问题16:如何在物联网体系结构的研究中借鉴成熟的计算机网络研究方法?
回答这个问题需要从两个层面(即哲学层面与技术层面)入手。
1.从哲学层面思考
每位成功的管理者都有一个经验—“用简单的方法去处理复杂问题”。对于一个复杂的大系统的设计,我们也要采用“化整为零,分而治之”的“分层结构”思想,这也是计算机网络获得巨大成功的秘诀所在。
虽然我们对互联网很熟悉,但是我们对以下问题却无法掌控:
● 互联网是由多少个局域网、城域网与广域网,通过什么样的结构互联而成的?
● 互联网有多少个网站,有多少台服务器,能够提供多少种服务?
● 互联网有多少个用户,有多少个、多少类用户终端设备?
● 用户什么时候访问哪种服务?
尽管这些问题并没有准确答案,但互联网仍然在正常地为世界各地的用户提供服务,这也证明了互联网设计思想的正确性,还证明了支撑互联网组建、发展、运行、管理的重要基础—计算机网络体系结构理论的正确性。
计算机网络体系结构理论与研究方法可以归纳为以下几点:
● 一个功能完备的计算机网络需要有一套复杂的协议集。
● 对于结构复杂的网络协议来说,最好的组织方式是层次结构模型。
● 将网络层次结构模型与各层协议的集合定义为计算机网络体系结构。
● 网络体系结构对计算机网络应该实现的功能进行精确的定义,体系结构是抽象的。
● 计算机网络的功能是用硬件与软件完成的。
2.从技术层面思考
国际标准化组织(ISO)在1974年发布了著名的ISO/IEC 7498标准,它定义了网络互连的7层框架,即OSI参考模型。图2-3给出了OSI参考模型结构示意图。OSI参考模型看似简单,简直无法与现实存在的、结构复杂的互联网关联起来,但是所有从事计算机网络研究的技术人员在从事技术研究,或者是开展应用研究时,都是依据OSI参考模型结构的设计思想,去认识结构复杂的实际网络系统的。计算机网络体系结构的研究方法与OSI参考模型结构是从事网络研究的理论基础。
图2-3 OSI参考模型结构示意图
有经验的计算机网络研究人员都有一个共识:OSI参考模型不难理解,但是能不能正确理解与应用,则是判断一个人对计算机网络理论与技术掌握程度的重要标志。我们头脑中总是有一个网络层次结构模型,当出现任何网络问题时,我们首先是将它放到层次结构中的某个层次中去思考,研究该层的共性要求,以及它与相邻层的关系。这样,无论问题多复杂,我们都能将它化解为一个个简单的问题去把握和解决。
我们在研究物联网体系结构时,完全可以借鉴成熟的计算机网络体系结构理论与研究方法。那么,研究物联网体系结构的基本思路与方法同样可以归纳为以下几点:
● 为了实现物联网应用系统的功能,需要制定一整套复杂的物联网网络协议集。
● 物联网网络协议的组织采用层次结构模型。
● 物联网的网络层次结构模型与各层协议的集合构成了物联网的体系结构。
● 物联网体系结构是抽象的,而实现是指能够运行的硬件和软件。
因此,研究物联网体系结构首先要研究物联网的网络层次结构;根据网络层次结构研究,制定各层的通信协议;物联网的网络层次结构模型与各层协议的集合构成了物联网的体系结构。