无线传感器网络虚拟化

无线传感器网络虚拟化

阿里・卡西夫・巴希尔*
A高级网络架构实验室，信息科学与技术研究生院，大阪大学，日本
*通讯作者：Ali Kashif Bashir，高级网络架构实验室，信息科学与技术研究生院，大阪大学
565‐0871，日本，电话：+81668794542；传真：+81668794544；电子邮件：ali‐b@ist.osaka‐u.ac.jp
收稿日期：2015年8月26日，录用日期：2015年8月27日，出版日期：2015年8月31日
版权: ©2015 巴希尔・阿克，本文是依据知识共享署名许可协议条款发布的开放获取文章，允许在任何媒介中不受限制地使用、传播和复制，只要注明原作者和来源。

社论

物联网（IoT）被认为是下一次技术革命之一，它能够实现各种物体之间的通信。作为物联网基本组成单元的无线传感器网络（WSNs），可以帮助用户（人类或机器）与现实世界事件进行交互和响应。无线传感器网络节点具备感知、通信和计算能力，并且正变得越来越强大。尽管具有诸多优势，但无线传感器网络存在一个明显的缺点：它们是领域专用和任务导向的，这意味着它们被设计用于服务某个特定应用，而无法轻易地被重新用于其他应用。这导致在同一区域为多个类似应用重复部署无线传感器网络基础设施。例如，在军事环境中，用于温度监测的无线传感器网络基础设施可能与用于监测敌方移动的基础设施不同。此类重复部署增加了基础设施成本。基于物联网的理念，未来的无线传感器网络部署应能同时支持多个应用程序。

虚拟化是一个成熟的概念，允许多个应用程序在单一物理基础设施上并发运行。它将实际的物理计算资源抽象为逻辑单元。虚拟化是实现未来互联网的关键技术，广泛应用于数据中心/云中。在无线传感器网络（WSN）中采用虚拟化，可以实现部署的高效利用，因为多个应用程序可以共存于一个虚拟化无线传感器网络上。它还可以在单个物理无线传感器网络之上创建多个逻辑无线传感器网络，其中物理无线传感器网络被称为虚拟化，而逻辑网络则称为虚拟的。虚拟化消除了无线传感器网络服务/应用程序与无线传感器网络部署之间的紧密耦合。这将为有经验以及新手应用开发者提供平等的机会，在现有部署上开发创新的应用程序。

虚拟化的另一个优势在于，它通过引入许多新的商业实体（如物理无线传感器网络提供商、虚拟网络提供商、虚拟网络运营商和服务提供商）来帮助定义商业模式。此类扩展将促进无线传感器网络技术的商业化并增加收入。

要理解这种无线传感器网络虚拟化，可以考虑由灾害管理机构部署的一个无线传感器网络基础设施，用于监测某座山的火山活动。无需为另一个应用单独部署新的无线传感器网络，例如，地方城市管理用于监测山体滑坡，或野生动物部门用于监测动物活动，现有的无线传感器网络基础设施可以被完全或部分虚拟化，以适应新的应用。无线传感器网络虚拟化的概念已应用于多个有趣的领域。例如，移动群智感知通过参与式和机会式感知利用这些传感器的虚拟化。文中提出了感知即服务（SaaS）模型以及相应的用例场景。通过成本高效的利用已部署的传感器，无线传感器网络虚拟化有助于实现SaaS模型。

虚拟化可以从两个方面进行讨论：节点级虚拟化和网络级虚拟化。前者允许多个应用程序在单个传感器节点上并发执行任务，从而使传感器节点具备多用途特性。 给出了节点级虚拟化的基本概念。网络级虚拟化是一个较为宽泛的术语，因为一个网络可以通过多种方式进行虚拟化。一般来说，虚拟无线传感器网络（VWSN）是底层无线传感器网络的一个逻辑子集，部署用于特定应用以运行其协议。给出了VWSN的一个简单示意图，其中单个VSWN被虚拟化为两个虚拟无线传感器网络。然而，在网络级虚拟化下，一个应用程序也可以将其VSWN部署在多个无线传感器网络之上。
无线传感器网络虚拟化是一个新兴研究领域。随着其商业模型的预期扩展，我们预计应用开发者将对此领域产生巨大且不断增长的兴趣。《传感器网络与数据通信杂志》欢迎有关无线传感器网络虚拟化的文章投稿。我们计划发表关于无线传感器网络虚拟化各个方面的最新且开创性的研究。以下列出了一些相关方面，这些也是无线传感器网络虚拟化中的研究问题/方向。

• 虚拟节点/网络嵌入算法
• 面向基础设施即服务、感知即服务、节点即服务的新商业模式
• 虚拟化环境中的服务组合
• 资源分配
• 面向云应用/服务的虚拟无线传感器网络
• 先进的虚拟架构和框架
• 高效节能的虚拟解决方案
• 服务编排与提供
• 带宽分配与负载均衡
• 新协议和仿真工具

巴希尔・阿克，传感器网络与数据通信 2015，4:e105 DOI: 10.4303/2090-4886.1000e105
Editorial 开放获取
传感器网络与数据通信 ISSN:2090‐4886 SNDC， 一本开放获取期刊
第 4 • 卷 第 2 • 1000 期 e105
ISSN: 2090-4886 国际传感器网络与数据通信杂志
本文档由 funstory.ai 的开源 PDF 翻译库 BabelDOC v0.5.10 (http://yadt.io) 翻译，本仓库正在积极的建设当中，欢迎 star 和关注。

：无线传感器网络虚拟化。
引用: 阿里・卡西夫・巴希尔 (2015) 无线传感器网络虚拟化. 传感器网络与数据通信 4: e105. doi:10.4303/2090-4886.1000e105
第 2 页，共 2 页
传感器网络与数据通信 ISSN:2090‐4886 SNDC， 一本开放获取期刊
第 4 • 卷 第 2 • 1000 期 e105