物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)層的關(guān)鍵技術(shù)是什么

如果說感知層是物聯(lián)網(wǎng)的“感覺器官”，那么網(wǎng)絡(luò)層就是物聯(lián)網(wǎng)的“大腦”。物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)層中存在著各種“神經(jīng)中樞”，用于信息的傳輸、處理以及利用等。通訊網(wǎng)絡(luò)、信息中心、融合網(wǎng)絡(luò)、網(wǎng)絡(luò)管理中心等共同構(gòu)成了物聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)層。

要實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)層的數(shù)據(jù)傳輸，可以利用多種形式的網(wǎng)絡(luò)類型，比如人們既可以利用小型局域網(wǎng)、家庭網(wǎng)絡(luò)、企業(yè)內(nèi)部專網(wǎng)等各類專網(wǎng)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，也可以利用互聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)通訊網(wǎng)等大型公共網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行信息傳輸。事實(shí)上，如果能將電視網(wǎng)絡(luò)和互聯(lián)網(wǎng)相互融合，那么這兩種網(wǎng)絡(luò)融合后的有線電視網(wǎng)也可以成為物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)層的一部分，這種網(wǎng)絡(luò)能與其他網(wǎng)絡(luò)配合，共同承擔(dān)起物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)層的多種功能。隨著多種應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)的融合，物聯(lián)網(wǎng)的進(jìn)程將會(huì)不斷加快。

物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)層具有多種關(guān)鍵性技術(shù)，比如互聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)通信網(wǎng)以及無線傳感器網(wǎng)絡(luò)。

物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)層的關(guān)鍵技術(shù)是什么

（1）互聯(lián)網(wǎng)

互聯(lián)網(wǎng)幾乎包含了人類的所有信息，是人類信息資源的匯總，人們常說的因特網(wǎng)就是互聯(lián)網(wǎng)的狹義稱謂。在相關(guān)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的約束下，通過互聯(lián)網(wǎng)相連的網(wǎng)絡(luò)將海量的信息匯總、整理和存儲(chǔ)，實(shí)現(xiàn)信息資源的有效利用和共享，這其實(shí)就是互聯(lián)網(wǎng)最主要的功能。互聯(lián)網(wǎng)是由眾多的子網(wǎng)連接而成，它是一個(gè)邏輯性網(wǎng)絡(luò)，而每一個(gè)子網(wǎng)中都有一些主機(jī)，這些主機(jī)主要是由計(jì)算機(jī)構(gòu)成，它們相互連接，共同控制著自己區(qū)域的子網(wǎng)?；ヂ?lián)網(wǎng)中存在兩類最高層域名，分別是地理性域名和機(jī)構(gòu)性域名，其中，機(jī)構(gòu)性域名的數(shù)量有14個(gè)。

“客戶機(jī)+服務(wù)器”模式是互聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)工作模式，在TCP/IP的約束下，如果一臺(tái)計(jì)算機(jī)可以和互聯(lián)網(wǎng)連接并相互通信，那么這臺(tái)計(jì)算機(jī)就成了互聯(lián)網(wǎng)的一部分。這種不受自身類型和操作系統(tǒng)限制的聯(lián)網(wǎng)形式，使互聯(lián)網(wǎng)的覆蓋范圍十分廣大。從某種意義上來說，在互聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)上加以延伸便可形成物聯(lián)網(wǎng)。

擁有豐富信息資源的互聯(lián)網(wǎng)，一方面可以方便人們獲取各種有用信息，讓人們的生產(chǎn)、生活變得更加高效;另一方面可以讓人們享受互聯(lián)網(wǎng)所提供的優(yōu)質(zhì)服務(wù)，從而提高人們的生活水平。

具體來說，互聯(lián)網(wǎng)可以為人們提供以下幾種服務(wù)：

第一，高級(jí)瀏覽服務(wù)。利用網(wǎng)頁搜索，我們可以搜尋、檢索并利用各種網(wǎng)絡(luò)信息，同時(shí)，我們也可以將自己的信息以及外界環(huán)境信息等，通過網(wǎng)頁編輯，發(fā)布到互聯(lián)網(wǎng)上與他人共享。利用互聯(lián)網(wǎng)的高級(jí)瀏覽服務(wù)，我們不僅能進(jìn)行非實(shí)時(shí)信息交流，還能進(jìn)行實(shí)時(shí)信息交流。

第二，電子郵件服務(wù)。電子郵件服務(wù)是最流行的網(wǎng)絡(luò)通訊工具，可以幫助人們?cè)谌魏螘r(shí)間、任何地點(diǎn)實(shí)現(xiàn)與朋友、親人之間的互動(dòng)交流。

第三，遠(yuǎn)程登錄服務(wù)。利用這種服務(wù)，人們可以遠(yuǎn)距離操作其他計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。通過遠(yuǎn)程登錄服務(wù)，將本地計(jì)算機(jī)與遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)連接起來，實(shí)現(xiàn)通過操作本地計(jì)算機(jī)控制遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的目的。

第四，文件傳輸服務(wù)。最早的互聯(lián)網(wǎng)文件傳輸程序是FTP，人們利用遠(yuǎn)程登錄服務(wù)先登錄到互聯(lián)網(wǎng)的一臺(tái)遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)上，然后再利用FTP文件傳輸程序?qū)⑿畔⑽募鬏數(shù)竭h(yuǎn)程計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中。同樣，我們也可以從遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中下載文件。

互聯(lián)網(wǎng)是物聯(lián)網(wǎng)最主要的信息傳輸網(wǎng)絡(luò)之一，要實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)，就需要互聯(lián)網(wǎng)適應(yīng)更大的數(shù)據(jù)量，提供更多的終端。而要滿足一些要求，就必須從技術(shù)上進(jìn)行突破。目前，IPv6技術(shù)是攻克這種難題的關(guān)鍵技術(shù)，這是因?yàn)?，IPv6擁有接近無限的地址空間，可以存儲(chǔ)和傳輸海量的數(shù)據(jù)。利用互聯(lián)網(wǎng)的IPv6技術(shù)，不僅可以為人提供服務(wù)，還能為所有硬件設(shè)備提供服務(wù)。

（2）移動(dòng)通信網(wǎng)

移動(dòng)物體之間、移動(dòng)物體與靜態(tài)物體之間的通信需要利用移動(dòng)通信網(wǎng)得以實(shí)現(xiàn)。移動(dòng)通信有兩種方式，分別是有線通信和無線通信，在這兩種方式的作用下，人們可以享受到語音通話、圖片傳輸?shù)确?wù)。

核心網(wǎng)、骨干網(wǎng)以及無線接入網(wǎng)共同構(gòu)成了移動(dòng)通信網(wǎng)，其中，無線接入網(wǎng)的主要作用是連接移動(dòng)通信網(wǎng)和移動(dòng)終端，而利用核心網(wǎng)和骨干網(wǎng)可以實(shí)現(xiàn)信息的互交和傳遞。由此可見，移動(dòng)通信網(wǎng)的基礎(chǔ)技術(shù)包括兩類：一類是信息互交技術(shù)，另一類是信息傳遞技術(shù)。

移動(dòng)通信網(wǎng)可以實(shí)現(xiàn)任何形式的傳播，因此它具有開放性;移動(dòng)通信網(wǎng)可以在多種復(fù)雜環(huán)境下進(jìn)行工作，因此它又具有復(fù)雜性。另外，移動(dòng)通信網(wǎng)還具有隨機(jī)移動(dòng)性。

①移動(dòng)性。要實(shí)現(xiàn)移動(dòng)通信，需利用無線方式進(jìn)行傳輸，或者利用有線與無線相結(jié)合的方式。

②電磁波傳輸條件復(fù)雜。移動(dòng)物體所處環(huán)境的復(fù)雜性決定了電磁波傳輸條件的復(fù)雜性，在傳播的過程中，電池波會(huì)因?yàn)榉瓷?、折射、繞射等物理特性，產(chǎn)生信息延遲、多徑干擾等問題。

③系統(tǒng)與網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)復(fù)雜。移動(dòng)通信網(wǎng)的用戶有很多，要實(shí)現(xiàn)他們之間的相互通信，需要一個(gè)既能相互協(xié)調(diào)，又不會(huì)互相干擾的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。這個(gè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)需要與數(shù)據(jù)網(wǎng)、衛(wèi)星通信網(wǎng)以及局域網(wǎng)互聯(lián)，因此具有網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)復(fù)雜性。

④具備高利用率的頻帶和高性能的設(shè)備。WiMAX、WiFi以及3G等接入技術(shù)是移動(dòng)通信網(wǎng)的主要技術(shù)，其中，WiMAX的英文全稱是Worldwide Interoperability for Microwave Access，即全球微波互聯(lián)接入，是一種無線信息傳播術(shù)。WiMAX可接收的波段包括微波、毫米波，信號(hào)傳輸范圍為半徑50千米內(nèi)，常用于偏遠(yuǎn)地區(qū)的無線連接。WiFi的英文全稱是Wireless Fidelity，即無線保真技術(shù)。其組成部分包括無線網(wǎng)卡和AP接入點(diǎn)等，可實(shí)現(xiàn)多種無線設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)連接。3G是一種集合了多種信息系統(tǒng)的蜂窩式移動(dòng)通訊技術(shù)。

和互聯(lián)網(wǎng)相同，物聯(lián)網(wǎng)不僅需要有線的信息連接方式，也需要無線的信息連接方式。多種形式的連接方式可以幫助物聯(lián)網(wǎng)高效且方便地傳輸和交互數(shù)據(jù)信息，實(shí)現(xiàn)信息的采集和共享。

（3）無線傳感器網(wǎng)絡(luò)

無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的英文簡稱是WSN，即在眾多傳感器之間建立一種無線自組織網(wǎng)絡(luò)，并利用這種無線自組織網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)這些傳感器之間的信息傳輸。在這個(gè)傳輸過程中，無線傳輸網(wǎng)絡(luò)會(huì)對(duì)傳感器所采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總。該技術(shù)可以使區(qū)域內(nèi)物品的物理信息和周圍環(huán)境信息全部以數(shù)據(jù)的形式存儲(chǔ)在無線傳感器中，有利于人們對(duì)目標(biāo)物品和任務(wù)環(huán)境進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)控，也有利于分析和處理有關(guān)信息，對(duì)物品進(jìn)行有效的管理。

無線傳感器網(wǎng)絡(luò)包含了多種技術(shù)，其中包括現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、無線通信技術(shù)、嵌入式計(jì)算技術(shù)、分布式信息處理技術(shù)以及傳感器技術(shù)等。網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)（匯聚節(jié)點(diǎn)）、傳輸網(wǎng)絡(luò)、傳感器節(jié)點(diǎn)和遠(yuǎn)程監(jiān)控共同構(gòu)成了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)，它兼顧了無線通訊、信息監(jiān)控、事務(wù)控制等功能，具有以下幾個(gè)特點(diǎn)：

①網(wǎng)絡(luò)規(guī)模較大，遍布各種地理環(huán)境，通過無數(shù)的傳感器覆蓋全球;

②網(wǎng)絡(luò)呈現(xiàn)動(dòng)態(tài)變化，其結(jié)構(gòu)為網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu);

③網(wǎng)絡(luò)的核心是數(shù)據(jù)，一切工作行為都以數(shù)據(jù)為中心;

④網(wǎng)絡(luò)具有自動(dòng)組織性能;

⑤網(wǎng)絡(luò)具有應(yīng)用相關(guān)性;

⑥網(wǎng)絡(luò)較公開，安全性較低;

⑦傳感器節(jié)點(diǎn)性能有限，有待進(jìn)一步開發(fā)。

物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)層在互聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)通信網(wǎng)以及無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的相互配合下，完成了主要的層級(jí)功能，為構(gòu)建物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)提供了技術(shù)參考和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，加快了物聯(lián)網(wǎng)的全球化進(jìn)程。