โทโพโลยีเครือข่ายทั่วไปสำหรับเครือข่าย IoT คืออะไร


11

ฉันเห็นคำถามหลายข้อที่ถามเกี่ยวกับรายละเอียดของเครือข่าย IoT รวมถึงตัวอย่างนี้เกี่ยวกับการส่งต่อพอร์ตเช่น ฉันคิดว่ามันจะมีประโยชน์ที่จะถามเกี่ยวกับสิ่งที่อาจพิจารณาสถาปัตยกรรมพื้นฐานทั่วไปสำหรับระบบ IoT ที่ใช้งานทั่วไป

เรามีคำถามหลายข้อที่พูดถึงระบบเครือข่ายที่ด้านเซ็นเซอร์ถ้าเหมาะสม ฯลฯ สำหรับคำถามนี้ฉันไม่ค่อยสนใจสิ่งเหล่านี้ - พวกเขาสามารถพูดคุยแบบทั่วไปเป็นการเชื่อมต่อไร้สายระยะสั้น ฉันไม่สนใจรายละเอียดของเครือข่ายท้องถิ่นระหว่างโหนดยกเว้นที่รายละเอียดมีผลโดยตรงต่อโครงสร้างเครือข่ายโดยรวม

ฉันไม่ได้มองหาคำอธิบายที่ละเอียดถี่ถ้วนเพียงแค่จับภาพบรรทัดฐานปัจจุบัน อะไรทั่วไปโครงสร้างเครือข่ายที่อยู่ในการใช้งานทั่วไปในวันนี้และมีรูปแบบที่ปรับขนาดได้ที่ดีครอบคลุมอย่างน้อยคุณสมบัติเหล่านี้:

  • การควบคุมเครือข่ายท้องถิ่น
  • การเข้าถึงระยะไกล
  • โหนดเซ็นเซอร์ในหลายตำแหน่ง
  • การรวมข้อมูล (สำหรับการเรียนรู้ของเครื่อง ฯลฯ )
  • การแบ่งปันข้อมูล (เพื่อนบ้านที่เชื่อถือได้ ฯลฯ )
  • ความยืดหยุ่นต่อการเกิดขัดข้อง (โดยทั่วไปการคิด WAN)

ฉันไม่ได้มองหาสิ่งประดิษฐ์ที่นี่หรือคำตอบที่เจาะลึกลงไปในมุมที่เฉพาะเจาะจง ฉันต้องการยกเว้นการรักษาความปลอดภัยยกเว้นว่าลักษณะของทอพอโลยีเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการรักษาความปลอดภัยที่ดี


ปัญหาใด ๆ วงอาจจะทำให้ดี 'อ้างอิง' คำถามในสิทธิของตนเอง ...
ฌอน Houlihane

คำตอบ:


7

เพื่อความเรียบง่ายฉันจะอธิบายสิ่งนี้โดยใช้การตั้งค่าสมาร์ทโฮมทั่วไปเป็นข้อมูลอ้างอิง แต่ไม่มีสิ่งใดที่แอปพลิเคชันนี้ได้รับการแก้ไขจริงๆ โทโพโลยีระดับสูงมีความเหมาะสมเท่าเทียมกันสำหรับแอปพลิเคชันตรวจสอบฟาร์มที่ครอบคลุมหลายกิโลเมตรด้วยเซ็นเซอร์นับพันหรือติดตามการจอดรถในเมืองหรือการจัดการแสงในอาคารสำนักงาน

ฉันจะจัดการกับปัญหาโดยประมาณเป็นลำดับชั้นของอุปกรณ์ซึ่งอาจสอดคล้องกับการเพิ่มความซับซ้อนของการติดตั้งหรือดึงในสถานการณ์กรณีการใช้งานเฉพาะ นี่คือแผนภาพทั่วไปที่ครอบคลุมเครือข่ายทั้งหมด

ป้อนคำอธิบายรูปภาพที่นี่

ระดับ โหนดโหนดแต่ละจุดในแผนภาพของฉันคือหลอดไฟที่เชื่อมต่อ WiFi พร้อมสวิตช์การแทนที่ทางกายภาพในเครื่อง โหนดมักจะมีทั้งเซ็นเซอร์และฟังก์ชั่นการควบคุมและมีการคำนวณ / จัดเก็บข้อมูลจำนวนเล็กน้อย เป็นการดีที่โหนดสามารถดำเนินการด้วยตนเอง โหนดสามารถควบคุมจากสวิตช์โลคัลโดยตรงผ่าน LAN (ถ้ามี WiFi / Bluetooth) หรือจากฮับโลคัลหรือคลาวด์ โหนดมักจะรักษาการเชื่อมต่อ TCP ถาวรกับฮับหรือคลาวด์

โดยทั่วไปตำแหน่งหนึ่งจะมีหลายโหนดพร้อมฟังก์ชั่นต่าง ๆ โดยใช้ตัวเลือกการเชื่อมต่อที่หลากหลาย บ้านอัจฉริยะอาจรวบรวมข้อมูลอุณหภูมิกิจกรรมและวิดีโอในร่ม / กลางแจ้ง เซ็นเซอร์ระยะไกลอาจใช้การเชื่อมต่อที่แตกต่างกับอินเทอร์เน็ต โดยทั่วไปแล้วโหนดจะใช้มักใช้ที่ความถี่สัญญาณนาฬิกาต่ำ

Hub Hubในบ้านอัจฉริยะอาจมีหลายฮับ (หนึ่งอันสำหรับผู้จำหน่ายอุปกรณ์แต่ละราย) การรวมหรือลำดับชั้น ฮับสามารถรวมในเราเตอร์หรือแบบสแตนด์อะโลน ฮับไม่จำเป็นต้องมีการใช้งานในเครือข่าย (นอกเหนือจากการส่งต่อแพ็คเก็ต) อย่างไรก็ตามฮับอาจรับผิดชอบการส่งคำสั่งไปยังโหนด - คำสั่งเริ่มต้นจากโหนดที่เชื่อมต่อแบบโลคัลอื่นหรือจากเซิร์ฟเวอร์ระยะไกล ฮับอาจใช้การจัดเก็บข้อมูลการบีบอัดหรือการกรองข้อมูล จริงๆแล้วฮับเป็นเพียงผู้อำนวยความสะดวก วันนี้ฮับเป็นส่วนแรกของเครือข่ายที่มีความสามารถในการให้บริการ DNS สาธารณะซึ่งทำให้สามารถเผยแพร่ข้อมูลโครงสร้างเครือข่ายไปยังระบบเต็มรูปแบบ ตามที่อธิบายไว้ในคำถามนี้ศูนย์กลางมักจะเป็นสิ่งจำเป็นที่จะสร้างสะพานเชื่อมระหว่างสาย / WiFi TCP-IP เพื่อโปรโตคอลวิทยุพลังงานต่ำเช่นหรือบลูทู ธฮับมักจะสร้างขึ้นรอบ ๆและใช้พลังงานน้อยกว่าโหนด

อาคารผู้โดยสารข้ามแดนหรือที่รู้จักกันในชื่อสมาร์ทโฟนของคุณ สิ่งเหล่านี้มักเป็นจุดหลักของการโต้ตอบกับผู้ใช้ โหนดที่เรียบง่ายสามารถแสดงว่ามันคือส่วนติดต่อผู้ใช้ทั้งหมดผ่านสมาร์ทโฟนเมื่อโหนดสามารถสร้างลิงก์โดยตรงหรือสื่อกลางด้วยอุปกรณ์เฉพาะ การบรรลุเป้าหมายขั้นพื้นฐานนี้จำเป็นต้องมีกลไกในการสร้างความเชื่อมั่น / ความเป็นเจ้าของ / การจับคู่ เทอร์มินัลสามารถสร้างได้หากฮับของตัวเองอยู่ในเครือข่ายท้องถิ่นหากจำเป็นต้องทำการสื่อสารทั้งหมดผ่านเซิร์ฟเวอร์ภายนอกหรือหากสามารถค้นหาที่อยู่ IP ที่อนุญาตให้กำหนดเส้นทางไปยังฮับ 'บ้าน' โดยตรง สถานการณ์หลังมักจะกำหนดให้เราเตอร์ได้รับการกำหนดค่าสำหรับการส่งต่อพอร์ต

บริการคลาวด์เป็นเรื่องปกติที่บริการคลาวด์จะทำงานส่วนใหญ่ในสแต็กแม้ว่าจะไม่จำเป็นเสมอไป (และการใช้งานไม่ได้ทั้งหมดจะต้องมีฟังก์ชั่นคลาวด์) คุณลักษณะที่มีประโยชน์ที่สุดที่เซิร์ฟเวอร์ภายนอก (ที่ได้รับการแก้ไข) สามารถจัดเตรียมได้ ทุกโหนดและองค์ประกอบกลางของเครือข่ายมักจะสามารถสื่อสารผ่านช่องทางโดยตรงไปยังเซิร์ฟเวอร์นี้และเซิร์ฟเวอร์สามารถส่งข้อความจากอุปกรณ์หนึ่งไปยังอุปกรณ์อื่นได้อย่างง่ายดาย เซิร์ฟเวอร์สามารถรวบรวมข้อมูลและแสดงภาพให้ผู้ใช้เห็น ขึ้นอยู่กับการกำหนดค่าของผู้ใช้มันสามารถส่งต่อข้อมูลไปยังผู้ใช้รายอื่น (สามารถควบคุมการเข้าถึงและการควบคุมความร้อนให้กับแขกเช่นคำเตือนน้ำท่วม / ไฟ / การบุกรุกสามารถใช้ตัวเลือกเครือข่ายอื่นเพื่อสร้างการเตือน) คลาวด์ยังอยู่ในตำแหน่งที่ดีที่จะใช้ในแหล่งข้อมูลอื่น ๆ

โดยการใช้ไซต์ของเรา หมายความว่าคุณได้อ่านและทำความเข้าใจนโยบายคุกกี้และนโยบายความเป็นส่วนตัวของเราแล้ว
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.