物联网
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2010/4/28 16:04
物联网正常运行的保障——网管系统
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摘要 介绍了物联网概念的由来和发展,并以现有的电信网络为基础,从对末梢网络的扩展和优化的角度,就物联网的管理展开了讨论,并详细介绍了物联网的配置管理和故障管理。

1  物联网的概念和发展

物联网的概念最早是在1999年由美国麻省理工学院提出,和现在我们所讨论的物联网,在内涵上已经有了较大的变化。目前,美国和欧盟通常使用“物联网”概念,日本和韩国则惯用“泛在网络”的概念。

物联网是继互联网之后信息通信技术的又一次重大创新,物联网为全球经济社会发展带来的变化和影响将远远超越互联网。物联网将成千上万的物体通过网络基础设施进行连接,这些物体通过感知周围环境的变化,积极参与信息获取、处理和交换过程。物联网孕育着巨大的商机。因全球现有比人口多10倍的机器,物联网造就的机器通信(M2M)将带来万亿美元的新市场。现如今,物联网已经成为国内外最受关注的技术领域之一。

(1)2004年,日本和韩国提出了“U-Japan”战略和“U-Korea”计划,目标是建设一个“实现随时、随地、任何物体、任何人均可连接的泛在网络社会”。

(2)2008年11月,IBM董事长兼CEO彭明盛在纽约召开的外国关系理事会上,正式提出“智慧地球”(SmartPlanet)。2009年1月,“智慧地球”成为美国国家战略的一部分。

(3)2009年6月18日,欧盟委员会向欧盟议会、理事会、欧洲经济和社会委员会及地区委员会递交了《欧盟物联网行动计划》。欧盟认为,物联网的发展应用将为解决现代社会问题带来极大贡献。

(4)2009年11月3日,温家宝总理的让“科技引领中国可持续发展”的讲话中提出:“我们要着力突破传感网、物联网的关键技术,及早部署后IP时代相关技术研发……。”

物联网的概念目前业界并没有明确统一的定义。我们认为,物联网(Internet of Things)是指在物理世界的实体中部署具有一定感知能力、计算能力和执行能力的嵌入式芯片和软件,使之成为“智能物体”,通过网络设施实现信息传输、协同和处理,从而实现物与物、物与人之间的互联。

2  网络管理概述

物联网与互联网基础实施在很大程度上是重合的。物联网将各种信息传感设备,如射频识别(RFID)装置、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器、家用电器、安防设备等与互联网结合起来形成的一个巨大网络,让所有物品与网络连接在一起,方便识别、管理和监控,在此基础上实现融合的应用,最终为人们提供无所不在的全方位服务。物联网丰富多彩的业务实现是和具体的行业应用是离不开的,因此现有的多种技术手段以及未来可能出现的新技术都被广泛应用在不同的场景中。对于这样一个庞大而复杂的网络系统,必须有一个可靠、有效、灵活且便利的管理系统作为它正常运行的有力保障。网络管理作为一种共性支撑技术,不仅包括了现有的网络管理功能,还应有物联网特有的管理功能。本文从现有的电信网出发,探讨物联网特有的管理功能。

一个可运营、可管理、可控、可信任的物联网网络,它的网络管理至少应包含配置管理功能、故障管理功能、性能管理功能、安全管理功能和计费管理功能。除配置管理和故障管理,其它部分要求比较简单,也基本上与传统电信网要求类似。因此我们将详细讨论配置管理功能和故障管理功能。

物联网的终端与传统的用户终端相比,数量众多、功能相对简单、处理能力不高,某些应用中终端还有节能的要求。面对新的网络和设备特点,现有的网管系统和管理协议需要进行简化,以适应物联网通信的要求。

3  物联网配置管理

物联网的配置管理包含了对现有网络(接入网、核心网等)的配置管理,同时根据物联网自身的特点,还有它的特有的一些功能需求。物联网的终端数量非常庞大,还可以自身通过不同的方式(预配置、自组织等)灵活的组成很多区域子网,也称作毛细管网。很多个这样的毛细管网通过网关接入到电信网络中,为上层的应用来提供服务。显然,在这样一个分布式的网络中,为每一个物联网终端设备分配一个可管理的地址(例如IP地址),让管理平台直接管理到每一个终端并不是解决问题的惟一途径。物联网网关以下的区域子网内部可以有自己的地址识别机制和私有的管理协议,网关作为区域子网的中心控制器自主完成部分网管的功能。管理平台通过对网关的管理,间接的得到整个末梢网络的状态,并对其进行管理。无论采用何种管理方式和管理协议,物联网的配置管理都应该具备以下的一些功能:

3.1  生命周期管理

生命周期管理是指管理系统通过周期性的发送某种协议报文给所有的终端和网关,通过对端的回复来判断被管理对象的状态,例如是否在线、是否激活、是否休眠、是否掉电等。管理系统通过生命周期消息来确认终端和网关的状态。终端和网关也可以定期向管理系统发送生命周期消息报告自己的状态。

3.2  能力信息上报

物联网网络中的终端和网关是多种多样、形态万千的,每个终端和网关都根据应用场景的不同,具备不同的功能和性能。因此,终端和网关向管理系统上报自己的能力信息十分必要。管理系统不仅要能对不同类型的网关设备和终端设备的能力、性能等静态信息进行记录和查询,还应能对不同类型的网关设备和终端设备的位置、状态、可用性等动态信息进行监控和查询,并且将动态信息和被管理对象关联起来。

3.3  即插即用

物联网区域子网的网元和网络的末梢设备应尽可能的使用“即插即用”的配置方式获得网络连接,特别是对于用户自己动手进行业务安装的设备,这一功能非常的实用。“即插即用”使得设备能够独立地完成网络配置,而不需要借助其他的辅助设备(如个人电脑等)。这一简化网络配置的过程,提高了网络部署的效率,进一步推动了物联网设备的应用。

 

 

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