23、物联网协议栈与云环境深度解析

物联网协议栈与云环境深度解析

1. 物联网协议栈概述

物联网领域旨在将互联网协议拓展至网络的各个边缘。然而，把 IP 栈支持扩展到网络边缘的小型设备是一项复杂的任务。IP 栈是互联网的核心，能封装众多协议。在物联网中，IP 技术的运用至关重要，它确保了系统的互操作性。虽然可以利用现有的 Web 技术构建物联网系统，但效率可能不高。应用协议的选择很大程度上取决于物联网应用所涉及的事物类型。

物联网中的低功耗设备可能完全依靠电池运行，并经常在易损耗的网络上交换数据。因此，高效管理这些设备以确保系统正常运行是主要挑战。TCP/IP 协议栈中的大多数现有协议（如 HTTP 和 TCP）由于涉及的开销，并不适合这种低功耗通信。不过，直接连接到互联网的设备必须使用 IP 套件，以便与其他设备（M2M 通信）和服务器（M2S 通信）进行数据交换。而组成本地网络的设备则必须连接到网关，网关可将本地网络的通信协议转换为互联网协议。这是一个应用层网关，它处理来自本地网络的数据，并使用 TCP/IP 栈对其进行重组，以实现与互联网中的设备或服务的通信。

与传统网络相比，物联网带来了新的挑战。由于设备的资源限制和能力有限，必须谨慎做出通信和计算决策。在这种基础设施上开发应用时，了解哪种协议或方案最适合该应用是必要的。深入理解协议和应用需求对于正确选择最适合当前应用的协议至关重要。

网络层负责通过网络对数据进行寻址和路由（多跳）。网络协议用于为设备（物联网中的事物）提供 IP 地址，以便将数据包从一个设备传输到另一个设备。6LoWPAN（IPv6 over Low - Power Wireless Personal Area Networks）是互联网工程任务组（IETF）在 RFC