文/金榮華 曹翔

云服務(wù)在窄帶物聯(lián)網(wǎng)中的應(yīng)用

文/金榮華 曹翔

窄帶物聯(lián)網(wǎng)是一種新型的物與物之間通信的網(wǎng)絡(luò)，具有功耗低、部署靈活等優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)在智能制造、交通監(jiān)控、金融證券等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，許多運(yùn)營(yíng)商和廠家開始構(gòu)建窄帶物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)中心，并布局窄帶物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)。云計(jì)算是一種先進(jìn)的透明計(jì)算、分布式存儲(chǔ)、虛擬化技術(shù)，其可以采用按需分配方式為用戶提供可共享的存儲(chǔ)、計(jì)算空間，便于運(yùn)行和管理，進(jìn)一步提高窄帶物聯(lián)網(wǎng)的實(shí)用水平。

云計(jì)算 窄帶物聯(lián)網(wǎng) 數(shù)據(jù)中心 虛擬化

1 引言

傳統(tǒng)物聯(lián)網(wǎng)采用的通信技術(shù)主要為Wi-Fi和Bluetooth，數(shù)據(jù)傳輸速率低，耗電量非常大，發(fā)送和接收的準(zhǔn)確率也非常低，物聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)大范圍通信時(shí)僅僅可以使用光纖連接，適用于傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)攝像頭等互聯(lián)網(wǎng)終端設(shè)備，低容量的傳感器則無(wú)法滿足，同時(shí)由于功耗較大，也不利于傳感器長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行。

目前，基于TD-LTE的4G移動(dòng)通信技術(shù)發(fā)展迅速，利用各大運(yùn)營(yíng)商鋪設(shè)的4G網(wǎng)絡(luò)提出了窄帶物聯(lián)網(wǎng)的概念，其可以借助TD-LTE廣覆蓋、低功耗、高并發(fā)、低成本等優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)智能抄表、可穿戴設(shè)備、智能溫控、遠(yuǎn)程監(jiān)控、智能制造等功能。許多運(yùn)營(yíng)商為了搶占市場(chǎng)和用戶，已經(jīng)構(gòu)建了窄帶物聯(lián)網(wǎng)運(yùn)營(yíng)中心，引入了先進(jìn)的云計(jì)算服務(wù)技術(shù)，按需為用戶分配存儲(chǔ)、計(jì)算空間，實(shí)現(xiàn)輕量級(jí)、多線程服務(wù)，降低數(shù)據(jù)中心存儲(chǔ)、加工和處理的成本，提高了運(yùn)行維護(hù)效率，保證各個(gè)邏輯業(yè)務(wù)系統(tǒng)運(yùn)行的獨(dú)立性，避免資源浪費(fèi)和重復(fù)性操作。

2 云服務(wù)技術(shù)

云計(jì)算是一種新型存儲(chǔ)、計(jì)算服務(wù)技術(shù)，其可以集成海量傳感器、服務(wù)器、交換機(jī)、路由器等設(shè)備，利用虛擬化、分布式技術(shù)擴(kuò)展物理資源，實(shí)現(xiàn)對(duì)資源信息的共享和處理。目前，基于云計(jì)算的信息服務(wù)可以概括為三個(gè)類別，分別是基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)（IaaS）、平臺(tái)即服務(wù)（PaaS）和軟件即服務(wù)（SaaS），為分布式管理系統(tǒng)的服務(wù)提供較大的支撐?；A(chǔ)設(shè)施即服務(wù)（IaaS）能夠?qū)⒋鎯?chǔ)器、Web服務(wù)器、防火墻服務(wù)器、窄帶物聯(lián)網(wǎng)通信鏈路、CPU資源等虛擬化，實(shí)現(xiàn)對(duì)這些硬件基礎(chǔ)設(shè)施的物理共享，可以有效地降低窄帶物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)成本，并且不需要占用很大的空間，就可以實(shí)現(xiàn)各個(gè)業(yè)務(wù)的獨(dú)立性，擴(kuò)展硬件資源的利用成效，充分發(fā)揮云計(jì)算的平臺(tái)處理效率。平臺(tái)即服務(wù)（PaaS）可以為窄帶物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用系統(tǒng)提供一個(gè)強(qiáng)大的部署平臺(tái)，由云服務(wù)平臺(tái)按需進(jìn)行分配資源，包括CPU資源、存儲(chǔ)資源和通信資源，提高資源管理和并發(fā)利用效率。軟件即服務(wù)（SaaS）采用先進(jìn)的工作流程、系統(tǒng)響應(yīng)機(jī)制開發(fā)一個(gè)通用的軟件，提升云服務(wù)平臺(tái)的通用軟件定制能力，按需提供定制服務(wù)，分配硬件資源的運(yùn)行空間。

3 云服務(wù)在窄帶物聯(lián)網(wǎng)中應(yīng)用實(shí)踐

窄帶物聯(lián)網(wǎng)運(yùn)營(yíng)中心可以整合各類型的硬件資源，為用戶提供一個(gè)友好的服務(wù)接口，具體的功能如圖1所示。

圖1：窄帶物聯(lián)網(wǎng)云服務(wù)架構(gòu)及處理流程

窄帶物聯(lián)網(wǎng)運(yùn)營(yíng)中心、內(nèi)容提供商根據(jù)用戶需求，構(gòu)建一個(gè)強(qiáng)大的信息化服務(wù)平臺(tái)，該平臺(tái)可以將各類型的服務(wù)器硬件通過光纖網(wǎng)絡(luò)連接在一起，整合所有的設(shè)備資源，這樣就可以提高服務(wù)器硬件的利用率。在服務(wù)器虛擬化過程中，首先需要配置一個(gè)虛擬化工具，為每一個(gè)用戶分配一個(gè)賬戶，用戶使用這個(gè)賬戶可以登錄系統(tǒng)。系統(tǒng)可以加載云端桌面，此時(shí)每一個(gè)用戶只需要擁有一個(gè)鍵盤、鼠標(biāo)和一個(gè)顯示器，即可通過網(wǎng)絡(luò)登錄到服務(wù)器。服務(wù)器虛擬化過程中，用戶需要構(gòu)建一個(gè)連接中間件，該中間件可以為用戶連接一個(gè)資源池，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)通信連接、硬件資源分配、邏輯業(yè)務(wù)處理等功能，為遠(yuǎn)程終端用戶提供強(qiáng)大的數(shù)據(jù)服務(wù)。服務(wù)器虛擬化能夠?qū)崿F(xiàn)用戶認(rèn)證、通信連接、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)、資源調(diào)度，負(fù)責(zé)虛擬桌面應(yīng)用功能啟動(dòng)、負(fù)載均衡、分配桌面資源，根據(jù)用戶的實(shí)際應(yīng)用軟件需求提供按需服務(wù)，用戶只需要根據(jù)自身單位的大小購(gòu)買合適的服務(wù)即可完成各類信息化加工。虛擬化服務(wù)器最為關(guān)鍵的技術(shù)是實(shí)現(xiàn)應(yīng)用程序和數(shù)據(jù)的安全隔離，包括程序和數(shù)據(jù)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(wù)器、輸入輸出設(shè)備等處于一個(gè)高效利用的狀態(tài)。

4 結(jié)束語(yǔ)

窄帶物聯(lián)網(wǎng)是一種新型的互聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)，其充分利用當(dāng)前先進(jìn)的移動(dòng)4G通信技術(shù)構(gòu)建無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)了傳感器設(shè)備的低功耗、全覆蓋，能夠滿足人們更多的應(yīng)用需求?；谡瓗锫?lián)網(wǎng)構(gòu)建的云計(jì)算服務(wù)中心利用虛擬化技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了物理資源共享、軟件資源按需分配的目標(biāo)，能夠更好地均衡負(fù)載，提高物理資源的利用率。

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作者單位浙江創(chuàng)力電子股份有限公司 浙江省溫州市325025