云服务在窄带物联网中的应用

2017-11-07金荣华曹翔

电子技术与软件工程 2017年17期

文/金荣华曹翔

云服务在窄带物联网中的应用

文/金荣华曹翔

窄带物联网是一种新型的物与物之间通信的网络，具有功耗低、部署灵活等优点，已经在智能制造、交通监控、金融证券等领域得到广泛应用，许多运营商和厂家开始构建窄带物联网数据中心，并布局窄带物联网产业。云计算是一种先进的透明计算、分布式存储、虚拟化技术，其可以采用按需分配方式为用户提供可共享的存储、计算空间，便于运行和管理，进一步提高窄带物联网的实用水平。

云计算窄带物联网数据中心虚拟化

1 引言

传统物联网采用的通信技术主要为Wi-Fi和Bluetooth，数据传输速率低，耗电量非常大，发送和接收的准确率也非常低，物联网实现大范围通信时仅仅可以使用光纤连接，适用于传统的网络摄像头等互联网终端设备，低容量的传感器则无法满足，同时由于功耗较大，也不利于传感器长时间运行。

目前，基于TD-LTE的4G移动通信技术发展迅速，利用各大运营商铺设的4G网络提出了窄带物联网的概念，其可以借助TD-LTE广覆盖、低功耗、高并发、低成本等优势特点，实现智能抄表、可穿戴设备、智能温控、远程监控、智能制造等功能。许多运营商为了抢占市场和用户，已经构建了窄带物联网运营中心，引入了先进的云计算服务技术，按需为用户分配存储、计算空间，实现轻量级、多线程服务，降低数据中心存储、加工和处理的成本，提高了运行维护效率，保证各个逻辑业务系统运行的独立性，避免资源浪费和重复性操作。

2 云服务技术

云计算是一种新型存储、计算服务技术，其可以集成海量传感器、服务器、交换机、路由器等设备，利用虚拟化、分布式技术扩展物理资源，实现对资源信息的共享和处理。目前，基于云计算的信息服务可以概括为三个类别，分别是基础设施即服务（IaaS）、平台即服务（PaaS）和软件即服务（SaaS），为分布式管理系统的服务提供较大的支撑。基础设施即服务（IaaS）能够将存储器、Web服务器、防火墙服务器、窄带物联网通信链路、CPU资源等虚拟化，实现对这些硬件基础设施的物理共享，可以有效地降低窄带物联网建设成本，并且不需要占用很大的空间，就可以实现各个业务的独立性，扩展硬件资源的利用成效，充分发挥云计算的平台处理效率。平台即服务（PaaS）可以为窄带物联网应用系统提供一个强大的部署平台，由云服务平台按需进行分配资源，包括CPU资源、存储资源和通信资源，提高资源管理和并发利用效率。软件即服务（SaaS）采用先进的工作流程、系统响应机制开发一个通用的软件，提升云服务平台的通用软件定制能力，按需提供定制服务，分配硬件资源的运行空间。

3 云服务在窄带物联网中应用实践

窄带物联网运营中心可以整合各类型的硬件资源，为用户提供一个友好的服务接口，具体的功能如图1所示。

图1：窄带物联网云服务架构及处理流程

窄带物联网运营中心、内容提供商根据用户需求，构建一个强大的信息化服务平台，该平台可以将各类型的服务器硬件通过光纤网络连接在一起，整合所有的设备资源，这样就可以提高服务器硬件的利用率。在服务器虚拟化过程中，首先需要配置一个虚拟化工具，为每一个用户分配一个账户，用户使用这个账户可以登录系统。系统可以加载云端桌面，此时每一个用户只需要拥有一个键盘、鼠标和一个显示器，即可通过网络登录到服务器。服务器虚拟化过程中，用户需要构建一个连接中间件，该中间件可以为用户连接一个资源池，实现网络通信连接、硬件资源分配、逻辑业务处理等功能，为远程终端用户提供强大的数据服务。服务器虚拟化能够实现用户认证、通信连接、数据转发、资源调度，负责虚拟桌面应用功能启动、负载均衡、分配桌面资源，根据用户的实际应用软件需求提供按需服务，用户只需要根据自身单位的大小购买合适的服务即可完成各类信息化加工。虚拟化服务器最为关键的技术是实现应用程序和数据的安全隔离，包括程序和数据自身的安全隔离、用户与用户之间的安全隔离，这样就可以提高硬件资源的利用率，保证CPU、服务器、输入输出设备等处于一个高效利用的状态。