虛擬網(wǎng)絡(luò)切片。將基礎(chǔ)設(shè)施劃分為獨立的虛擬網(wǎng)絡(luò)使運營商能夠在控制平臺上方創(chuàng)建獨立的標(biāo)準(zhǔn)化層，從而可以提供專有的增值服務(wù)。面臨的一個主要挑戰(zhàn)是確定流量的優(yōu)先級和路由，以確保任何特定于運營商的服務(wù)在每個其他提供商網(wǎng)絡(luò)上的相同服務(wù)等級協(xié)議（SLA）內(nèi)運行。

其挑戰(zhàn)不僅僅是帶寬，使用波分復(fù)用（WDM）或相干傳輸?shù)燃夹g(shù)可以創(chuàng)建足夠的帶寬，但它還需要標(biāo)準(zhǔn)化部分提供商的基礎(chǔ)設(shè)施以支持虛擬網(wǎng)絡(luò)切片。這種類型的標(biāo)準(zhǔn)化最終將導(dǎo)致現(xiàn)成的模塊化網(wǎng)絡(luò)組件的開發(fā)，這些組件可用于顯著減少維護網(wǎng)絡(luò)的時間和成本，并減少平均修復(fù)時間。

更清晰但有更多的問題

人們很可能需要幾年時間才能看到這種大規(guī)模的物聯(lián)網(wǎng)部署，這些部署將會帶來所提到的變化。但隨著部分部署開始落實，變化的速度將會加快。就時間安排而言，物聯(lián)網(wǎng)在工業(yè)應(yīng)用已經(jīng)開始出現(xiàn)，并且將根據(jù)其投資回報率的能力而逐步引入。

由于擁有更多基于邊緣的處理、存儲和交付系統(tǒng)的經(jīng)驗，服務(wù)提供商可能會領(lǐng)先一步。雖然他們在接入網(wǎng)絡(luò)上的大部分投資都是在優(yōu)化其無線電網(wǎng)絡(luò)（xRAN），但目前尚不清楚可以轉(zhuǎn)移多少技術(shù)和知識來支持物聯(lián)網(wǎng)生態(tài)系統(tǒng)。盡管人們自2014年以來對物聯(lián)網(wǎng)越來越了解，但仍有許多有待解決的問題。

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