模塊1移動互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)概述移動互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)概述移動互聯(lián)網(wǎng)組網(wǎng)技術(shù)移動互聯(lián)IP技術(shù)移動互聯(lián)網(wǎng)傳輸機制移動互聯(lián)網(wǎng)終端移動互聯(lián)通信網(wǎng)絡(luò)移動互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用移動互聯(lián)網(wǎng)安全全套PPT課件（1）了解移動互聯(lián)網(wǎng)的概念。（2）掌握移動互聯(lián)網(wǎng)的特點。（3）了解移動互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展歷程。（4）掌握移動互聯(lián)網(wǎng)的設(shè)計要求。（5）了解移動互聯(lián)網(wǎng)的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢。學(xué)習(xí)目標(biāo)（1）移動互聯(lián)網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu)。（2）移動互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展趨勢。學(xué)習(xí)要點

20世紀(jì)末，移動通信的迅速發(fā)展形成取代固定通信之勢。與此同時，互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的完善和進(jìn)步將信息時代不斷往縱深推進(jìn)。移動互聯(lián)網(wǎng)（mobileInternet，MI）就是在這樣的背景下孕育、產(chǎn)生并發(fā)展起來的。移動互聯(lián)網(wǎng)通過無線接入設(shè)備訪問互聯(lián)網(wǎng)，能夠?qū)崿F(xiàn)移動終端之間的數(shù)據(jù)交換，是計算機領(lǐng)域繼大型機、小型機、個人計算機、桌面互聯(lián)網(wǎng)之后的第五個技術(shù)發(fā)展周期。作為移動通信與傳統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的有機融合體，移動互聯(lián)網(wǎng)被視為未來網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的核心和最重要的趨勢之一。桌面互聯(lián)網(wǎng)是2004年搜索引擎領(lǐng)域的熱門詞匯之一，已經(jīng)成為主要搜索引擎新的競爭領(lǐng)域。桌面互聯(lián)網(wǎng)與一般基于瀏覽器地址欄的搜索方式不同，桌面不互聯(lián)網(wǎng)需要通過瀏覽器來進(jìn)行搜索，并且將搜索方位延伸到自己電腦硬盤中所存儲的各種文檔，例如雅虎的桌面搜索引擎所支持文檔格式包括的Email、Word、Excel、PowerPoint、PDF等等多達(dá)200多種格式的文本、音樂、圖片和網(wǎng)頁。該軟件允許用戶根據(jù)自己的風(fēng)格控制搜索習(xí)慣，并且在用戶的隱私方面也有獨到的保護措施。拓展知識目錄contents移動互聯(lián)網(wǎng)簡介移動互聯(lián)網(wǎng)的架構(gòu)移動互聯(lián)網(wǎng)的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢1.1

移動互聯(lián)網(wǎng)簡介1.1移動互聯(lián)網(wǎng)簡介

互聯(lián)網(wǎng)是網(wǎng)絡(luò)和網(wǎng)絡(luò)串聯(lián)起來形成的一個大網(wǎng)絡(luò)。對于移動互聯(lián)網(wǎng)，目前沒有一個具體的定義。有研究者認(rèn)為移動互聯(lián)網(wǎng)的概念是相對于傳統(tǒng)的互聯(lián)網(wǎng)而言的，強調(diào)用戶可以不限制地點和時間，并且隨時可以在移動中接入互聯(lián)網(wǎng)并使用相關(guān)業(yè)務(wù)。有學(xué)者認(rèn)為移動互聯(lián)網(wǎng)不是移動通信和互聯(lián)網(wǎng)二者簡單的結(jié)合，而是深度融合，屬于一種全新的產(chǎn)業(yè)形式。簡單地說，移動互聯(lián)網(wǎng)就是將移動通信和互聯(lián)網(wǎng)二者結(jié)合起來成為一體，是指互聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)、平臺、商業(yè)模式和應(yīng)用與移動通信技術(shù)結(jié)合并實踐的活動的總稱。4G的普及和5G的開啟及移動終端設(shè)備的凸顯必將為移動互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展注入巨大的能量，移動互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)必將取得前所未有的飛躍。請思考：5G作為一個新生事物，它有著怎樣的價值呢？

作為一種通用目的技術(shù)，5G的經(jīng)濟價值不僅體現(xiàn)在創(chuàng)造巨大的財富上，還體現(xiàn)為對其他產(chǎn)業(yè)和領(lǐng)域的改造和提升上，帶來社會生產(chǎn)和生活的全方位變革。第一，顛覆價值體系。例如，5G低延時的特征使無人駕駛成為可能，按需使用、隨用隨租的共享經(jīng)濟或?qū)⑷〈鷤鹘y(tǒng)的汽車購買、使用模式，整車制造廠商的重要性下降，無人駕駛平臺的重要性凸顯，娛樂、辦公等車載增值服務(wù)將不斷涌現(xiàn)。第二，提升生產(chǎn)效率。例如，借助5G技術(shù)實現(xiàn)萬物互聯(lián)，以智能工廠為代表的生產(chǎn)系統(tǒng)將能夠隨時隨地感知零部件、設(shè)備、產(chǎn)品的位置和狀態(tài)，及時進(jìn)行零部件的傳遞、派單生產(chǎn)和產(chǎn)品交付，同時進(jìn)行實時設(shè)備監(jiān)控、產(chǎn)品運營狀態(tài)運維、保養(yǎng)等服務(wù)。第三，促進(jìn)技術(shù)創(chuàng)新。例如，萬物互聯(lián)后將產(chǎn)生更多的數(shù)據(jù)，使受制于數(shù)據(jù)規(guī)模而發(fā)展緩慢的一些人工智能模型獲得優(yōu)化，促進(jìn)人工智能應(yīng)用的發(fā)展；虛擬現(xiàn)實技術(shù)使得產(chǎn)品的開發(fā)、設(shè)計更加高效、直觀。此外，由于5G時代萬物互聯(lián)成為可能，生產(chǎn)設(shè)備、家居、車輛、基礎(chǔ)設(shè)施、公共服務(wù)等將都被網(wǎng)絡(luò)連接起來，因此5G成為關(guān)系人身安全、生產(chǎn)安全、經(jīng)濟安全、國防安全的重要支撐。拓展知識1.1移動互聯(lián)網(wǎng)簡介1.1.1移動互聯(lián)網(wǎng)的定義及特點1.移動互聯(lián)網(wǎng)的定義盡管移動互聯(lián)網(wǎng)是目前IT領(lǐng)域最熱門的概念之一，然而業(yè)界并未就其定義達(dá)成共識。這里先介紹幾種有代表性的移動互聯(lián)網(wǎng)的定義。第一種定義：移動互聯(lián)網(wǎng)是一種通過智能移動終端，采用移動無線通信方式獲取業(yè)務(wù)和服務(wù)的新興業(yè)態(tài)，包含終端、軟件和應(yīng)用3個層面。終端層包括智能手機、平板電腦、電子書、MID等；軟件層包括操作系統(tǒng)、中間件、數(shù)據(jù)庫和安全軟件等；應(yīng)用層包括休閑娛樂類、工具媒體類、商務(wù)財經(jīng)類等不同應(yīng)用與服務(wù)。1.1移動互聯(lián)網(wǎng)簡介1.1.1移動互聯(lián)網(wǎng)的定義及特點第二種定義：移動互聯(lián)網(wǎng)是指通過無線智能終端（如智能手機、平板電腦等）使用互聯(lián)網(wǎng)提供的應(yīng)用和服務(wù)（包括電子郵件、電子商務(wù)、即時通信等），保證隨時隨地的無縫連接的業(yè)務(wù)模式。第三種定義：移動互聯(lián)網(wǎng)利用手機、PDA或其他手持終端通過各種無線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。PDA（PersonalDigitalAssistant），又稱為掌上電腦，可以幫助我們完成在移動中工作，學(xué)習(xí)，娛樂等。按使用來分類，分為工業(yè)級PDA和消費品PDA。工業(yè)級PDA主要應(yīng)用在工業(yè)領(lǐng)域，常見的有條碼掃描器、RFID讀寫器、POS機等都可以稱作PDA；消費品PDA包括的比較多，智能手機、平板電腦、手持的游戲機等。PDA(PersonalDigitalAssistant)，是個人數(shù)字助手的意思。顧名思義就是輔助個人工作的數(shù)字工具，主要提供記事、通訊錄、名片交換及行程安排等功能。拓展知識1.1移動互聯(lián)網(wǎng)簡介1.1.1移動互聯(lián)網(wǎng)的定義及特點第四種定義：中興通訊從通信設(shè)備制造商的角度給出了定義，即狹義的移動互聯(lián)網(wǎng)是指用戶能夠利用手機、PDA或其他手持終端通過無線通信網(wǎng)絡(luò)接入互聯(lián)網(wǎng)，廣義的移動互聯(lián)網(wǎng)是指用戶能夠利用手機、PDA或其他手持終端以無線的方式通過各種網(wǎng)絡(luò)（如WLAN、BWLL、GSM、CDMA等）來接入互聯(lián)網(wǎng)?？梢钥吹剑瑢τ谕ㄐ旁O(shè)備制造商來說，網(wǎng)絡(luò)是其看待移動互聯(lián)網(wǎng)的主要切入點。第五種定義：移動互聯(lián)網(wǎng)有廣義和狹義之分。廣義的移動互聯(lián)網(wǎng)是指用戶可以使用手機、筆記本電腦等移動終端通過協(xié)議接入互聯(lián)網(wǎng)。狹義的移動互聯(lián)網(wǎng)則是指用戶使用手機終端通過無線通信的方式訪問采用WAP（無線通信協(xié)議）的網(wǎng)站。中興通訊股份有限公司（ZTECorporation，全稱：ZhongxingTelecommunicationEquipmentCorporation），簡稱中興通訊（ZTE）。全球領(lǐng)先的綜合通信解決方案提供商，中國最大的通信設(shè)備上市公司。主要產(chǎn)品包括：2G/3G/4G/5G無線基站與核心網(wǎng)、IMS、固網(wǎng)接入與承載、光網(wǎng)絡(luò)、芯片、高端路由器、智能交換機、政企網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計算、數(shù)據(jù)中心、手機及家庭終端、智慧城市、ICT業(yè)務(wù)，以及航空、鐵路與城市軌道交通信號傳輸設(shè)備。知識拓展1.1移動互聯(lián)網(wǎng)簡介1.1.1移動互聯(lián)網(wǎng)的定義及特點認(rèn)可度比較高的定義是中國工業(yè)和信息化部電信研究院在2011年的《移動互聯(lián)網(wǎng)白皮書》中給出的：移動互聯(lián)網(wǎng)是以移動網(wǎng)絡(luò)作為接入網(wǎng)絡(luò)的互聯(lián)網(wǎng)及服務(wù)。它包括3個要素：移動終端、移動網(wǎng)絡(luò)和應(yīng)用服務(wù)。該定義將移動互聯(lián)網(wǎng)涉及的內(nèi)容主要概括為以下3個層面。（1）移動終端，包括手機、專用移動互聯(lián)網(wǎng)終端和采用數(shù)據(jù)卡方式的便攜計算機等。（2）移動通信網(wǎng)絡(luò)接入，包括2G、3G、4G甚至5G等。（3）公眾應(yīng)用服務(wù)，包括Web、WAP方式等。移動終端是移動互聯(lián)網(wǎng)的前提，移動網(wǎng)絡(luò)是移動互聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)，而應(yīng)用服務(wù)則成為移動互聯(lián)網(wǎng)的核心。1.1移動互聯(lián)網(wǎng)簡介1.1.1移動互聯(lián)網(wǎng)的定義及特點上述定義給出了移動互聯(lián)網(wǎng)兩方面的含義：一方面，移動互聯(lián)網(wǎng)是移動通信網(wǎng)絡(luò)與互聯(lián)網(wǎng)的融合，用戶以移動終端接入無線移動通信網(wǎng)絡(luò)的方式訪問互聯(lián)網(wǎng)；另一方面，移動互聯(lián)網(wǎng)還產(chǎn)生了大量新型的應(yīng)用，這些應(yīng)用與終端的可移動、可定位和隨身攜帶等特性相結(jié)合，為用戶提供個性化的與位置相關(guān)的服務(wù)。綜合以上觀點，我們也提出一個參考性定義：移動互聯(lián)網(wǎng)是指以各種類型的移動終端作為接入設(shè)備，使用各種移動網(wǎng)絡(luò)作為接入網(wǎng)絡(luò)，從而實現(xiàn)包括傳統(tǒng)移動通信、傳統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)及其各種融合創(chuàng)新服務(wù)的新型業(yè)務(wù)模式。1.1移動互聯(lián)網(wǎng)簡介1.1.1移動互聯(lián)網(wǎng)的定義及特點2.移動互聯(lián)網(wǎng)的特點終端移動性：相對于固定互聯(lián)網(wǎng)，移動互聯(lián)網(wǎng)靈活、便捷、高效。移動終端體積小且易于攜帶；移動互聯(lián)網(wǎng)里包含了各種適合移動應(yīng)用的各類信息，用戶可以隨時隨地地進(jìn)行采購、交易、質(zhì)詢、決策、交流等各類活動。個性化：移動互聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)造了一種全新的個性化服務(wù)理念和商業(yè)運作模式。對于不同用戶群體和個人的不同愛好與需求，為他們量身定制出多種差異化的信息，并通過不受時空地域限制的渠道，隨時隨地傳送給用戶。業(yè)務(wù)及時性：用戶使用移動互聯(lián)網(wǎng)能夠隨時隨地獲取自身或其他終端的信息，及時獲取所需的服務(wù)和數(shù)據(jù)。服務(wù)便利性：由于移動終端的限制，移動互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)要求操作簡便，響應(yīng)時間短。業(yè)務(wù)使用的私密性：在使用移動互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)時，所使用的內(nèi)容和服務(wù)更私密，如手機支付業(yè)務(wù)等。融合性。首先，移動語音和移動互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)的一體化促進(jìn)了業(yè)務(wù)融合；其次，手機終端趨向于變成人們隨身攜帶的唯一的電子設(shè)備，其功能集成度越來越高。1.1移動互聯(lián)網(wǎng)簡介1.1.1移動互聯(lián)網(wǎng)的定義及特點與傳統(tǒng)固定互聯(lián)網(wǎng)相比的優(yōu)勢實現(xiàn)了隨時隨地的通信和服務(wù)獲取具有安全、可靠的認(rèn)證機制與傳統(tǒng)固定互聯(lián)網(wǎng)相比的劣勢無線頻譜資源的稀缺性用戶數(shù)據(jù)安全和隱私性能夠及時獲取用戶及終端信息，業(yè)務(wù)端到端流程可控等移動終端軟硬件缺乏統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，業(yè)務(wù)互通性差等1.1移動互聯(lián)網(wǎng)簡介1.1.1移動互聯(lián)網(wǎng)的定義及特點總之，移動互聯(lián)網(wǎng)繼承了桌面互聯(lián)網(wǎng)的開放協(xié)作的特性，又繼承了移動網(wǎng)的實時性、隱私性、便攜性、準(zhǔn)確性和可定位的特點，如圖1-1所示。1.1移動互聯(lián)網(wǎng)簡介1.1.2移動互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展歷程1.萌芽期（2000—2007年）中國移動互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的初級階段。2000年11月10日，中國移動推出“移動夢網(wǎng)計劃”，打造開放、合作、共贏的產(chǎn)業(yè)價值鏈。2002年5月17日，中國電信在廣州啟動的“互聯(lián)星空”計劃，標(biāo)志著互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)提供商（Internetserviceprovider，ISP）和互聯(lián)網(wǎng)內(nèi)容提供商（Internetcontentprovider，ICP）開始聯(lián)合打造寬帶互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)。2002年5月17日，中國移動率先在全國范圍內(nèi)正式推出GPRS業(yè)務(wù)，這個階段的主要產(chǎn)品有文字信息、圖案及鈴聲。該時期主要受限于移動2G網(wǎng)速和手機智能化程度，中國移動互聯(lián)網(wǎng)處于一個簡單的無線應(yīng)用協(xié)議（wirelessapplicationprotocol，WAP）應(yīng)用期。WAP應(yīng)用把Internet網(wǎng)上HTML的信息轉(zhuǎn)換成用無線標(biāo)記語言（wirelessmarkuplanguage，WML）描述的信息，顯示在移動電話的顯示屏上。WAP時期，用戶主要在移動互聯(lián)網(wǎng)上看新聞、讀小說、聽音樂，這是一個內(nèi)容為王的移動互聯(lián)網(wǎng)時代，這個階段開始出現(xiàn)移動互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品經(jīng)理，如服務(wù)提供商（serviceprovider，SP）、產(chǎn)品經(jīng)理或WAP產(chǎn)品經(jīng)理等。圖1-2所示為2007年中國WAP增值服務(wù)市場各季度收入規(guī)模。1.1移動互聯(lián)網(wǎng)簡介1.1.2移動互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展歷程圖1-2所示為2007年中國WAP增值服務(wù)市場各季度收入規(guī)模。1.1移動互聯(lián)網(wǎng)簡介1.1.2移動互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展歷程2.成長培育期（2008—2011年）隨著3G的應(yīng)用，新浪微博等社交網(wǎng)絡(luò)、基于位置的服務(wù)（locationbasedservice，LBS）的應(yīng)用，iPhone的移動App、互聯(lián)網(wǎng)電子商務(wù)在手機上廣泛應(yīng)用，互聯(lián)網(wǎng)上的應(yīng)用移植開始出現(xiàn)了一個新的名詞SoLoMoCo，即social（社交的）、local（本地的）、mobile（移動的）和commercial（商務(wù)化）。在這個階段，移動互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品經(jīng)理得到進(jìn)一步發(fā)展，呈現(xiàn)出發(fā)展態(tài)勢，逐漸受到重視，有的公司設(shè)立專門的移動終端部門，負(fù)責(zé)公司產(chǎn)品在移動終端上的戰(zhàn)略布局和發(fā)展。1.1移動互聯(lián)網(wǎng)簡介1.1.2移動互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展歷程在此期間，各大互聯(lián)網(wǎng)公司都在摸索如何搶占移動互聯(lián)網(wǎng)入口，百度、騰訊、奇虎360等一些大型互聯(lián)網(wǎng)公司都企圖推出手機瀏覽器來搶占移動互聯(lián)網(wǎng)入口；新浪、優(yōu)酷、土豆等互聯(lián)網(wǎng)公司則通過與手機制造商合作，在智能手機出廠時就把企業(yè)服務(wù)應(yīng)用（如新浪微博、視頻播放器等應(yīng)用）預(yù)先安裝在手機中，如圖1-3所示。1.1移動互聯(lián)網(wǎng)簡介1.1.2移動互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展歷程3.高速成長期（2012—2013年）進(jìn)入2012年之后，由于移動上網(wǎng)需求大增，iOS、安卓（見圖1-4）等智能操作系統(tǒng)的大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用，傳統(tǒng)功能手機進(jìn)入了一個全面升級換代期，以三星、HTC等為代表的傳統(tǒng)手機廠商紛紛效仿蘋果模式，普遍推出了觸摸屏智能手機和手機應(yīng)用商店。具有觸摸功能的智能手機的大規(guī)模普及和應(yīng)用解決了傳統(tǒng)鍵盤機上網(wǎng)的諸多不便，安卓智能手機操作系統(tǒng)的普遍安裝和手機應(yīng)用程序商店的出現(xiàn)極大地豐富了手機上網(wǎng)功能，移動互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用呈現(xiàn)出了爆發(fā)式增長。Android是一種基于Linux的自由及開放源代碼的操作系統(tǒng)。主要使用于移動設(shè)備，如智能手機和平板電腦，由Google公司和開放手機聯(lián)盟領(lǐng)導(dǎo)及開發(fā)。尚未有統(tǒng)一中文名稱，中國大陸地區(qū)較多人使用“安卓”。Android操作系統(tǒng)最初由AndyRubin開發(fā)，主要支持手機。2005年8月由Google收購注資。2007年11月，Google與84家硬件制造商、軟件開發(fā)商及電信營運商組建開放手機聯(lián)盟共同研發(fā)改良Android系統(tǒng)。隨后Google以Apache開源許可證的授權(quán)方式，發(fā)布了Android的源代碼。第一部Android智能手機發(fā)布于2008年10月。Android逐漸擴展到平板電腦及其他領(lǐng)域上，如電視、數(shù)碼相機、游戲機、智能手表等。2011年第一季度，Android在全球的市場份額首次超過塞班系統(tǒng)，躍居全球第一。2013年的第四季度，Android平臺手機的全球市場份額已經(jīng)達(dá)到78.1%。

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2013年09月24日谷歌開發(fā)的操作系統(tǒng)Android在迎來了5歲生日，全世界采用這款系統(tǒng)的設(shè)備數(shù)量已經(jīng)達(dá)到10億臺。2014第一季度Android平臺已占所有移動廣告流量來源的42.8%，首度超越iOS。但運營收入不及iOS。知識拓展1.1移動互聯(lián)網(wǎng)簡介1.1.2移動互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展歷程智能手機的大規(guī)模普及和應(yīng)用，激發(fā)了手機越過競爭對手（overthetop，OTT）應(yīng)用，以微信為代表的手機移動應(yīng)用開始呈現(xiàn)大規(guī)模爆發(fā)式增長。騰訊公司于2011年1月21日推出即時通信微信服務(wù)，截至2013年10月底，騰訊微信的用戶數(shù)量已經(jīng)超過6億，每日活躍用戶平均達(dá)1億。小米、樂視等互聯(lián)網(wǎng)公司更是創(chuàng)新了智能手機的營銷模式，打出了不靠手機硬件、靠手機服務(wù)掙錢的“智能手機+互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)”新商業(yè)模式，依托高性價比的智能手機載體來加大公司互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)應(yīng)用的推廣力度。另外，滴滴打車、今日頭條等一大批基于移動互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用服務(wù)創(chuàng)新和商業(yè)模式創(chuàng)新的應(yīng)用在此期間大量涌現(xiàn)，極大地激發(fā)了投資界對移動互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的投資興趣。1.1移動互聯(lián)網(wǎng)簡介1.1.2移動互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展歷程4.全面發(fā)展期（2014年至今）隨著4G網(wǎng)絡(luò)的部署，移動上網(wǎng)網(wǎng)速得到極大提高，上網(wǎng)網(wǎng)速瓶頸限制得到根本破除，移動應(yīng)用場景得到極大豐富。2013年12月4日，中華人民共和國工業(yè)和信息化部正式向中國移動、中國電信和中國聯(lián)通三大運營商發(fā)放了TD-LTE-4G牌照，中國4G網(wǎng)絡(luò)正式大規(guī)模鋪開。2015年2月27日，中華人民共和國工業(yè)和信息化部又向中國聯(lián)通發(fā)放“LTE/第四代數(shù)字蜂窩移動通信業(yè)務(wù)（LTEFDD）”經(jīng)營許可證。4G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)讓中國移動互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展走上了快速發(fā)展軌道。1.1移動互聯(lián)網(wǎng)簡介1.1.2移動互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展歷程由于網(wǎng)速、上網(wǎng)便捷性、手機應(yīng)用等移動互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展外在環(huán)境基本得到全部解決，移動互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用開始全面發(fā)展。在桌面互聯(lián)網(wǎng)時代，門戶網(wǎng)站是企業(yè)開展業(yè)務(wù)的標(biāo)配。在移動互聯(lián)網(wǎng)時代，手機App應(yīng)用是企業(yè)開展業(yè)務(wù)的標(biāo)配，4G網(wǎng)絡(luò)催生了許多利用移動互聯(lián)網(wǎng)開展業(yè)務(wù)的公司，特別是由于4G網(wǎng)速大大提高，促進(jìn)了實時性要求更高、流量需求較大類型移動應(yīng)用的快速發(fā)展，許多手機應(yīng)用開始大力推廣移動視頻應(yīng)用（微視，見圖1-5），涌現(xiàn)出了秒拍、快手、花椒等一大批基于移動互聯(lián)網(wǎng)的手機視頻和直播應(yīng)用。1.2

移動互聯(lián)網(wǎng)的架構(gòu)1.2移動互聯(lián)網(wǎng)的架構(gòu)移動互聯(lián)網(wǎng)的出現(xiàn)帶來了移動網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)融合發(fā)展的新時代，移動網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)的融合也會是在應(yīng)用、網(wǎng)絡(luò)和終端多層面進(jìn)行。從宏觀角度來看，移動互聯(lián)網(wǎng)由移動終端和移動子網(wǎng)、接入網(wǎng)絡(luò)、核心網(wǎng)絡(luò)3部分組成，如圖1-6所示。其中，移動終端和移動子網(wǎng)是移動互聯(lián)網(wǎng)中的主體；接入網(wǎng)絡(luò)主要負(fù)責(zé)為異質(zhì)異構(gòu)移動終端及移動子網(wǎng)提供統(tǒng)一的接入服務(wù)，同時屏蔽掉影響核心網(wǎng)絡(luò)的移動終端和移動子網(wǎng)的復(fù)雜介質(zhì)特征；核心網(wǎng)絡(luò)負(fù)責(zé)傳動互聯(lián)網(wǎng)的主干網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和路由信息的維護等，并為接入網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)提供統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的交換路由。1.2移動互聯(lián)網(wǎng)的架構(gòu)1.2.1移動互聯(lián)網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu)計算機工業(yè)對體系結(jié)構(gòu)的定義是“計算機或計算機系統(tǒng)的組件的組織和集成方式”。由于互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，創(chuàng)建一個體系結(jié)構(gòu)來構(gòu)建系統(tǒng)的模式在過去的20年中得到了飛速的發(fā)展?，F(xiàn)在已經(jīng)進(jìn)入移動互聯(lián)網(wǎng)時代，它的體系結(jié)構(gòu)又是怎樣的？1.移動互聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)架構(gòu)移動互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)架構(gòu)（mobileInternettechnicalarchitecture，MITA）是由諾基亞公司提出，并正在開發(fā)的全新技術(shù)架構(gòu)。它的目標(biāo)是為在任何互動模式之間和任何網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下采用任何接入方式的結(jié)點提供無縫交互能力，以向每個人提供友好的移動互聯(lián)網(wǎng)體驗。諾基亞公司（NokiaCorporation）是一家總部位于芬蘭埃斯波

，主要從事移動通信設(shè)備生產(chǎn)和相關(guān)服務(wù)的跨國公司。諾基亞成立于1865年，以伐木、造紙為主業(yè)，逐步向膠鞋、輪胎、電纜等領(lǐng)域擴展。后發(fā)展成為一家手機制造商，以通信基礎(chǔ)業(yè)務(wù)和先進(jìn)技術(shù)研發(fā)及授權(quán)為主。拓展知識1.2移動互聯(lián)網(wǎng)的架構(gòu)1.2.1移動互聯(lián)網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu)MITA包括以下3種工具M(jìn)ITA的三層模型。在由服務(wù)驅(qū)動的未來架構(gòu)中，可把宏觀環(huán)境理解為網(wǎng)絡(luò)之間、設(shè)備之間和應(yīng)用之間的交互作用。從最終用戶的觀點來看，它對應(yīng)MITA原理中的3個C：內(nèi)容（content）、連接（connection）和消費（consumption）。MITA的要素。在各層中進(jìn)一步分解為各種要素，它們是移動互聯(lián)網(wǎng)的基本組成部分，其本身又被描述成幾個子層。以MITA描述該架構(gòu)，可明確各不同層之間所需的具體交互作用。MITA立方體。通過各種網(wǎng)絡(luò)環(huán)境、身份識別/尋址與交互模式的相互影響，產(chǎn)生各層之間的交互作用。MITA立方體是用于理解產(chǎn)生于不同層相關(guān)問題的判斷框架。1.2移動互聯(lián)網(wǎng)的架構(gòu)1.2.1移動互聯(lián)網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu)2.MWIF的體系結(jié)構(gòu)MWIF（mobilewirelessInternetforum，移動無線互聯(lián)網(wǎng)論壇）體系結(jié)構(gòu)將采用現(xiàn)有或演化的IETF（Internetengineeringtaskforce，互聯(lián)網(wǎng)工程任務(wù)組）協(xié)議，用于擴展的無線互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)，并和下一代網(wǎng)絡(luò)及其媒體網(wǎng)關(guān)互通。MWIF體系結(jié)構(gòu)擬在4個方面擴展使用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)。（1）在接入網(wǎng)絡(luò)和核心網(wǎng)絡(luò)中使用IP（3層）協(xié)議進(jìn)行傳輸和控制。（2）主體采用互聯(lián)網(wǎng)官方協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)（Internetofficialprotocolstandards，即requestforcomments：2600，RFC2600）。（3）根據(jù)潛在的移動環(huán)境，適時調(diào)整IETF協(xié)議的制定。（4）采用IP實現(xiàn)端到端（包括終端）連接。MWIF要求網(wǎng)絡(luò)應(yīng)具備的服務(wù)功能包括鑒定、授權(quán)、計費、命名和目錄服務(wù)、IP移動性、網(wǎng)絡(luò)管理、服務(wù)質(zhì)量QoS、安全性和會晤管理等。1.2移動互聯(lián)網(wǎng)的架構(gòu)1.2.2移動互聯(lián)網(wǎng)的協(xié)議簇協(xié)議是為計算機網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行數(shù)據(jù)交換而建立的規(guī)則、標(biāo)準(zhǔn)或約定。協(xié)議的集合（協(xié)議簇）是互聯(lián)網(wǎng)相互連接和組網(wǎng)的基礎(chǔ)。1.HTMLHTML（hypertextmarkuplanguage）即超文本標(biāo)記語言或超文本鏈接標(biāo)識語言，是目前網(wǎng)絡(luò)上應(yīng)用最廣泛的語言，也是構(gòu)成網(wǎng)頁文件的主要語言。2.CSSCSS（cascadingstylesheets）譯作層疊樣式表單，是用于（增強）控制網(wǎng)頁樣式，并允許將樣式信息與網(wǎng)頁內(nèi)容分離的一種標(biāo)記性語言。3.RSSRSS（reallysimplesyndication）也稱聚合RSS，是在線共享內(nèi)容的一種簡易方式。用戶在時效性比較強的內(nèi)容上使用RSS訂閱能更快速地獲取信息；網(wǎng)站提供RSS輸出，也有利于讓用戶獲取最新的網(wǎng)站內(nèi)容。1.2移動互聯(lián)網(wǎng)的架構(gòu)1.2.2移動互聯(lián)網(wǎng)的協(xié)議簇4.XMLXML（extensiblemarkuplanguage）即可擴展標(biāo)記語言。標(biāo)記是指計算機所能理解的信息符號，通過此種標(biāo)記，計算機之間可以處理包含各種信息的文章等。如何定義這些標(biāo)記，既可以選擇國際通用的標(biāo)記語言，如HTML，也可以使用像XML這樣由相關(guān)人士自由決定的標(biāo)記語言，這就是語言的可擴展性。5.TCP/IP互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議（Internetprotocolsuite，IPS）是一個網(wǎng)絡(luò)通信模型，以及一整個網(wǎng)絡(luò)傳輸協(xié)議家族，為互聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)通信架構(gòu)。它常被通稱為TCP/IP協(xié)議簇（TCP/IPprotocolsuite或TCP/IPprotocols），簡稱TCP/IP，因為該協(xié)議家族的兩個核心協(xié)議——TCP（傳輸控制協(xié)議）和IP（網(wǎng)際協(xié)議）為該家族中最早通過的標(biāo)準(zhǔn)。由于在網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議普遍采用分層的結(jié)構(gòu)，當(dāng)多個層次的協(xié)議共同工作時，類似計算機科學(xué)中的堆棧，因此又被稱為TCP/IP協(xié)議棧?；赥CP/IP的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)如圖1-7所示。1.2移動互聯(lián)網(wǎng)的架構(gòu)1.2.2移動互聯(lián)網(wǎng)的協(xié)議簇1.2移動互聯(lián)網(wǎng)的架構(gòu)1.2.2移動互聯(lián)網(wǎng)的協(xié)議簇6.HTTPHTTP（hypertexttransferprotocol）即超文本傳輸協(xié)議，是互聯(lián)網(wǎng)上應(yīng)用最為廣泛的一種網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，用于傳輸以超文本標(biāo)記語言寫的文檔，也就是我們通常所說的網(wǎng)頁。通過這個協(xié)議，我們可以瀏覽網(wǎng)絡(luò)上的各種信息，在瀏覽器上看到豐富多彩的文字與圖片。所有的WWW文件都必須遵守這個協(xié)議。7.SOAPSOAP（simpleobjectaccessprotocol，簡單對象訪問協(xié)議）是在分散或分布式的環(huán)境中交換信息的簡單協(xié)議，是一個基于XML的協(xié)議，它包括4個部分：SOAP封裝(envelop)，封裝定義了一個描述消息中的內(nèi)容是什么，是誰發(fā)送的，誰應(yīng)當(dāng)接收并處理它，以及如何處理它們的框架；SOAP編碼規(guī)則（encodingrules），用于表示應(yīng)用程序需要使用的數(shù)據(jù)類型的實例;SOAPRPC表示(RPCrepresentation)，表示遠(yuǎn)程過程調(diào)用和應(yīng)答的協(xié)定;SOAP綁定（binding），使用底層協(xié)議交換信息。1.2移動互聯(lián)網(wǎng)的架構(gòu)1.2.2移動互聯(lián)網(wǎng)的協(xié)議簇SOAP的兩個主要設(shè)計目標(biāo)是簡單性和可擴展性，這就意味著有一些傳統(tǒng)消息系統(tǒng)或分布式對象系統(tǒng)中的某些性質(zhì)將不是SOAP規(guī)范的一部分。例如，分布式垃圾收集(distributedgarbagecollection)、成批傳送消息(boxcarringorbatchingofmessages)、對象引用(objectsbyreferencewhichrequiresdistributedgarbagecollection)、對象激活(activationwhichrequiresobjectsbyreference)。1.2移動互聯(lián)網(wǎng)的架構(gòu)1.2.2移動互聯(lián)網(wǎng)的協(xié)議簇8.REST協(xié)議REST（representationalstatetransfer）是一種只使用HTTP和XML的基于Web通信的技術(shù)。REST從根本上來說只支持幾個操作（POST、GET、PUT和DELETE），這些操作適用于所有的消息。REST強調(diào)信息本身，稱為資源。9.OSI七層模型開放系統(tǒng)互連(opensysteminterconnect）參考模型是為實現(xiàn)開放系統(tǒng)互連所建立的通信功能分層模型，簡稱OSI參考模型。其目的是為異種計算機互連提供一個共同的基礎(chǔ)和標(biāo)準(zhǔn)框架，并為保持相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的一致性和兼容性提供共同的參考。這里所說的開放系統(tǒng)，實質(zhì)上指的是遵循OSI參考模型和相關(guān)協(xié)議，能夠?qū)崿F(xiàn)互連的具有各種應(yīng)用目的的計算機系統(tǒng)。OSI七層模型如圖1-8所示。1.2移動互聯(lián)網(wǎng)的架構(gòu)1.2.2移動互聯(lián)網(wǎng)的協(xié)議簇1.2移動互聯(lián)網(wǎng)的架構(gòu)1.2.2移動互聯(lián)網(wǎng)的協(xié)議簇物理層數(shù)據(jù)鏈路層網(wǎng)絡(luò)層物理層主要定義物理設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)，如網(wǎng)線的接口類型、光纖的接口類型、各種傳輸介質(zhì)的傳輸速率等。它的主要作用是傳輸比特流（由1、0轉(zhuǎn)化為電流強弱來進(jìn)行傳輸,到達(dá)目的地后再轉(zhuǎn)化為1、0，也就是我們常說的數(shù)/模轉(zhuǎn)換與模/數(shù)轉(zhuǎn)換），這一層的數(shù)據(jù)單位為比特。數(shù)據(jù)鏈路層定義了如何讓格式化數(shù)據(jù)進(jìn)行傳輸，以及如何控制對物理介質(zhì)的訪問，這一層通常還提供錯誤檢測和糾正，以確保數(shù)據(jù)的可靠傳輸。在位于不同地理位置的網(wǎng)絡(luò)中的兩個主機系統(tǒng)之間提供連接和路徑選擇，Internet的發(fā)展使得從世界各站點訪問信息的用戶數(shù)大大增加，而網(wǎng)絡(luò)層正是管理這種連接的層。1.2移動互聯(lián)網(wǎng)的架構(gòu)1.2.2移動互聯(lián)網(wǎng)的協(xié)議簇傳輸層會話層傳輸層定義了一些傳輸數(shù)據(jù)的協(xié)議和端口號（WWW端口80等），如TCP（傳輸控制協(xié)議，傳輸效率低，可靠性強，用于傳輸可靠性要求高、數(shù)據(jù)量大的數(shù)據(jù)）、UDP（用戶數(shù)據(jù)報協(xié)議，與TCP特性恰恰相反，用于傳輸可靠性要求不高、數(shù)據(jù)量小的數(shù)據(jù)，如QQ聊天數(shù)據(jù)就是通過這種方式傳輸?shù)模?，主要是將從下層接收的?shù)據(jù)進(jìn)行分段和傳輸，到達(dá)目的地后再進(jìn)行重組，常常把這一層數(shù)據(jù)稱為段。會話層通過傳輸層（端口號：傳輸端口與接收端口）建立數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐?，主要在系統(tǒng)之間發(fā)起會話或者接受會話請求（設(shè)備之間需要互相認(rèn)識，可以是IP，也可以是MAC或主機名）。1.2移動互聯(lián)網(wǎng)的架構(gòu)1.2.2移動互聯(lián)網(wǎng)的協(xié)議簇表示層表示層可確保一個系統(tǒng)的應(yīng)用層所發(fā)送的信息可以被另一個系統(tǒng)的應(yīng)用層讀取。例如，計算機程序與另一臺計算機進(jìn)行通信，其中一臺計算機使用擴展二十進(jìn)制交換碼（EBCDIC），而另一臺則使用美國信息交換標(biāo)準(zhǔn)碼（ASCII）來表示相同的字符。如有必要，表示層會通過使用一種通用格式來實現(xiàn)多種數(shù)據(jù)格式之間的轉(zhuǎn)換。應(yīng)用層應(yīng)用層是最靠近用戶的OSI層，這一層為用戶的應(yīng)用程序（如電子郵件、文件傳輸和終端仿真等）提供網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。1.2移動互聯(lián)網(wǎng)的架構(gòu)1.2.3移動互聯(lián)網(wǎng)的參考模型世界無線通信研究論壇（WirelessWorldResearchForum，WWRF）認(rèn)為移動互聯(lián)網(wǎng)提供了一種自適應(yīng)的、多樣化的、個性化的、實時感知周邊環(huán)境的應(yīng)用服務(wù)，并描繪出了移動互聯(lián)網(wǎng)的參考模型，如圖1-9所示。1.2移動互聯(lián)網(wǎng)的架構(gòu)1.2.3移動互聯(lián)網(wǎng)的參考模型其中，各部分的功能如下。（1）App。App經(jīng)過開放API獲取用戶交互支持、移動中間件或互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議簇的支持。（2）移動中間件。移動中間件由多種通用性服務(wù)元素構(gòu)成，主要包括建模服務(wù)、存在服務(wù)、配置管理、數(shù)據(jù)管理、服務(wù)發(fā)現(xiàn)、時間通知和環(huán)境感知等。（3）互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議簇?；ヂ?lián)網(wǎng)協(xié)議簇主要包括IP、傳輸、聯(lián)網(wǎng)、控制與管理等方面的協(xié)議，主要負(fù)責(zé)網(wǎng)絡(luò)層到數(shù)據(jù)鏈路層的適配任務(wù)。（4）操作系統(tǒng)。操作系統(tǒng)負(fù)責(zé)上層軟件（協(xié)議）與下層硬件之間的交互。（5）硬件或固件。硬件或固件是指組成終端或設(shè)備的器件單元等。1.2移動互聯(lián)網(wǎng)的架構(gòu)1.2.4移動互聯(lián)網(wǎng)的業(yè)務(wù)體系移動互聯(lián)網(wǎng)作為傳統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)與傳統(tǒng)移動通信的融合體，其服務(wù)體系也脫胎于上述二者。移動互聯(lián)網(wǎng)的業(yè)務(wù)主要包括以下三大類。（1）固定互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)向移動終端的復(fù)制。固定互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)向移動終端的復(fù)制實現(xiàn)移動互聯(lián)網(wǎng)與固定互聯(lián)網(wǎng)相似的業(yè)務(wù)體驗，這是移動互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)發(fā)展的基礎(chǔ)。（2）移動通信業(yè)務(wù)的互聯(lián)網(wǎng)化。移動通信業(yè)務(wù)的互聯(lián)網(wǎng)化使移動通信原有業(yè)務(wù)互聯(lián)網(wǎng)化，如Skype公司推出的移動VoIP業(yè)務(wù)。（3）融合移動通信與互聯(lián)網(wǎng)特點而進(jìn)行的業(yè)務(wù)創(chuàng)新。此類業(yè)務(wù)將移動通信的網(wǎng)絡(luò)能力和互聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)與應(yīng)用能力進(jìn)行聚合，從而創(chuàng)新出適合移動終端的互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)，如移動Web2.0業(yè)務(wù)、移動位置類互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)等，這也是移動互聯(lián)網(wǎng)有別于固定互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展方向。1.3

移動互聯(lián)網(wǎng)的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢1.3移動互聯(lián)網(wǎng)的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢1.3.1移動互聯(lián)網(wǎng)的研究現(xiàn)狀1.用戶規(guī)模研究1994年，中國正式接入互聯(lián)網(wǎng)，人們可以全方位地訪問互聯(lián)網(wǎng)，網(wǎng)民的數(shù)量急速增長。隨著手機終端應(yīng)用的持續(xù)升溫，手機網(wǎng)民的規(guī)模也持續(xù)增長，且人群已經(jīng)慢慢向普及化和大眾化方向發(fā)展。中國互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)信息中心（CNNIC）在2019年2月發(fā)布第43次《中國互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展?fàn)顩r統(tǒng)計報告》。這份報告顯示，截至2018年12月，我國網(wǎng)民規(guī)模為8.29億，全年新增網(wǎng)民5653萬人，較2017年末提升3.8個百分點，互聯(lián)網(wǎng)普及率達(dá)59.6%；我國手機網(wǎng)民規(guī)模達(dá)8.17億，全年新增手機網(wǎng)民6433萬人，較2017年末增加4.7%，網(wǎng)民中使用手機上網(wǎng)人群的占比達(dá)98.6%。1.3移動互聯(lián)網(wǎng)的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢1.3.1移動互聯(lián)網(wǎng)的研究現(xiàn)狀2．移動終端的研究移動終端是移動互聯(lián)網(wǎng)重要的組成部分。移動終端是指可在移動中使用的手持電腦設(shè)備，其包括智能手機、平板電腦和其他手持或便捷計算機設(shè)備。智能手機的便捷攜帶的優(yōu)點，使得手機終端成為人們最喜歡的移動終端設(shè)備。手機的智能化主要依賴于手機獨立的移動操作系統(tǒng)。移動互聯(lián)網(wǎng)是一個以移動操作系統(tǒng)為中心的生物鏈系統(tǒng)，而移動操作系統(tǒng)也是智能手機的核心。而現(xiàn)在基本上形成了iOS和Android兩大操作系統(tǒng)平分秋色的局面。3．移動互聯(lián)網(wǎng)市場的研究一個產(chǎn)業(yè)的發(fā)展一定需要市場的支撐。移動互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的市場空間非常巨大，作為移動通信和互聯(lián)網(wǎng)融合的產(chǎn)物，移動互聯(lián)網(wǎng)的業(yè)務(wù)既涵蓋原有互聯(lián)網(wǎng)運營所必需的業(yè)務(wù)，還包括改進(jìn)后的新型移動互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)和網(wǎng)絡(luò)化的通信增值業(yè)務(wù)。移動通信和互聯(lián)網(wǎng)都有各自的優(yōu)點，兩者相融合產(chǎn)生的移動互聯(lián)網(wǎng)業(yè)集合兩者的優(yōu)點于一身。1.3移動互聯(lián)網(wǎng)的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢1.3.2移動互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展趨勢移動互聯(lián)網(wǎng)是基于IP技術(shù)的移動通信網(wǎng)絡(luò)。傳統(tǒng)的互聯(lián)網(wǎng)IP技術(shù)只適用于固定的終端設(shè)備。對于移動互聯(lián)網(wǎng)的終端設(shè)備來講，其最大的特點就是移動。移動終端設(shè)備在通信期間有可能在不同子網(wǎng)之間移動，IP地址也需要改變。IP地址數(shù)量成為制約移動互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的一個重要因素。在移動互聯(lián)網(wǎng)中，帶寬主要由無線帶寬和移動帶寬兩部分組成。只有移動互聯(lián)網(wǎng)的帶寬擴展了，移動終端設(shè)備才會更加“活躍”。移動終端設(shè)備業(yè)務(wù)的多元化，使得大量數(shù)據(jù)需要處理，云計算的新型IT平臺可以提高數(shù)據(jù)的處理能力，減輕了移動終端設(shè)備的工作負(fù)擔(dān)。1.3移動互聯(lián)網(wǎng)的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢1.3.2移動互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展趨勢1.相關(guān)技術(shù)對移動互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的影響1）移動IPv6技術(shù)推動移動互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展近年來，我國組織實施基于IPv6的下一代互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用示范工程（ChinasNextGenerationInternet，CNGI），并制定了《互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)“十二五”發(fā)展規(guī)劃》等一系列相關(guān)計劃和政策，這些措施將有力推動我國互聯(lián)網(wǎng)事業(yè)的快速發(fā)展。IPv4地址池的耗盡，使得移動終端設(shè)備無法得到一個用于端到端傳輸數(shù)據(jù)的IP地址。IPv6的地址數(shù)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于IPv4的數(shù)量，甚至有人稱可以給地球上每一粒沙子分配一個IP地址。移動終端只有獲得一個全球唯一的IP地址才可以實現(xiàn)全球任意點到任意點的連接與通信。IPv6不僅支持端到端的安全傳輸，同時IPv6協(xié)議支持移動性，任何IPv6節(jié)點均支持IP功能。IPv6技術(shù)的地址數(shù)量龐大和支持移動性的優(yōu)點解決了制約移動互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的瓶頸問題，也加快了移動互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的速度。1.3移動互聯(lián)網(wǎng)的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢1.3.2移動互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展趨勢2）4G技術(shù)給移動互聯(lián)網(wǎng)帶來飛一般的感覺4G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的出現(xiàn)給解決移動終端帶寬問題提供了一個新的方向。隨著用戶的增加，用戶對移動數(shù)據(jù)帶寬的需求與日俱增。針對不斷增加的數(shù)據(jù)洪流，如何在滿足當(dāng)前用戶對數(shù)據(jù)需求的前提下，通過技術(shù)革新盡可能地提高用戶體驗，是運營商在移動互聯(lián)時代制勝的關(guān)鍵。第四代移動通信（4G）技術(shù)正是為解決上述問題而發(fā)展起來的。目前，我國已經(jīng)基本普及4G移動網(wǎng)絡(luò)，正在積極推進(jìn)5G移動網(wǎng)絡(luò)的規(guī)劃和建設(shè)，相信5G時代的到來會使無障礙化移動溝通指日可待，而且可以完全改變?nèi)藗兊纳盍?xí)慣和思維方式。智能終端的快速普及、移動帶寬的提升讓社會加速進(jìn)入移動互聯(lián)網(wǎng)的時代。3）云計算對移動互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的推動移動終端業(yè)務(wù)的多元化，雖然滿足了用戶的多元化需求，但也產(chǎn)生了大量的數(shù)據(jù)需要處理。如果這些數(shù)據(jù)都在移動終端上進(jìn)行處理，會導(dǎo)致終端設(shè)備的工作效率不高，而且對終端技術(shù)要求也高。云計算中的云存儲支持大容量的數(shù)據(jù)存儲，為網(wǎng)絡(luò)節(jié)省大量內(nèi)存。云計算平臺將終端設(shè)備產(chǎn)生的數(shù)據(jù)進(jìn)行集中處理，再將處理的結(jié)果返回終端設(shè)備。這樣的處理方式大大減少了終端設(shè)備的工作量，降低了移動終端設(shè)備的技術(shù)要求，加快了終端設(shè)備的發(fā)展。1.3移動互聯(lián)網(wǎng)的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢1.3.2移動互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展趨勢2.移動互聯(lián)網(wǎng)對經(jīng)濟發(fā)展的影響1）移動互聯(lián)網(wǎng)助推數(shù)字經(jīng)濟全面加速發(fā)展黨的十九大提出要發(fā)展數(shù)字經(jīng)濟、共享經(jīng)濟，培育新增長點，形成新動能。移動互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與云計算、大數(shù)據(jù)、人工智能等技術(shù)的深度融合，不斷創(chuàng)新服務(wù)模式及產(chǎn)業(yè)形態(tài)，重構(gòu)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域，將為數(shù)字經(jīng)濟提供動力，推動中國數(shù)字經(jīng)濟進(jìn)入快車道。2）移動互聯(lián)網(wǎng)打造大規(guī)模垂直化新產(chǎn)業(yè)如果說前期移動互聯(lián)網(wǎng)的垂直化發(fā)展還多是“小而美”的產(chǎn)品和服務(wù)，下一階段，移動互聯(lián)網(wǎng)將進(jìn)入推動傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)向大規(guī)模垂直化新業(yè)態(tài)發(fā)展的階段。移動互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)一方面加大對垂直領(lǐng)域的深度拓展，在教育、醫(yī)療、娛樂、交通等垂直領(lǐng)域形成“獨角獸”企業(yè)；另一方面，移動互聯(lián)網(wǎng)巨頭跨界發(fā)展，通過并購、投融資等手段，不斷形成規(guī)模化的垂直行業(yè)新業(yè)態(tài)。1.3移動互聯(lián)網(wǎng)的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢1.3.2移動互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展趨勢3）移動互聯(lián)網(wǎng)推動全球經(jīng)濟一體化進(jìn)程技術(shù)的發(fā)展趨勢不可阻擋，先進(jìn)的產(chǎn)品和優(yōu)質(zhì)的服務(wù)是贏得市場的根本。中國互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)出海已經(jīng)積累大量成功經(jīng)驗，形成多種出海模式，海外拓展的步伐不會停滯。中國政府倡導(dǎo)的構(gòu)建人類命運共同體的理念得到國際社會越來越多的認(rèn)同，中國一貫堅持和平發(fā)展主張，在“一帶一路”倡議中堅持共商、共建、共享，最終實現(xiàn)各方共贏，這是我國移動互聯(lián)網(wǎng)成功走向世界的價值觀優(yōu)勢。1.3移動互聯(lián)網(wǎng)的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢1.3.2移動互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展趨勢3.移動互聯(lián)網(wǎng)的八大發(fā)展趨勢1）移動購物2018年上半年，手機用戶已經(jīng)達(dá)到了12億，也就是說電子商務(wù)將來的主戰(zhàn)場不是在PC，而是在移動設(shè)備上，我們已進(jìn)入移動互聯(lián)網(wǎng)階段，人們都習(xí)慣通過智能手機去完成一切，包括購物。2）平臺化我們可以看到大的電商都開始有自己的平臺，其實這個道理很清楚，就是因為這是最充分利用自己的流量、將自己的商品和服務(wù)最大效益化的一個過程，因為有平臺，可以利用全社會的資源增加自己商品的豐富度、增加自己的服務(wù)和地理覆蓋。1.3移動互聯(lián)網(wǎng)的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢1.3.2移動互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展趨勢3）服務(wù)向基層滲透電子商務(wù)將向三、四、五線城市滲透，一方面源于移動設(shè)備繼續(xù)的滲透，很多三、四、五線城市的人群都開始用上智能手機，光纖網(wǎng)絡(luò)也逐步進(jìn)入鄉(xiāng)鎮(zhèn)；另一方面，這些城市首先經(jīng)濟收入提高，各類快遞物流走入，再加上本地的購物不便，人們開始慢慢嘗試在網(wǎng)上購物。隨著一、二線城市網(wǎng)購滲透率接近飽和，電商城鎮(zhèn)化布局將成為電商企業(yè)發(fā)展的重點，三、四線城市、鄉(xiāng)鎮(zhèn)等地區(qū)將成為電商“渠道下沉”的主戰(zhàn)場。這也是“拼多多”等小程序快速崛起的原因。4）物聯(lián)網(wǎng)可以試想一下，隨著可穿戴設(shè)備和RFID的發(fā)展，將來的芯片可以植入在皮膚里面，甚至可以植入在任何物品里面，任何物品狀態(tài)的變化都可能引起其他相關(guān)物品狀態(tài)的變化。例如，你放了一瓶果汁在冰箱中，進(jìn)冰箱時自動掃描，知道這瓶果汁的保質(zhì)期，知道是何時放進(jìn)去的，知道你的用量，當(dāng)你要喝完時，馬上可以自動下訂單，商家接到訂單后馬上給你送貨，從供應(yīng)商那里下訂單，而那個訂單觸發(fā)生產(chǎn)。也就是說，零售、物流和生產(chǎn)可以全部結(jié)合起來。1.3移動互聯(lián)網(wǎng)的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢1.3.2移動互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展趨勢5）社交購物人們在購物時，通常希望聽到親人、朋友、周圍人的意見作為參考，社交購物可以在社交網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上更加精準(zhǔn)地為顧客營銷，更個性化地為顧客服務(wù)。微信10億的用戶，將建立超過百億社交關(guān)系鏈。6）O2O通俗來講，O2O就是線上連接線下，同時營銷。目前，O2O做得比較好的行業(yè)是服裝行業(yè)、手機行業(yè)、餐飲行業(yè)、電子產(chǎn)品行業(yè)等。例如，以手機行業(yè)為例，華為、OPPO、小米等手機品牌在天貓、京東等電商平臺上都有自己的旗艦店，但同時線下也有很多體驗店，人們可以通過去體驗店體驗、查看真實的物品是怎樣的，然后到網(wǎng)上下單，或在網(wǎng)上查看了解清楚，再去實體店下單，這就是線上線下同時進(jìn)行，O2O也是目前電商的一大發(fā)展趨勢。O2O，是OnlineToOffline的縮寫即在線離線/線上到線下，是指將線下的商務(wù)機會與互聯(lián)網(wǎng)結(jié)合，讓互聯(lián)網(wǎng)成為線下交易的平臺，這個概念最早來源于美國。O2O的概念非常廣泛，既可涉及到線上，又可涉及到線下,可以通稱為O2O。主流商業(yè)管理課程均對O2O這種新型的商業(yè)模式有所介紹及關(guān)注。2013年O2O進(jìn)入高速發(fā)展階段，開始了本地化及移動設(shè)備的整合和完善，于是O2O商業(yè)模式橫空出世，成為O2O模式的本地化分支。拓展知識1.3移動互聯(lián)網(wǎng)的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢1.3.2移動互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展趨勢7）云服務(wù)和電子商務(wù)解決方案大量的電子商務(wù)企業(yè)發(fā)展了很多能力，這些能力包括物流的能力，營銷的能力，系統(tǒng)的能力，各種各樣為商家、為供應(yīng)商和為合作伙伴提供電子商務(wù)解決方案的能力，這些能力將在未來發(fā)展中最大效率地發(fā)揮作用。8）大數(shù)據(jù)的應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)的下一個重要能力是數(shù)據(jù)。如果有大量電子商務(wù)顧客行為數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)經(jīng)過過濾、分析而成為信息，而在信息的基礎(chǔ)之上建立模型來支持決策，成為我們的知識，而這些知識能夠做預(yù)測和進(jìn)行精準(zhǔn)分析。這是未來電子商務(wù)盈利的最高層次。THANKYOU感謝觀看Lifewaslikeaboxofchocolates,youneverknowwhatyou’regotoget.模塊2移動互聯(lián)網(wǎng)組網(wǎng)技術(shù)（1）了解無線網(wǎng)絡(luò)接入技術(shù)。（2）了解IEEE802.11協(xié)議簇。（3）理解IEEE802.15協(xié)議簇。（4）掌握IEEE802.15.4WPAN的組成。（5）掌握網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D的繪制方法。學(xué)習(xí)目標(biāo)（1）IEEE802.15.4WPAN的組成。（2）網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D的繪制。學(xué)習(xí)要點移動互聯(lián)網(wǎng)組網(wǎng)技術(shù)就是移動網(wǎng)絡(luò)組建技術(shù)，隨著移動通信的發(fā)展、移動通信協(xié)議的完善和移動智能設(shè)備的增加，移動無線組網(wǎng)技術(shù)也日益趨近成熟。目錄contents2.4無線網(wǎng)絡(luò)接入技術(shù)移動自組織網(wǎng)絡(luò)移動云計算技術(shù)實訓(xùn)2.1

無線網(wǎng)絡(luò)接入技術(shù)2.1無線網(wǎng)絡(luò)接入技術(shù)伴隨移動通信的發(fā)展，移動終端作為簡單的通信設(shè)備已有幾十年的歷史。自2007年開始，智能化引發(fā)了移動終端的本質(zhì)變化，從根本上改變了終端作為移動網(wǎng)絡(luò)末梢的傳統(tǒng)定位。移動智能終端幾乎在一瞬之間轉(zhuǎn)變?yōu)榛ヂ?lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)的關(guān)鍵入口和主要創(chuàng)新平臺，新型媒體、電子商務(wù)和信息服務(wù)平臺，互聯(lián)網(wǎng)資源、移動網(wǎng)絡(luò)資源與環(huán)境交互資源的最重要樞紐，其操作系統(tǒng)和處理器芯片甚至成為當(dāng)今整個ICT產(chǎn)業(yè)的戰(zhàn)略制高點。當(dāng)前主流的移動互聯(lián)終端設(shè)備包括智能手機、平板電腦、MID、筆記本電腦（超極本、上網(wǎng)本）、智能硬件等。2.1無線網(wǎng)絡(luò)接入技術(shù)2.1.1無線局域網(wǎng)與IEEE802.11協(xié)議簇在各種無線局域網(wǎng)技術(shù)交織的時期，WLAN、藍(lán)牙、HomeRF、UWB等競相綻放，但I(xiàn)EEE802.11系列的WLAN應(yīng)用最為廣泛。自從1997年IEEE802.11標(biāo)準(zhǔn)實施以來，先后有802.11a、802.11b等10多個標(biāo)準(zhǔn)被制定，這些標(biāo)準(zhǔn)的制定對無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展和無線網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用起到了重要的推動作用，也促進(jìn)了不同廠家的無線網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品的互通互聯(lián)。802.11協(xié)議簇是國際電氣與電子工程師協(xié)會（IEEE）為無線局域網(wǎng)絡(luò)制定的標(biāo)準(zhǔn)。雖然Wi-Fi使用了802.11的媒體訪問控制層（MAC）和物理層（PHY），但是兩者并不完全一致。在802.11協(xié)議簇標(biāo)準(zhǔn)中，使用最多的應(yīng)該是802.11n標(biāo)準(zhǔn)，工作在2.4GHz或5GHz頻段，傳輸速率可達(dá)600Mb/s（理論值）。常見的802.11協(xié)議簇如表21所示。Wi-Fi（發(fā)音：/?wa?fa?/，法語發(fā)音：/wifi/），在中文里又稱作“行動熱點”，是Wi-Fi聯(lián)盟制造商的商標(biāo)做為產(chǎn)品的品牌認(rèn)證，是一個創(chuàng)建于IEEE802.11標(biāo)準(zhǔn)的無線局域網(wǎng)技術(shù)?；趦商紫到y(tǒng)的密切相關(guān)，也常有人把Wi-Fi當(dāng)做IEEE802.11標(biāo)準(zhǔn)的同義術(shù)語。“Wi-Fi”常被寫成“WiFi”或“Wifi”，但是它們并沒有被Wi-Fi聯(lián)盟認(rèn)可。拓展知識2.1無線網(wǎng)絡(luò)接入技術(shù)2.1.1無線局域網(wǎng)與IEEE802.11協(xié)議簇2.1無線網(wǎng)絡(luò)接入技術(shù)2.1.1無線局域網(wǎng)與IEEE802.11協(xié)議簇2.1無線網(wǎng)絡(luò)接入技術(shù)2.1.1無線局域網(wǎng)與IEEE802.11協(xié)議簇2.1無線網(wǎng)絡(luò)接入技術(shù)2.1.1無線局域網(wǎng)與IEEE802.11協(xié)議簇從效果上看，802.11ad雖然傳輸速度快，但是由于工作頻率太高，傳輸距離較近，所以主要用于實現(xiàn)家庭內(nèi)部無線高清音視頻信號的傳輸，為家庭多媒體應(yīng)用帶來更完備的高清視頻解決方案。無線網(wǎng)絡(luò)廠商則根據(jù)實際需求，更多采用802.11n和802.11ac協(xié)議。常見的協(xié)議簇應(yīng)用范圍如圖2-1所示。2.1無線網(wǎng)絡(luò)接入技術(shù)2.1.2IEEE802.15標(biāo)準(zhǔn)及相關(guān)技術(shù)1.IEEE802.15標(biāo)準(zhǔn)簡介1998年，IEEE802.15工作組成立，專門從事WPAN標(biāo)準(zhǔn)化工作。它的任務(wù)是開發(fā)一套適用于短程無線通信的標(biāo)準(zhǔn)，通常稱為無線個人局域網(wǎng)（WPANs）。802.15.1本質(zhì)上只是藍(lán)牙低層協(xié)議的一個正式標(biāo)準(zhǔn)化版本，大多數(shù)標(biāo)準(zhǔn)制定工作仍由藍(lán)牙特別興趣組（SIG）在做，其成果將由IEEE批準(zhǔn)。原始的802.15.1標(biāo)準(zhǔn)基于藍(lán)牙1.1，在目前大多數(shù)藍(lán)牙器件中采用的都是這一版本。新的版本802.15.1a將對應(yīng)于藍(lán)牙1.2，它包括某些QoS增強功能，完全向后兼容。藍(lán)牙是第一個面向低速率應(yīng)用的標(biāo)準(zhǔn)，但是它的市場情況不太理想，其原因之一是受Wi-Fi（802.11b）的沖擊，Wi-Fi產(chǎn)品的價格大幅度下降在某些應(yīng)用方面抑制了藍(lán)牙的優(yōu)勢。另一個原因是藍(lán)牙為了覆蓋更多的應(yīng)用和提供QoS，使其偏離了原來設(shè)計簡單的目標(biāo)，復(fù)雜使藍(lán)牙變得昂貴，不再適合那些要求低功率、低成本的簡單應(yīng)用。另外，它還存在可擴展性方面的問題。藍(lán)牙技術(shù)是一種無線數(shù)據(jù)和語音通信開放的全球規(guī)范，它是基于低成本的近距離無線連接，為固定和移動設(shè)備建立通信環(huán)境的一種特殊的近距離無線技術(shù)連接。拓展知識2.1無線網(wǎng)絡(luò)接入技術(shù)2.1.2IEEE802.15標(biāo)準(zhǔn)及相關(guān)技術(shù)目前，IEEE802.15WPAN共擁有4個工作組。1）藍(lán)牙WPAN工作組該規(guī)范基于BluetoothTMv1.1，定義了BluetoothTM無線技術(shù)的較低層（L2CAP、LMP、基帶和無線）。該標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)發(fā)布，標(biāo)準(zhǔn)號為：IEEEStd802.15.1TM—2002。2）共存組研究WLAN和WPAN設(shè)備的共存機制，為所有工作在2.4GHz頻帶上的無線應(yīng)用建立一個標(biāo)準(zhǔn)。3）高數(shù)據(jù)率WPAN工作組速率為20Mb/s或更高的WPAN規(guī)范。工作頻段為2.4GHz。數(shù)據(jù)率11Mb/s、22Mb/s、33Mb/s、44Mb/s和55Mb/s，它滿足手持設(shè)備用戶圖像和對媒體應(yīng)用的需求。該標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)發(fā)布，標(biāo)準(zhǔn)號為IEEEStd802.15.3TM—2003。2.1無線網(wǎng)絡(luò)接入技術(shù)2.1.2IEEE802.15標(biāo)準(zhǔn)及相關(guān)技術(shù)4）低速率工作組為了滿足低功耗、低成本的無線網(wǎng)絡(luò)要求，IEEE標(biāo)準(zhǔn)委員會在2000年12月正式批準(zhǔn)并成立了802.15.4工作組，其任務(wù)就是開發(fā)一個低數(shù)據(jù)率的WPAN（LR-WPAN）標(biāo)準(zhǔn)。本規(guī)范定義了4種不同的PHY，3種PHY使用DSSS技術(shù)，1種使用PSSS技術(shù)。本項目研究一種低速率的WPAN，電池壽命可為數(shù)月到數(shù)年。工作在無線執(zhí)照豁免頻段，潛在的應(yīng)用包括傳感器、交互玩具、智能卡、遠(yuǎn)程控制和家電。該標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)發(fā)布，標(biāo)準(zhǔn)號為IEEEStd802.15.4TM—2003。2.1無線網(wǎng)絡(luò)接入技術(shù)2.1.2IEEE802.15標(biāo)準(zhǔn)及相關(guān)技術(shù)2.IEEE802.15.4標(biāo)準(zhǔn)IEEE802.15.4標(biāo)準(zhǔn)是一種結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉的無線通信網(wǎng)絡(luò)，它使得在低電能和低吞吐量的應(yīng)用環(huán)境中使用無線連接成為可能。它的主要目標(biāo)是維護一個簡單、靈活的協(xié)議，且實現(xiàn)安裝簡便、數(shù)據(jù)可靠傳輸、短距離操作、低成本、長壽命的功能。它具有如下特性。（1）有20Kb/s、40Kb/s、100Kb/s和250Kb/s四種不同的傳輸速率。（2）支持兩種網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)（星型和對等型）。（3）有短地址（16bit）和擴展地址（64bit）兩種模式。（4）可以選擇是否分配保證時隙（GTS）。（5）使用載波偵聽多路訪問/沖突避免（CSMA/CA）機制訪問信道。（6）支持確認(rèn)字符（ACK）機制，保證傳輸可靠性。2.1無線網(wǎng)絡(luò)接入技術(shù)2.1.2IEEE802.15標(biāo)準(zhǔn)及相關(guān)技術(shù)（7）低功耗。（8）能源檢測。（9）鏈路質(zhì)量指示。（10）2540MHz的頻帶有16個通道，915MHz的頻帶有30個通道，868MHz的頻帶有3個通道。IEEE802.15.4有兩種設(shè)備：全功能設(shè)備（full-functiondevice，F(xiàn)FD）和精簡功能設(shè)備（reduced-functiondevice，RFD）。FFD既可以與FFD通信，又可以與RFD通信；RFD只能與FFD通信。RFD設(shè)備主要用于簡單的控制應(yīng)用，如燈的開關(guān)、被動式紅外線傳感器等，傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量較少，對傳輸資源和通信資源占用不多，這樣RFD設(shè)備可以采用非常廉價的實現(xiàn)方案。RFD技術(shù)被廣泛地使用在物聯(lián)網(wǎng)上面。2.1無線網(wǎng)絡(luò)接入技術(shù)2.1.2IEEE802.15標(biāo)準(zhǔn)及相關(guān)技術(shù)3.IEEE802.15.4WPAN的組成在IEEE802.15.4的組成中最基本的是設(shè)備。設(shè)備可以是FFD或RFD。在POS范圍內(nèi)使用同一個物理信道通信的兩個或多個設(shè)備構(gòu)成一個WPAN。這個WPAN應(yīng)該至少包括一個FFD，作為該網(wǎng)絡(luò)的PAN協(xié)調(diào)器。在無線訪問媒介中，由于傳播特性是動態(tài)的、不確定的，所以無法很好地定義覆蓋范圍。點位置或天線方向的微小改變、物體移動等周圍環(huán)境的變化都有可能引起通信鏈路信號強度和質(zhì)量的劇烈變化，因而無線通信的覆蓋范圍不是確定的。這就造成了LR-WPAN網(wǎng)絡(luò)中設(shè)備的數(shù)量及它們之間關(guān)系的動態(tài)變化。2.1無線網(wǎng)絡(luò)接入技術(shù)2.1.2IEEE802.15標(biāo)準(zhǔn)及相關(guān)技術(shù)1）網(wǎng)絡(luò)拓?fù)銲EEE802.15.4網(wǎng)絡(luò)中的設(shè)備按功能可以分為網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)點、協(xié)調(diào)點和終端設(shè)備3種。IEEE802.15.4可以有兩種網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)：星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和對等拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，如圖2-2和圖2-3所示。2.1無線網(wǎng)絡(luò)接入技術(shù)2.1.2IEEE802.15標(biāo)準(zhǔn)及相關(guān)技術(shù)星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)由一個稱為網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)點（PANcoordinator）的中央控制器和多個從設(shè)備組成。主協(xié)調(diào)器必須為一個具有完整功能的設(shè)備，從設(shè)備既可為完整功能設(shè)備也可為簡化功能設(shè)備。在一個PAN網(wǎng)絡(luò)中，只能有一個網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)點。在實際應(yīng)用中，應(yīng)根據(jù)具體應(yīng)用情況，采用不同功能的設(shè)備，合理地構(gòu)造通信網(wǎng)絡(luò)。在網(wǎng)絡(luò)通信中，通常將這些設(shè)備分為起始設(shè)備或終端設(shè)備，PAN主協(xié)調(diào)器既可以作為起始設(shè)備、終端設(shè)備，也可以作為路由器，是PAN網(wǎng)絡(luò)的主控制器。在任何一個拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)上，所有設(shè)備都有一個唯一的64位長地址碼，該地址可以在PAN中用于直接通信，或者當(dāng)設(shè)備之間已經(jīng)存在連接時，可以將其轉(zhuǎn)變?yōu)?6位短地址碼分配給設(shè)備。PAN主協(xié)調(diào)器是主要的耗電設(shè)備，而其他從設(shè)備經(jīng)常采用電池供電。星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)通常在家庭自動化、PC外圍設(shè)備、玩具、游戲及個人健康檢查方面得到應(yīng)用。2.1無線網(wǎng)絡(luò)接入技術(shù)2.1.2IEEE802.15標(biāo)準(zhǔn)及相關(guān)技術(shù)星型網(wǎng)絡(luò)以網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)點為中心，所有設(shè)備只能與網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)點進(jìn)行通信，所以在星型網(wǎng)絡(luò)中，第一步就是找到網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)點。在網(wǎng)絡(luò)中，任何一個全功能設(shè)備都有可能成為一個網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)點。一個全功能設(shè)備在第一次被激活后，首先廣播查詢網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)點的請求，如果接收到回應(yīng)，這個FFD設(shè)備就可以創(chuàng)建自己的網(wǎng)絡(luò)，并成為這個網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)點。在對等拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中，同樣也存在一個網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)點，即主設(shè)備，但該網(wǎng)絡(luò)不同于星型拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，該網(wǎng)絡(luò)中的任何一個設(shè)備都可以與其通信范圍內(nèi)的其他設(shè)備進(jìn)行通信。對等拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)能夠構(gòu)成較為復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，如全連接網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。這種對等拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)在工業(yè)監(jiān)測和控制、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)、供應(yīng)物資跟蹤、農(nóng)業(yè)智能化及安全監(jiān)控等方面都有廣泛的應(yīng)用。一個對等網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議可以是基于點對點技術(shù)的，也可以是自組織式的和自恢復(fù)式的，并且在網(wǎng)絡(luò)中各個設(shè)備之間發(fā)送消息時，可通過多個中間設(shè)備中繼的方式進(jìn)行傳輸，即通常稱為多跳的傳輸方式。2.1無線網(wǎng)絡(luò)接入技術(shù)2.1.2IEEE802.15標(biāo)準(zhǔn)及相關(guān)技術(shù)2）架構(gòu)IEEE802.15.4結(jié)構(gòu)分成多個模塊來定義，這些模塊稱為層。每層負(fù)責(zé)完成規(guī)定的任務(wù)，并向上層提供服務(wù)。模塊的劃分基于開放式系統(tǒng)互聯(lián)七層模式。各層之間的接口通過所定義的邏輯鏈路來提供服務(wù)。LR-WPAN設(shè)備包含物理層和MAC層，物理層包括伴隨著低等控制機制的射頻收發(fā)機，MAC層為各種傳輸提供到達(dá)物理通道的接口，關(guān)系如圖2-4所示。2.1無線網(wǎng)絡(luò)接入技術(shù)2.1.2IEEE802.15標(biāo)準(zhǔn)及相關(guān)技術(shù)圖2-4所示的upperlayers包括網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層，其中，網(wǎng)絡(luò)層提供網(wǎng)絡(luò)配置，操作信息路由，應(yīng)用層提供設(shè)備的既定功能。邏輯鏈路控制層（LLC）能通過服務(wù)協(xié)議匯聚層（SSCS）訪問MAC層。該體系結(jié)構(gòu)可以作為嵌入式設(shè)備或要求外部設(shè)備（如個人計算機）支持的設(shè)備實現(xiàn)其功能。3）物理層IEEE802.15.4物理層定義了物理無線信道和MAC子層之間的接口。物理層提供兩種類型的服務(wù)：物理層數(shù)據(jù)服務(wù)和物理層管理服務(wù)。物理層數(shù)據(jù)服務(wù)可以通過無線物理信道發(fā)送和接收物理層協(xié)議數(shù)據(jù)單元來實現(xiàn)。物理層的特征是啟動和關(guān)閉無線收發(fā)器、能力檢測、鏈路質(zhì)量、信道選擇、清除信道評估（CCA），以及通過物理媒體對數(shù)據(jù)包進(jìn)行發(fā)送和接收。2.1無線網(wǎng)絡(luò)接入技術(shù)2.1.2IEEE802.15標(biāo)準(zhǔn)及相關(guān)技術(shù)IEEE802.15.4提供兩種物理層的選擇（868/915MHz和2.4GHz），物理層與MAC層的協(xié)作擴大了網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的范疇。這兩種物理層都采用直接序列擴頻（DSSS）技術(shù)，降低數(shù)字集成電路的成本，并且都使用相同的包結(jié)構(gòu)，以使運行作業(yè)周期縮短、功耗降低。2.4GHz物理層的數(shù)據(jù)傳輸速率為250Kb/s，868/915MHz物理層的數(shù)據(jù)傳輸速率分別是20Kb/s和40Kb/s。2.4GHz物理層的較高速率主要歸因于一個較好的調(diào)制方案：基于DSSS方法(16個狀態(tài))的準(zhǔn)正交調(diào)制技術(shù)。來自PPDU的二進(jìn)制數(shù)據(jù)被依次（按字節(jié)從低到高）組成4位二進(jìn)制數(shù)據(jù)符號，每種數(shù)據(jù)符號（對應(yīng)16狀態(tài)組中的一組）被映射成32位偽噪聲CHIP，以便傳輸。然后這個連續(xù)的偽噪聲CHIP序列被調(diào)制（采用最小移位鍵控方式MSK）到載波上，即采用半正弦脈沖波形的偏移四相移相鍵控（OQPSK）調(diào)制方式。2.1無線網(wǎng)絡(luò)接入技術(shù)2.1.2IEEE802.15標(biāo)準(zhǔn)及相關(guān)技術(shù)868/915MHz物理層使用簡單DSSS方法，每個PPDU數(shù)據(jù)傳輸位被最長為15的CHIP序列（m-序列）所擴展，即被多組+1、-1構(gòu)成的m-序列編碼，然后使用二進(jìn)制相移鍵控技術(shù)調(diào)制這個擴展的位元序列。不同的數(shù)據(jù)傳輸速率適用于不同的場合。例如，868/915MHz物理層的低速率換取了較好的靈敏度（-85dbm/2.4GHz，-92dbm/868、915MHz）和較大的覆蓋面積，從而減少了覆蓋給定物理區(qū)域所需的節(jié)點數(shù)。2.4GHz物理層的較高速率適用于較高的數(shù)據(jù)吞吐量、低延時或低作業(yè)周期的場合。4）媒體訪問控制層MAC層提供兩種類型的服務(wù)：MAC層管理實體服務(wù)接入點（MLME-SAP）向MAC層數(shù)據(jù)和MAC層管理提供服務(wù)。MAC層數(shù)據(jù)服務(wù)可以通過PHY數(shù)據(jù)服務(wù)發(fā)送和接收MAC協(xié)議數(shù)據(jù)單元。2.1無線網(wǎng)絡(luò)接入技術(shù)2.1.2IEEE802.15標(biāo)準(zhǔn)及相關(guān)技術(shù)媒體訪問控制層的特征是：信標(biāo)管理、信道接入、時隙管理、幀確認(rèn)、發(fā)送確認(rèn)幀、聯(lián)合與分裂。此外，MAC子層為應(yīng)用合適的安全機制提供一些方法。IEEE802.15.4MAC層的特征是聯(lián)合，分離，確認(rèn)幀傳遞，通道訪問機制，幀確認(rèn)，保證時隙管理和信令管理。MAC子層提供兩個服務(wù)與高層聯(lián)系，即通過兩個服務(wù)訪問點（SAP）訪問高層。通過MAC通用部分子層服務(wù)接入點（MLDE-SAP）訪問MAC數(shù)據(jù)服務(wù)，用MAC層管理實體服務(wù)接入點（MLME-SAP）訪問MAC管理服務(wù)。這兩個服務(wù)為網(wǎng)絡(luò)層和物理層提供了一個接口。靈活的MAC幀結(jié)構(gòu)適應(yīng)了不同的應(yīng)用及網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞男枰?，同時也保證了協(xié)議的簡潔。幀控制說明了如何看待幀的其余部分及它們包含什么。序列號是傳輸數(shù)據(jù)幀及確認(rèn)幀的序號。僅當(dāng)確認(rèn)幀的序列號與上次數(shù)據(jù)傳輸幀的序列號一致時，才能判定數(shù)據(jù)傳輸業(yè)務(wù)成功。幀校驗序列是16位循環(huán)冗余校驗。凈荷（payload）是MAC幀要承載的上層數(shù)據(jù)，它的字段長度可變。MAC數(shù)據(jù)幀被送至物理層，作為物理層幀數(shù)據(jù)(PPDU)的一部分。2.1無線網(wǎng)絡(luò)接入技術(shù)2.1.2IEEE802.15標(biāo)準(zhǔn)及相關(guān)技術(shù)4.IEEE802.15.4WPAN的特點（1）可升級卓越的網(wǎng)絡(luò)能力，可對多達(dá)254個網(wǎng)絡(luò)設(shè)備進(jìn)行動態(tài)設(shè)備尋址。（2）適應(yīng)性與現(xiàn)有控制網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)無縫集成。通過網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器（coordinator）自動建立網(wǎng)絡(luò)，采用CSMA-CA方式進(jìn)行信道存取。（3）為了可靠傳遞，提供全握手協(xié)議。在過去的幾年內(nèi)，藍(lán)牙技術(shù)被重新定義為802.15.1，它與802.15.4存在相同點和不同點。（1）相同點。802.15.4和藍(lán)牙均用于WPAN。（2）不同點。802.15.4適用于傳感器、玩具和家庭自動控制，同時注重于低速數(shù)據(jù)或短操作時間的控制和通信網(wǎng)絡(luò)；藍(lán)牙則是在ad-hoc（peertopeer）網(wǎng)絡(luò)中擅長便攜式音頻、便攜式屏幕圖表圖像及文件的傳輸。802.15.4的設(shè)計特點是能夠合理地優(yōu)化能源的使用。一塊正常電池的使用壽命可以達(dá)到2年以上；藍(lán)牙的能耗與移動電話類似（需定期充電）。2.1無線網(wǎng)絡(luò)接入技術(shù)2.1.2IEEE802.15標(biāo)準(zhǔn)及相關(guān)技術(shù)5.IEEE802.15.4技術(shù)的應(yīng)用和挑戰(zhàn)IEEE802.15.4的早期客戶將是高端工業(yè)用戶，這是由于802.15.4主要應(yīng)用于工業(yè)控制、遠(yuǎn)程監(jiān)控和樓宇自動化領(lǐng)域，后期802.15.4的市場將轉(zhuǎn)向消費者和家庭用戶，主要應(yīng)用于家庭自動化、安全和交互式玩具，其市場的動力將來自其低造價、小功耗及便于使用的特點，每個802.15.4發(fā)射接收機的價格低于5美元。對于工業(yè)市場領(lǐng)域來說，傳感器網(wǎng)絡(luò)是主要市場對象。將傳感器和802.15.4WPAN設(shè)備組合，進(jìn)行數(shù)據(jù)收集、處理和分析，就可以決定是否需要或何時需要用戶操作。無線傳感器應(yīng)用實例包括惡劣環(huán)境下的檢測，如涉及危險的火和化學(xué)物質(zhì)的現(xiàn)場、監(jiān)測和維護正在旋轉(zhuǎn)的機器等。在這些應(yīng)用上，一個802.15.4WPAN網(wǎng)絡(luò)可以極大地降低新傳感器網(wǎng)絡(luò)的安裝成本并簡化對現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)的擴充。2.1無線網(wǎng)絡(luò)接入技術(shù)2.1.2IEEE802.15標(biāo)準(zhǔn)及相關(guān)技術(shù)802.15.4網(wǎng)絡(luò)另一個重要的應(yīng)用領(lǐng)域是精作農(nóng)業(yè)。使用自動化的遠(yuǎn)程控制網(wǎng)絡(luò)的智能設(shè)備實現(xiàn)農(nóng)場經(jīng)營的信息化和軟件化是精作農(nóng)業(yè)的新范例。這需要成千上萬個帶傳感器的LR-WPAN設(shè)備組成網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)。傳感器將收集有關(guān)田地的信息，如土地濕度、氮濃縮量和土壤的pH等，每個感應(yīng)器將經(jīng)過計算的數(shù)據(jù)傳輸?shù)剿鄳?yīng)的LR-WPAN設(shè)備，并通過網(wǎng)絡(luò)將其返回到一個中央數(shù)據(jù)采集設(shè)備。精作農(nóng)業(yè)的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用屬802.15.4LR-WPAN的低端應(yīng)用，僅需通過已部署的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備每天進(jìn)行少許數(shù)據(jù)的傳輸。針對巨大的中國市場，802.15.4技術(shù)產(chǎn)品將在中國的環(huán)境監(jiān)測和保護領(lǐng)域發(fā)揮重要的作用。利用該技術(shù)可以對污染源，特別是各工廠廢水、廢氣的排放口進(jìn)行實時監(jiān)測控制，在每個排放口安裝相應(yīng)感應(yīng)器，完成樣本的采集、分析和最終的流量測定。2.1無線網(wǎng)絡(luò)接入技術(shù)2.1.2IEEE802.15標(biāo)準(zhǔn)及相關(guān)技術(shù)802.15.4將提供一個低成本的用于數(shù)據(jù)采集和傳輸?shù)木W(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)上每個監(jiān)測點只需在有限的時間內(nèi)發(fā)送幾個比特的數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)流是異步的，并在數(shù)據(jù)等待時間上限制極小，這些因素有利于電池使用壽命的延長。802.15.4WPAN應(yīng)用的挑戰(zhàn)在于