第8章網(wǎng)絡(luò)新技術(shù)與新應(yīng)用8.1移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)與百服務(wù)8.2短距離無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)8.3物聯(lián)網(wǎng)8.4IP交換技術(shù)8.5P2P網(wǎng)絡(luò)服務(wù)返回8.1移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)與百服務(wù)８.１.１移動(dòng)互連與簡(jiǎn)單網(wǎng)絡(luò)終端隨著電子技術(shù)的發(fā)展和各種便攜式個(gè)人通信設(shè)備及家用電器等消費(fèi)類電子產(chǎn)品的增加，人們對(duì)于各種消費(fèi)類電子產(chǎn)品之間及其與其他設(shè)備之間的信息交互有了強(qiáng)烈的需求，對(duì)于使用便攜式設(shè)備并需要經(jīng)常流動(dòng)工作的人們，希望通過(guò)一個(gè)小型的、短距離的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)為移動(dòng)的商業(yè)用戶提供各種服務(wù)，實(shí)現(xiàn)在任何時(shí)候、任何地點(diǎn)、與任何人進(jìn)行通信并獲取信息的個(gè)人通信要求，從而促使以藍(lán)牙、Ｗｉ－Ｆｉ為代表的短距離無(wú)線通信技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。這些短距離無(wú)線通信技術(shù)主要應(yīng)用于家庭、辦公室、機(jī)場(chǎng)、商場(chǎng)等室內(nèi)場(chǎng)所，在提高人們生活和工作質(zhì)量的同時(shí)，也對(duì)現(xiàn)有的蜂窩移動(dòng)通信技術(shù)和衛(wèi)星移動(dòng)通信技術(shù)等相對(duì)長(zhǎng)距離無(wú)線通信技術(shù)提供了有益的補(bǔ)充。因此，實(shí)現(xiàn)低價(jià)位、低功耗、可替代電纜的無(wú)線數(shù)據(jù)和語(yǔ)音鏈路的短距離無(wú)線通信（ＳＤＲ）技術(shù)正在成為被關(guān)注的焦點(diǎn)。下一頁(yè)返回8.1移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)與百服務(wù)作為有線通信的補(bǔ)充和發(fā)展，無(wú)線通信系統(tǒng)自２０世紀(jì)，特別是２１世紀(jì)初以來(lái)得到了迅猛的發(fā)展。其中蜂窩移動(dòng)通信從模擬無(wú)線通信到數(shù)字無(wú)線通信，從早期的大區(qū)制蜂窩系統(tǒng)，（支持很少的用戶，很低的數(shù)據(jù)速率，但是有較遠(yuǎn)的傳輸距離），到目前的宏蜂窩、微蜂窩，通信半徑越來(lái)越小，支持用戶越來(lái)越多，數(shù)據(jù)傳輸速率越來(lái)越高；從２Ｇ、２.５Ｇ到目前將要在國(guó)內(nèi)應(yīng)用的３Ｇ，毫無(wú)疑問(wèn)，蜂窩移動(dòng)通信技術(shù)的產(chǎn)生、發(fā)展及應(yīng)用是通信領(lǐng)域最偉大的成就之一。目前４Ｇ系統(tǒng)的研究也在積極地展開(kāi)，通信對(duì)于國(guó)民經(jīng)濟(jì)和國(guó)家安全具有越來(lái)越重要的意義，和人們生活緊密相關(guān)的短距離無(wú)線通信技術(shù)與系統(tǒng)也得到了迅速的發(fā)展。上一頁(yè)下一頁(yè)返回8.1移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)與百服務(wù)３Ｇ、８０２.１１和８０２.１６等無(wú)線網(wǎng)絡(luò)快速發(fā)展，使得Ｉｎｔｅｒｎｅｔ上智能手機(jī)、ＰＤＡ等簡(jiǎn)單終端急增，這豐富了因特網(wǎng)的終端設(shè)備。這些簡(jiǎn)單終端計(jì)算和處理功能有限，它們?cè)诼?lián)網(wǎng)中，更多的功能是向網(wǎng)絡(luò)上傳需求、回顯網(wǎng)絡(luò)處理結(jié)果。它們本身數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和數(shù)據(jù)處理能力有限，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和數(shù)據(jù)處理主要依靠網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器。這種應(yīng)用的需求及其廣泛的存在促生了云計(jì)算、云服務(wù)。云計(jì)算和云服務(wù)發(fā)展迅速，引領(lǐng)著網(wǎng)絡(luò)服務(wù)模式的變革。智能手機(jī)通過(guò)３Ｇ網(wǎng)絡(luò)接入因特網(wǎng)，擴(kuò)展了因特網(wǎng)應(yīng)用。更為重要的是它正引起網(wǎng)絡(luò)方式的深刻變化，主要趨勢(shì)是網(wǎng)絡(luò)終端簡(jiǎn)單化、數(shù)據(jù)處理網(wǎng)絡(luò)化，云計(jì)算、云服務(wù)正在突破因特網(wǎng)傳輸模式飛速發(fā)展。３Ｇ網(wǎng)絡(luò)及智能手機(jī)的普及引領(lǐng)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用進(jìn)入一個(gè)新時(shí)代。上一頁(yè)下一頁(yè)返回8.1移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)與百服務(wù)８.１.２云計(jì)算與云服務(wù)當(dāng)今同樣備受關(guān)注的３Ｇ、物聯(lián)網(wǎng)與云計(jì)算互為支撐、交相輝映。３Ｇ為云計(jì)算帶來(lái)數(shù)以億計(jì)的寬帶移動(dòng)用戶。移動(dòng)終端的計(jì)算能力和存儲(chǔ)空間有限，卻有很強(qiáng)的聯(lián)網(wǎng)能力，如果有云計(jì)算平臺(tái)的支撐，移動(dòng)用戶將獲得前所未有的服務(wù)體驗(yàn)；物聯(lián)網(wǎng)使用數(shù)量驚人的傳感器、ＲＦＩＤ和視頻監(jiān)控單元等，采集到海量的數(shù)據(jù)，通過(guò)３Ｇ和寬帶互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行傳輸，如果匯聚到云計(jì)算設(shè)施進(jìn)行存儲(chǔ)和處理，則可以更加迅速、準(zhǔn)確、智能、低成本地對(duì)物理世界進(jìn)行管理和控制，大幅提高社會(huì)生產(chǎn)力水平和生活質(zhì)量。上一頁(yè)下一頁(yè)返回8.1移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)與百服務(wù)云計(jì)算的影響將是深遠(yuǎn)的，它將徹底改變ＩＴ產(chǎn)業(yè)的架構(gòu)和運(yùn)行方式?？梢灶A(yù)見(jiàn)，高性能計(jì)算機(jī)、高端服務(wù)器、高端存儲(chǔ)器和高端處理器的市場(chǎng)將被數(shù)量眾多、低成本、低能耗和高性價(jià)比的云計(jì)算硬件市場(chǎng)所擠占；傳統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)中心將迅速被成本低一個(gè)數(shù)量級(jí)的云計(jì)算數(shù)據(jù)中心所取代；絕大多數(shù)軟件將以服務(wù)方式呈現(xiàn)，甚至連大多數(shù)游戲都將在“云”里運(yùn)行；呼叫中心、網(wǎng)絡(luò)會(huì)議中心、智能中心、數(shù)據(jù)交換中心、視頻監(jiān)控中心和銷售管理中心等，將越來(lái)越向某些云計(jì)算設(shè)施集中而獲得高得多的性價(jià)比。放眼遠(yuǎn)眺，云計(jì)算將與網(wǎng)絡(luò)計(jì)算融為一體，實(shí)現(xiàn)云計(jì)算平臺(tái)之間的相互操作和資源共享。上一頁(yè)下一頁(yè)返回8.1移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)與百服務(wù)放眼全球，云計(jì)算已是“大風(fēng)起兮云飛揚(yáng)”。在云計(jì)算環(huán)境下，個(gè)人電腦只要與寬帶相連，平時(shí)把大量信息儲(chǔ)存到“云”（網(wǎng)絡(luò)）上，隨需隨取。這樣一來(lái)，個(gè)人電腦就不再需要昂貴的中央處理器、復(fù)雜的操作系統(tǒng)和較大的硬盤，實(shí)現(xiàn)“書(shū)本一樣的價(jià)格、超級(jí)計(jì)算機(jī)一樣的能力”。可以預(yù)見(jiàn)，云計(jì)算這一場(chǎng)孕育著無(wú)限可能的信息技術(shù)革命，將對(duì)計(jì)算機(jī)的硬件、軟件、應(yīng)用和商業(yè)模式帶來(lái)顛覆性的變革，徹底改變計(jì)算機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)、電信和傳媒的現(xiàn)有格局，深刻地影響人類的進(jìn)程。上一頁(yè)下一頁(yè)返回8.1移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)與百服務(wù)過(guò)去因?yàn)榧夹g(shù)限制，一臺(tái)機(jī)器能處理的數(shù)據(jù)有限，接收到數(shù)據(jù)后，就像坐上一輛每站都停的慢車，必須經(jīng)過(guò)每一關(guān)檢查才能到達(dá)目的地，數(shù)據(jù)中心的規(guī)模每擴(kuò)大一倍，系統(tǒng)的復(fù)雜度就是原來(lái)的三倍以上，這種方法不僅耗時(shí)，也更消耗能源。但是云端技術(shù)，卻能把所有的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備虛擬成一臺(tái)超大的交換器，讓數(shù)據(jù)可以像坐特快車一樣，從起點(diǎn)直達(dá)目的地。把原本需要經(jīng)過(guò)四天才能完成的任務(wù)，簡(jiǎn)化到只需要兩天，甚至只要一天就能完成。上一頁(yè)返回８.２短距離無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)８.２.１概述近年來(lái)，在計(jì)算機(jī)等相關(guān)技術(shù)的快速進(jìn)步，高性能、高集成度的ＣＭＯＳ和ＧａＡｓ半導(dǎo)體技術(shù)和超大規(guī)模集成電路技術(shù)的發(fā)展及低功耗、低成本消費(fèi)類電子產(chǎn)品對(duì)數(shù)據(jù)通信的強(qiáng)烈需求的推動(dòng)下，短距離無(wú)線通信技術(shù)得到了快速提高，無(wú)線局域網(wǎng)（ＷＬＡＮ）、藍(lán)牙技術(shù)、Ｚｉｇ?Ｂｅｅ技術(shù)及移動(dòng)自組織網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、無(wú)線網(wǎng)格網(wǎng)絡(luò)（ＷＭＮ）技術(shù)取得了巨大進(jìn)展，各種無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的相互融合也進(jìn)入了研究者的視野，包括蜂窩移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)、衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)、公共交換網(wǎng)絡(luò)（ＰＳＴＮ）、ＷＬＡＮ／ＷＰＡＮ、藍(lán)牙技術(shù)及ＺｉｇＢｅｅ技術(shù)，未來(lái)均將融合集成到因特網(wǎng)的骨干網(wǎng)中。下一頁(yè)返回８.２短距離無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)短距離無(wú)線通信的主要特點(diǎn)是通信距離短，覆蓋距離一般在１０～２００ｍ；另外，無(wú)線發(fā)射器的發(fā)射功率較低，發(fā)射功率一般小于１００ｍＷ；工作頻率多為免付費(fèi)、免申請(qǐng)的全球通用的工業(yè)、科學(xué)、醫(yī)學(xué)（Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ，ＳｃｉｅｎｔｉｆｉｃａｎｄＭｅｄｉｃａｌ，ＩＳＭ）頻段。短距離無(wú)線通信技術(shù)的范圍很廣，在一般意義上，只要通信收發(fā)雙方通過(guò)無(wú)線電波傳輸信息，并且傳輸距離限制在較短的范圍內(nèi)（通常是幾十米以內(nèi)），就可以稱為短距離無(wú)線通信。低成本、低功耗和對(duì)等通信，是短距離無(wú)線通信技術(shù)的三個(gè)重要特征和優(yōu)勢(shì)。低功耗是相對(duì)其他無(wú)線通信技術(shù)而言的一個(gè)特點(diǎn)，這與其通信距離短這個(gè)先天特點(diǎn)密切相關(guān)。由于傳播距離近，遇到障礙物的概率也小，因而發(fā)射功率普遍都很低，通常在１毫瓦量級(jí)。上一頁(yè)下一頁(yè)返回８.２短距離無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)對(duì)等通信是短距離無(wú)線通信的重要特征，有別于基于網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施的無(wú)線通信技術(shù)。終端之間對(duì)等通信，無(wú)須網(wǎng)絡(luò)設(shè)備進(jìn)行中轉(zhuǎn)，因此空中接口設(shè)計(jì)和高層協(xié)議都相對(duì)比較簡(jiǎn)單，無(wú)線資源的管理通常采用競(jìng)爭(zhēng)的方式（如載波偵聽(tīng)）。一般來(lái)講，短距離無(wú)線通信技術(shù)從數(shù)據(jù)速率可分為高速短距離無(wú)線通信和低速短距離無(wú)線通信兩類。高速短距離無(wú)線通信的最高數(shù)據(jù)速率高于１００Ｍｂ／ｓ，通信距離小于１０ｍ，典型技術(shù)有高速ＵＷＢ；低速短距離無(wú)線通信的最低數(shù)據(jù)速率低于１Ｍｂ／ｓ，通信距離小于１００ｍ，典型技術(shù)有ＺｉｇＢｅｅ、低速ＵＷＢ、藍(lán)牙。上一頁(yè)下一頁(yè)返回８.２短距離無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)高速短距離無(wú)線通信技術(shù)，目前主要應(yīng)用于連接下一代便攜式消費(fèi)電器和通信設(shè)備。它支持各種高速率的多媒體應(yīng)用、高質(zhì)量聲像配送、多兆字節(jié)音樂(lè)和圖像文檔傳送等。低速短距離無(wú)線通信技術(shù)，主要用于家庭、工廠與倉(cāng)庫(kù)的自動(dòng)化控制、安全監(jiān)視、保健監(jiān)視、環(huán)境監(jiān)視、軍事行動(dòng)、消防隊(duì)員操作指揮、貨單自動(dòng)更新、庫(kù)存實(shí)時(shí)跟蹤以及游戲和互動(dòng)式玩具等方面的低速應(yīng)用。上一頁(yè)下一頁(yè)返回８.２短距離無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)８.２.２主要短距離無(wú)線網(wǎng)絡(luò)發(fā)展?fàn)顩r１.藍(lán)牙技術(shù)早在１９９４年，瑞典的愛(ài)立信（Ｅｒｉｃｓｓｏｎ）公司便已經(jīng)著手藍(lán)牙技術(shù)的研究開(kāi)發(fā)工作，意在通過(guò)一種短程無(wú)線連接替代已經(jīng)廣泛使用的有線連接。１９９８年２月，Ｅｒｉｃｓｓｏｎ、Ｎｏｋｉａ、Ｉｎ?ｔｅｌ、Ｔｏｓｈｉｂａ和ＩＢＭ共同組建特別興趣小組。在此之后，３Ｃｏｍ、Ｌｕｃｅｎｔ、Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ和Ｍｏｔｏｒｏｌａ等公司也相繼加盟藍(lán)牙計(jì)劃。它們的共同目標(biāo)是開(kāi)發(fā)一種全球通用的小范圍無(wú)線通信技術(shù)，即藍(lán)牙技術(shù)。上一頁(yè)下一頁(yè)返回８.２短距離無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)它是針對(duì)目前近距離的便攜式器件之間的紅外線鏈路（ＩｎｆｒａｒｅｄＬｉｎｋ）而提出的，應(yīng)用紅外線收發(fā)器連接雖然能免去電線或電纜的連接，但是使用起來(lái)有許多不便，不僅距離只限于ｌ～２ｍ，而且必須在視線上直接對(duì)準(zhǔn)，中間不能有任何阻擋，同時(shí)只限于在兩個(gè)設(shè)備之間進(jìn)行連接，不能同時(shí)連接更多的設(shè)備。藍(lán)牙不是用于遠(yuǎn)距離通信的技術(shù)，它是低成本、短距離的無(wú)線個(gè)人網(wǎng)絡(luò)傳輸（ＷｉｒｅｌｅｓｓＰｅｒｓｏｎａｌＡｒｅａＮｅｔｗｏｒｋ，ＷＰＡＮ）應(yīng)用，其主要目標(biāo)是提供一個(gè)全世界通行的無(wú)線傳輸環(huán)境，通過(guò)無(wú)線電波來(lái)實(shí)現(xiàn)所有移動(dòng)設(shè)備之間的信息傳輸服務(wù)。這些移動(dòng)設(shè)備包括手機(jī)、筆記本電腦、ＰＤＡ、數(shù)字相機(jī)、打印機(jī)，等等。具體地說(shuō)，藍(lán)牙的目標(biāo)是提供一種通用的無(wú)線接口標(biāo)準(zhǔn)，用微波取代傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)中錯(cuò)綜復(fù)雜的電纜，在藍(lán)牙設(shè)備間實(shí)現(xiàn)方便快捷、靈活安全、低成本、低功耗的數(shù)據(jù)和語(yǔ)音通信。因此，其載頻選用在全球都可用的２.４５ＧＨｚＩＳＭ頻帶。上一頁(yè)下一頁(yè)返回８.２短距離無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)藍(lán)牙支持點(diǎn)到點(diǎn)和點(diǎn)到多點(diǎn)的連接，可采用無(wú)線方式將若干藍(lán)牙設(shè)備連成一個(gè)微微網(wǎng)，多個(gè)微微網(wǎng)又可互連成特殊分散網(wǎng)，形成靈活的多重微微網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，從而實(shí)現(xiàn)各類設(shè)備之間的快速通信。它能在一個(gè)微微網(wǎng)內(nèi)尋址８?jìng)€(gè)設(shè)備（實(shí)際上互連的設(shè)備數(shù)量是沒(méi)有限制的，只不過(guò)在同一時(shí)刻只能激活８?jìng)€(gè)，其中１個(gè)為主設(shè)備，７個(gè)為從設(shè)備）。藍(lán)牙技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)１.０的版本已由該藍(lán)牙特殊利益集團(tuán)于１９９９年７月２６日正式向全世界發(fā)布。這是一個(gè)經(jīng)過(guò)精心設(shè)計(jì)的、完整而全面的技術(shù)規(guī)范，它可以使計(jì)算機(jī)、通信和信息家電的生產(chǎn)廠家按照此技術(shù)規(guī)范真正開(kāi)始設(shè)計(jì)和制造嵌入藍(lán)牙技術(shù)的產(chǎn)品。上一頁(yè)下一頁(yè)返回８.２短距離無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)作為一種電纜替代技術(shù)，藍(lán)牙具有低成本、高速率的特點(diǎn)，它可把內(nèi)嵌有藍(lán)牙芯片的計(jì)算機(jī)、手機(jī)和多種便攜通信終端互連起來(lái)，為其提供語(yǔ)音和數(shù)字接入服務(wù)，實(shí)現(xiàn)信息的自動(dòng)交換和處理，并且藍(lán)牙的使用和維護(hù)成本據(jù)稱要低于其他任何一種無(wú)線技術(shù)。目前藍(lán)牙技術(shù)開(kāi)發(fā)的重點(diǎn)是多點(diǎn)連接，即一臺(tái)設(shè)備同時(shí)與多臺(tái)（最多７臺(tái)）其他設(shè)備互連。今后，市場(chǎng)上不同廠商的藍(lán)牙產(chǎn)品將能夠相互連通。藍(lán)牙技術(shù)的應(yīng)用主要有以下三類：（１）語(yǔ)音／數(shù)據(jù)接入，指將一臺(tái)計(jì)算機(jī)通過(guò)安全的無(wú)線鏈路連接到通信設(shè)備上，完成與廣域網(wǎng)的連接；（２）外圍設(shè)備互連，指將各種設(shè)備通過(guò)藍(lán)牙鏈路連接到主機(jī)上；（３）個(gè)人局域網(wǎng)（ＰＡＮ），主要用于個(gè)人網(wǎng)絡(luò)與信息的共享與交換。上一頁(yè)下一頁(yè)返回８.２短距離無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)藍(lán)牙技術(shù)出眾的特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)如下：（１）藍(lán)牙工作在全球開(kāi)放的２.４ＧＨｚＩＳＭ頻段；（２）使用跳頻頻譜擴(kuò)展技術(shù)，把頻帶分成若干個(gè)跳頻信道（ＨｏｐＣｈａｎｎｅｌ），在一次連接中，無(wú)線電收發(fā)器按一定的碼序列不斷地從一個(gè)信道“跳”到另一個(gè)信道；（３）一臺(tái)藍(lán)牙設(shè)備可同時(shí)與其他７臺(tái)藍(lán)牙設(shè)備建立連接；（４）數(shù)據(jù)傳輸速率可達(dá)ｌＭｂ／ｓ；（５）低功耗、通信安全性好；（６）在有效范圍內(nèi)可越過(guò)障礙物進(jìn)行連接，沒(méi)有特別的通信視角和方向要求；（７）組網(wǎng)簡(jiǎn)單方便，采用“即插即用”的概念，嵌入藍(lán)牙技術(shù)的設(shè)備一旦搜索到另一藍(lán)牙設(shè)備，馬上就可以建立連接，傳輸數(shù)據(jù)；上一頁(yè)下一頁(yè)返回８.２短距離無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)（８）支持語(yǔ)音傳輸。２.Ｗｉ－Ｆｉ技術(shù)Ｗｉ－Ｆｉ（ＷｉｒｅｌｅｓｓＦｉｄｅｌｉｔｙ，無(wú)線高保真）屬于無(wú)線局域網(wǎng)的一種，通常是指符合ＩＥＥＥ８０２.１１ｂ標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品，是利用無(wú)線接入手段的新型局域網(wǎng)解決方案。Ｗｉ－Ｆｉ的主要特點(diǎn)是傳輸速率高、可靠性高、建網(wǎng)快速便捷、可移動(dòng)性好、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)彈性化、組網(wǎng)靈活、組網(wǎng)價(jià)格較低等。與藍(lán)牙技術(shù)一樣，Ｗｉ－Ｆｉ技術(shù)同屬于短距離無(wú)線通信技術(shù)。雖然在數(shù)據(jù)安全性方面Ｗｉ－Ｆｉ技術(shù)比藍(lán)牙技術(shù)要差一些，但在電波的覆蓋范圍方面卻略勝一籌，可達(dá)１００ｍ左右，不用說(shuō)家庭、辦公室，就是小一點(diǎn)的整棟大樓也可使用。上一頁(yè)下一頁(yè)返回８.２短距離無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)Ｗｉ－Ｆｉ技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)按其速度和技術(shù)新舊可分為：ＩＥＥＥ８０２.１１ｂ、ＩＥＥＥ８０２.１１ａ、ＩＥＥＥ８０２.１１ｇ。ＩＥＥＥ８０２.１１ｂ標(biāo)準(zhǔn)發(fā)布于１９９９年９月，主要目的是提供ＷＬＡＮ接入，也是目前ＷＬＡＮ的主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，它的工作頻率也是２.４ＧＨｚ，與無(wú)繩電話、藍(lán)牙等許多不需要頻率使用許可證的無(wú)線設(shè)備共享同一頻段，且采用加強(qiáng)版的ＤＳＳＳ，傳輸率可以根據(jù)環(huán)境的變化在１１Ｍｂ／ｓ、５.５Ｍｂ／ｓ、２Ｍｂ／ｓ和１Ｍｂ／ｓ之間動(dòng)態(tài)切換。目前ＩＥＥＥ８０２.１１ｂ標(biāo)準(zhǔn)是當(dāng)前應(yīng)用最為廣泛的ＷＬＡＮ標(biāo)準(zhǔn)，其缺點(diǎn)是速度還是不夠快，且所在的２.４ＧＨｚ的ＩＳＭ頻段的帶寬比較窄（僅有８５ＭＨｚ），同時(shí)還要受到微波、藍(lán)牙等多種干擾源的干擾。上一頁(yè)下一頁(yè)返回８.２短距離無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)Ｗｉ－Ｆｉ技術(shù)的優(yōu)勢(shì)在于以下三個(gè)方面。其一，無(wú)線電波的覆蓋范圍廣，基于藍(lán)牙技術(shù)的電波覆蓋范圍非常小，半徑大約只有１５ｍ，而Ｗｉ－Ｆｉ的半徑則可達(dá)１００ｍ左右。最近，Ｖｉｖａｔｏ公司推出了一款新型交換機(jī)。據(jù)悉，該款產(chǎn)品能夠把目前Ｗｉ－Ｆｉ無(wú)線網(wǎng)絡(luò)接近１００ｍ的通信距離擴(kuò)大到約６５００ｍ。其二，雖然由Ｗｉ－Ｆｉ技術(shù)傳輸?shù)臒o(wú)線通信質(zhì)量不是很好，數(shù)據(jù)安全性能比藍(lán)牙差一些，傳輸質(zhì)量也有待改進(jìn)，但傳輸速度非?？欤梢赃_(dá)到１１Ｍｂ／ｓ，符合個(gè)人和社會(huì)信息化的需求。上一頁(yè)下一頁(yè)返回８.２短距離無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)其三，廠商進(jìn)入該領(lǐng)域的門檻比較低。廠商只要在機(jī)場(chǎng)、車站、咖啡店、圖書(shū)館等人員較密集的地方設(shè)置“熱點(diǎn)”，并通過(guò)高速線路將Ｉｎｔｅｒｎｅｔ接入上述場(chǎng)所。這樣，由于“熱點(diǎn)”所發(fā)射出的電波可以達(dá)到距接入點(diǎn)半徑數(shù)十米至１００米的地方，用戶只要將支持無(wú)線ＬＡＮ的筆記本電腦或ＰＤＡ拿到該區(qū)域內(nèi)，即可高速接入Ｉｎｔｅｒｎｅｔ。也就是說(shuō)，廠商不用耗費(fèi)資金來(lái)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)布線接入，從而節(jié)省了大量的成本。Ｗｉ－Ｆｉ是由ＡＰ（ＡｃｃｅｓｓＰｏｉｎｔ）和無(wú)線網(wǎng)卡組成的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)。ＡＰ一般稱為網(wǎng)絡(luò)橋接器或接入點(diǎn)，它被當(dāng)作傳統(tǒng)的有線局域網(wǎng)絡(luò)與無(wú)線局域網(wǎng)絡(luò)之間的橋梁，因此任何一臺(tái)裝有無(wú)線網(wǎng)卡的ＰＣ均可通過(guò)ＡＰ去分享有線局域網(wǎng)絡(luò)甚至廣域網(wǎng)絡(luò)的資源，其工作原理相當(dāng)于一個(gè)內(nèi)置無(wú)線發(fā)射器的Ｈｕｂ或者是路由；而無(wú)線網(wǎng)卡則是負(fù)責(zé)接收由ＡＰ所發(fā)射信號(hào)的客戶端設(shè)備。Ｗｉ－Ｆｉ與有線相比有許多優(yōu)點(diǎn)。上一頁(yè)下一頁(yè)返回８.２短距離無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)（１）無(wú)須布線。Ｗｉ－Ｆｉ最主要的優(yōu)勢(shì)在于不需要布線，可以不受布線條件的限制，因此非常適合移動(dòng)辦公用戶的需要，具有廣闊的市場(chǎng)前景。目前它已經(jīng)從傳統(tǒng)的醫(yī)療保健、庫(kù)存控制和管理服務(wù)等特殊行業(yè)向更多行業(yè)拓展開(kāi)去，甚至開(kāi)始進(jìn)入家庭以及教育機(jī)構(gòu)等領(lǐng)域。（２）健康安全。ＩＥＥＥ８０２.１１規(guī)定的發(fā)射功率不可超過(guò)１００ｍＷ，實(shí)際發(fā)射功率約為６０～７０ｍＷ，這是一個(gè)什么樣的概念呢？手機(jī)的發(fā)射功率為２００ｍＷ～１Ｗ之間，手持式對(duì)講機(jī)的發(fā)射功率高達(dá)８Ｗ，而且無(wú)線網(wǎng)絡(luò)使用方式并非像手機(jī)一樣直接接觸人體，是絕對(duì)安全的。上一頁(yè)下一頁(yè)返回８.２短距離無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)（３）簡(jiǎn)單的組建方法。一般架設(shè)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的基本配備就是無(wú)線網(wǎng)卡及一臺(tái)ＡＰ，如此便能以無(wú)線的模式，配合既有的有線架構(gòu)來(lái)分享網(wǎng)絡(luò)資源，架設(shè)費(fèi)用和復(fù)雜程度遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于傳統(tǒng)的有線網(wǎng)絡(luò)。如果只是幾臺(tái)電腦的對(duì)等網(wǎng)，也可不用ＡＰ，只需為每臺(tái)電腦配備無(wú)線網(wǎng)卡。（４）長(zhǎng)距離工作。雖然無(wú)線Ｗｉ－Ｆｉ的工作距離不大，但是在網(wǎng)絡(luò)建設(shè)完備的情況下，ＩＥＥＥ８０２.１１ｂ標(biāo)準(zhǔn)的真實(shí)工作距離可以達(dá)到１００ｍ以上，解決了高速移動(dòng)時(shí)數(shù)據(jù)的糾錯(cuò)問(wèn)題、誤碼問(wèn)題，Ｗｉ－Ｆｉ設(shè)備與設(shè)備、設(shè)備與基站之間的切換和安全認(rèn)證都得到了很好的實(shí)現(xiàn)。上一頁(yè)下一頁(yè)返回８.２短距離無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)３.ＺｉｇＢｅｅ技術(shù)ＺｉｇＢｅｅ是一種新興的近距離、低復(fù)雜度、低功耗、低數(shù)據(jù)速率、低成本的雙向無(wú)線通信技術(shù)，主要適用于自動(dòng)控制、遠(yuǎn)程控制領(lǐng)域及家用設(shè)備聯(lián)網(wǎng)。這一名稱來(lái)源于蜜蜂的八字舞，由于蜜蜂（Ｂｅｅ）是靠飛翔和“嗡嗡”（Ｚｉｇ）地抖動(dòng)翅膀的“舞蹈”來(lái)與同伴傳遞花粉所在方位信息，也就是說(shuō)蜜蜂依靠這樣的方式構(gòu)成了群體中的通信網(wǎng)絡(luò)。ＺｉｇＢｅｅ標(biāo)準(zhǔn)建立在ＩＥＥＥ８０２.１５.４標(biāo)準(zhǔn)之上，由于只定義了物理層協(xié)議和ＭＡＣ層協(xié)議，于是成立了ＺｉｇＢｅｅ聯(lián)盟，ＺｉｇＢｅｅ聯(lián)盟對(duì)其網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議和ＡＰＩ進(jìn)行了標(biāo)準(zhǔn)化，還開(kāi)發(fā)了安全層。經(jīng)過(guò)聯(lián)盟對(duì)ＩＥＥＥ８０２.１５.４的改進(jìn)，這才真正形成了協(xié)議棧（Ｚｓｔａｃｋ），如圖８－１所示。上一頁(yè)下一頁(yè)返回８.２短距離無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)ＺｉｇＢｅｅ可用于組建低速率低功耗的無(wú)線個(gè)域網(wǎng)（ＬＲＷＰＡＮ）。ＺｉｇＢｅｅ具備強(qiáng)大的設(shè)備聯(lián)網(wǎng)功能，它支持３種主要的自組織無(wú)線網(wǎng)絡(luò)類型，即星形結(jié)構(gòu)（Ｓｔａｒ）、網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)（Ｍｅｓｈ）和簇狀形結(jié)構(gòu)（ＣｌｕｓｔｅｒＴｒｅｅ），如圖８－２所示，特別是網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，具有很強(qiáng)的網(wǎng)絡(luò)健壯性和系統(tǒng)可靠性。ＺｉｇＢｅｅ支持多種網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，最簡(jiǎn)單的是星形網(wǎng)，只用１個(gè)網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器，連接多個(gè)從屬設(shè)備；另一種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)是互連的星形網(wǎng)，可以擴(kuò)展為單個(gè)星形網(wǎng)或互連多個(gè)星形網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成簇狀網(wǎng)（樹(shù)狀網(wǎng)）；第３種是網(wǎng)狀網(wǎng)，網(wǎng)狀網(wǎng)的覆蓋范圍很大，可以容納上萬(wàn)個(gè)結(jié)點(diǎn)。上一頁(yè)下一頁(yè)返回８.２短距離無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)容錯(cuò)能力高、自適應(yīng)力好、傳輸距離長(zhǎng)，但其復(fù)雜度也最高；星形網(wǎng)絡(luò)具有簡(jiǎn)潔和低功耗等特點(diǎn)，使用簡(jiǎn)單，適用于家庭小規(guī)模、低復(fù)雜度的應(yīng)用；簇狀網(wǎng)絡(luò)則介于兩者之間。ＺｉｇＢｅｅ技術(shù)特點(diǎn)有：（１）數(shù)據(jù)傳輸速率低：１０～２５０ｋｂ／ｓ，專注于低速傳輸應(yīng)用；（２）功耗低：在低功耗待機(jī)模式下，兩節(jié)普通５號(hào)電池可使用６～２４個(gè)月；（３）成本低：ＺｉｇＢｅｅ數(shù)據(jù)傳輸速率低，協(xié)議簡(jiǎn)單，所以大大降低了成本；（４）網(wǎng)絡(luò)容量大：網(wǎng)絡(luò)可容納６５０００個(gè)設(shè)備；上一頁(yè)下一頁(yè)返回８.２短距離無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)（５）時(shí)延短：典型搜索設(shè)備時(shí)延為３０ｍｓ，休眠激活時(shí)延為１５ｍｓ，活動(dòng)設(shè)備信道接入時(shí)延為１５ｍｓ；（６）網(wǎng)絡(luò)的自組織、自愈能力強(qiáng)，通信可靠；（７）數(shù)據(jù)安全：ＺｉｇＢｅｅ提供了數(shù)據(jù)完整性檢查和鑒權(quán)功能，采用ＡＥＳ－１２８加密算法（美國(guó)新加密算法，是目前最好的文本加密算法之一），各個(gè)應(yīng)用可靈活確定其安全屬性；（８）有效范圍小：有效覆蓋范圍１０～７５ｍ，具體依據(jù)實(shí)際發(fā)射功率大小和各種不同的應(yīng)用模式而定；（９）工作頻段靈活：使用頻段為２.４ＧＨｚ、８６８ＭＨｚ（歐洲）和９１５ＭＨｚ（美國(guó)），均為免執(zhí)照（免費(fèi)）的頻段。上一頁(yè)下一頁(yè)返回８.２短距離無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)ＺｉｇＢｅｅ技術(shù)與常用的幾種短距離無(wú)線傳輸協(xié)議的比較如表８－１所示，可見(jiàn)，ＺｉｇＢｅｅ特別適合低數(shù)據(jù)速率下的控制以及傳感信號(hào)的傳輸，ＺｉｇＢｅｅ聯(lián)盟也正在這方面大力拓展市場(chǎng)。ＺｉｇＢｅｅ技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)中有著廣泛的應(yīng)用。ＺｉｇＢｅｅ技術(shù)的特點(diǎn)使它能在智能交通、環(huán)境保護(hù)、政府工作、公共安全、平安家居、智能消防、工業(yè)監(jiān)測(cè)、老人護(hù)理、個(gè)人健康等領(lǐng)域有所作為。而物聯(lián)網(wǎng)更是在這個(gè)方面大有發(fā)展?jié)摿?。物?lián)網(wǎng)被稱作下一個(gè)萬(wàn)億級(jí)的信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)，而已趨于成熟的ＺｉｇＢｅｅ技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)中的應(yīng)用應(yīng)當(dāng)具有相當(dāng)強(qiáng)的意義和廣闊的前景。ＺｉｇＢｅｅ網(wǎng)絡(luò)的冗余自組織和自愈能力適于許多類型的應(yīng)用，圖８－３、圖８－４、圖８－５展示了ＺｉｇＢｅｅ的幾種典型應(yīng)用場(chǎng)景。上一頁(yè)下一頁(yè)返回８.２短距離無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)４.ＩｒＤＡ技術(shù)紅外線數(shù)據(jù)協(xié)會(huì)（ＩｎｆｒａｒｅｄＤａｔａＡｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ，ＩｒＤＡ）成立于１９９３年，是致力于建立紅外線無(wú)線連接的非營(yíng)利組織。起初，采用ＩｒＤＡ標(biāo)準(zhǔn)的無(wú)線設(shè)備僅能在１ｍ范圍內(nèi)以１１５.２ｋｂ／ｓ的速率傳輸數(shù)據(jù)，很快發(fā)展到４Ｍｂ／ｓ的速率，后來(lái)，速率又達(dá)到１６Ｍｂ／ｓ。ＩｒＤＡ技術(shù)是一種利用紅外線進(jìn)行點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信的技術(shù)，它也是第一個(gè)實(shí)現(xiàn)無(wú)線個(gè)人局域網(wǎng)（ＰＡＮ）的技術(shù)。目前它的軟硬件技術(shù)都很成熟，在小型移動(dòng)設(shè)備（如ＰＤＡ、手機(jī)）上廣泛使用。事實(shí)上，當(dāng)今每一個(gè)出廠的ＰＤＡ及許多手機(jī)、筆記本電腦、打印機(jī)等產(chǎn)品都支持ＩｒＤＡ技術(shù)。上一頁(yè)下一頁(yè)返回８.２短距離無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)ＩｒＤＡ的主要優(yōu)點(diǎn)是無(wú)須申請(qǐng)頻率的使用權(quán)，因而紅外通信成本低廉。它還具有移動(dòng)通信所需的體積小、功耗低、連接方便、簡(jiǎn)單易用的特點(diǎn)。由于數(shù)據(jù)傳輸率較高，因而適于傳輸大容量的文件和多媒體數(shù)據(jù)。此外，紅外線發(fā)射角度較小，傳輸安全性高。ＩｒＤＡ的不足在于它是一種視距傳輸，２個(gè)相互通信的設(shè)備之間必須對(duì)準(zhǔn)，中間不能被其他物體阻隔，因而該技術(shù)只能用于２臺(tái)（非多臺(tái)）設(shè)備之間的連接。ＩｒＤＡ目前的研究方向是如何解決視距傳輸問(wèn)題及提高數(shù)據(jù)傳輸率。上一頁(yè)下一頁(yè)返回８.２短距離無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)５.ＵＷＢ技術(shù)超寬帶技術(shù)（ＵｌｔｒａＷｉｄｅＢａｎｄ，ＵＷＢ）是另一個(gè)新發(fā)展起來(lái)的無(wú)線通信技術(shù)。ＵＷＢ通過(guò)基帶脈沖作用于天線的方式發(fā)送數(shù)據(jù)。窄脈沖（小于１ｎｓ）產(chǎn)生極大帶寬的信號(hào)。脈沖采用脈位調(diào)制（ＰｕｌｓｅＰｏｓｉｔｉｏｎＭｏｄｕｌａｔｉｏｎ，ＰＰＭ）或二進(jìn)制移相鍵控（ＢＰＳＫ）調(diào)制。ＵＷＢ被允許在３.１～１０.６ＧＨｚ的波段內(nèi)工作，主要應(yīng)用在小范圍，高分辨率，能夠穿透墻壁、地面和身體的雷達(dá)和圖像系統(tǒng)中。除此之外，這種新技術(shù)適用于對(duì)速率要求非常高（大于１００Ｍｂ／ｓ）的ＬＡＮ或ＰＡＮ。上一頁(yè)下一頁(yè)返回８.２短距離無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)ＵＷＢ的一個(gè)非常有前途的應(yīng)用是汽車防撞系統(tǒng)。戴姆勒－克萊斯勒公司已經(jīng)試制出用于自動(dòng)剎車系統(tǒng)的雷達(dá)。在不久的將來(lái)，這種防撞雷達(dá)將成為高級(jí)汽車的一個(gè)選件。ＵＷＢ最具特色的應(yīng)用將是視頻消費(fèi)娛樂(lè)方面的無(wú)線個(gè)人局域網(wǎng)（ＰＡＮ）。考察現(xiàn)有的無(wú)線通信方式，ＩＥＥＥ８０２.１１ｂ標(biāo)準(zhǔn)和藍(lán)牙的速率太慢，不適合傳輸視頻數(shù)據(jù)；５４Ｍｂ／ｓ速率的ＩＥＥＥ８０２.ｌ１ａ標(biāo)準(zhǔn)可以處理視頻數(shù)據(jù)，但費(fèi)用昂貴；而ＵＷＢ有可能在１０ｍ范圍內(nèi)，支持高達(dá)１１０Ｍｂ／ｓ的數(shù)據(jù)傳輸率，不需要壓縮數(shù)據(jù)，可以快速、簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)地完成視頻數(shù)據(jù)處理。上一頁(yè)下一頁(yè)返回８.２短距離無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)６.ＮＦＣ技術(shù)ＮＦＣ（ＮｅａｒＦｉｅｌｄＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ，近距離無(wú)線傳輸）是由Ｐｈｉｌｉｐｓ、Ｎｏｋｉａ和Ｓｏｎｙ公司主推的一種類似于ＦＲＩＤ（非接觸式射頻識(shí)別）的短距離無(wú)線通信技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。和ＲＦＩＤ不同，ＮＦＣ采用了雙向的識(shí)別和連接，在２０ｃｍ距離內(nèi)工作于１３.５６ＭＨｚ頻率范圍。ＮＦＣ最初僅僅是遙控識(shí)別和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的合并，但現(xiàn)在已發(fā)展成無(wú)線連接技術(shù)。它能快速自動(dòng)地建立無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，為蜂窩設(shè)備、藍(lán)牙設(shè)備、Ｗｉ－Ｆｉ設(shè)備提供一個(gè)“虛擬連接”，使電子設(shè)備可以在短距離范圍進(jìn)行通信。ＮＦＣ的短距離交互大大簡(jiǎn)化了整個(gè)認(rèn)證識(shí)別過(guò)程，使電子設(shè)備間互相訪問(wèn)更直接、更安全和更清楚，不會(huì)再聽(tīng)到各種電子雜音。上一頁(yè)下一頁(yè)返回８.２短距離無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)ＮＦＣ通過(guò)在單一設(shè)備上組合所有的身份識(shí)別應(yīng)用和服務(wù)，幫助解決記憶多個(gè)密碼的麻煩，同時(shí)也保證了數(shù)據(jù)的安全保護(hù)。有了ＮＦＣ，多個(gè)設(shè)備如數(shù)碼相機(jī)、ＰＤＡ、機(jī)頂盒、電腦、手機(jī)等之間的無(wú)線互連、彼此交換數(shù)據(jù)或服務(wù)都將有可能實(shí)現(xiàn)。此外，ＮＦＣ還可以將其他類型無(wú)線通信（如Ｗｉ－Ｆｉ和藍(lán)牙）“加速”，實(shí)現(xiàn)更快和更遠(yuǎn)距離的數(shù)據(jù)傳輸。每個(gè)電子設(shè)備都有自己的專用應(yīng)用菜單，而ＮＦＣ可以創(chuàng)建快速安全的連接，而無(wú)須在眾多接口的菜單中進(jìn)行選擇。與知名的藍(lán)牙等短距離無(wú)線通信標(biāo)準(zhǔn)不同的是，ＮＦＣ的作用距離進(jìn)一步縮短且不像藍(lán)牙那樣需要有對(duì)應(yīng)的加密設(shè)備。同樣，構(gòu)建Ｗｉ－Ｆｉ家族無(wú)線網(wǎng)絡(luò)需要多臺(tái)具有無(wú)線網(wǎng)卡的電腦、打印機(jī)和其他設(shè)備。除此之外，還得有一定技術(shù)的專業(yè)人員才能勝任這一工作。而ＮＦＣ被置入接入點(diǎn)之后，只要將其中兩個(gè)靠近就可以實(shí)現(xiàn)交流，比配置Ｗｉ－Ｆｉ連接容易得多。上一頁(yè)返回８.３物聯(lián)網(wǎng)物聯(lián)網(wǎng)是射頻識(shí)別技術(shù)、傳感器技術(shù)、納米技術(shù)、智能嵌入技術(shù)高度發(fā)展和深入應(yīng)用的結(jié)果。物聯(lián)網(wǎng)是上述技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)結(jié)合的產(chǎn)物，是互聯(lián)網(wǎng)的深度應(yīng)用和擴(kuò)展。目前，對(duì)物聯(lián)網(wǎng)（ＴｈｅＩｎｔｅｒｎｅｔｏｆｔｈｉｎｇｓ）的通用定義是：通過(guò)射頻識(shí)別（ＲＦＩＤ）、紅外感應(yīng)器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器等信息傳感設(shè)備，按約定的協(xié)議，把任何物品與互聯(lián)網(wǎng)連接起來(lái)，進(jìn)行信息交換和通信，以實(shí)現(xiàn)智能化識(shí)別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡(luò)。從物聯(lián)網(wǎng)的定義中可以看出：“物聯(lián)網(wǎng)就是物物相連的互聯(lián)網(wǎng)”，這有兩層意思：第一，物聯(lián)網(wǎng)的核心和基礎(chǔ)仍然是互聯(lián)網(wǎng)，是在互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)上延伸和擴(kuò)展的網(wǎng)絡(luò)；第二，其用戶端延伸和擴(kuò)展到了任何物品與物品之間，進(jìn)行信息交換和通信。因此，物聯(lián)網(wǎng)的核心是解決信息世界與物理世界的互連互通，并借此給人類的生活、生產(chǎn)方式帶來(lái)更加智能與便捷的變化。下一頁(yè)返回８.３物聯(lián)網(wǎng)８.３.１物聯(lián)網(wǎng)的內(nèi)涵物聯(lián)網(wǎng)（ＩｎｔｅｒｎｅｔｏｆＴｈｉｎｇｓ）就是“物物相連的互聯(lián)網(wǎng)”，是將物品的信息（多種類型編碼）通過(guò)射頻識(shí)別（ＲＦＩＤ）、傳感器等信息采集設(shè)備，按約定的通信協(xié)議與互聯(lián)網(wǎng)連接起來(lái)，使物品的信息實(shí)現(xiàn)智能化識(shí)別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡(luò)?，F(xiàn)階段，物聯(lián)網(wǎng)是指在物理世界的實(shí)體中部署具有一定感知能力、計(jì)算能力和執(zhí)行能力的各種信息傳感設(shè)備，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)設(shè)施實(shí)現(xiàn)信息傳輸、協(xié)同和處理，從而實(shí)現(xiàn)廣域或大范圍的人與物、物與物之間信息交換需求的互連。上一頁(yè)下一頁(yè)返回８.３物聯(lián)網(wǎng)物聯(lián)網(wǎng)的體系架構(gòu)由感知層、網(wǎng)絡(luò)層、應(yīng)用層組成。感知層主要實(shí)現(xiàn)智能感知功能，包括信息采集、捕獲和物體識(shí)別。網(wǎng)絡(luò)層主要實(shí)現(xiàn)信息的傳送和通信。應(yīng)用層則主要包括各類應(yīng)用，如監(jiān)控服務(wù)、智能電網(wǎng)、工業(yè)監(jiān)控、綠色農(nóng)業(yè)、智能家居、環(huán)境監(jiān)控、公共安全等。圖８－６展示了物聯(lián)網(wǎng)體系與實(shí)現(xiàn)構(gòu)成。物聯(lián)網(wǎng)的基本特征可概括為全面感知、可靠傳送和智能處理。全面感知：利用射頻識(shí)別、二維碼、傳感器等感知、捕獲、測(cè)量技術(shù)，隨時(shí)隨地對(duì)物體進(jìn)行信息采集和獲??；可靠傳送：通過(guò)將物體接入信息網(wǎng)絡(luò)，依托各種通信網(wǎng)絡(luò)，隨時(shí)隨地進(jìn)行可靠的信息交互和共享；智能處理：利用各種智能計(jì)算技術(shù)，對(duì)海量的感知數(shù)據(jù)和信息進(jìn)行分析并處理，實(shí)現(xiàn)智能化的決策和控制。上一頁(yè)下一頁(yè)返回８.３物聯(lián)網(wǎng)８.３.２物聯(lián)網(wǎng)的支撐技術(shù)與產(chǎn)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)至少包括以下五個(gè)方面的技術(shù)和圍繞這些技術(shù)的龐大產(chǎn)業(yè)群。（１）以ＲＦＩＤ為代表的物品識(shí)別技術(shù)。物品識(shí)別技術(shù)是實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)。無(wú)線射頻識(shí)別（ＲａｄｉｏＦｒｅｑｕｅｎｃｙＩｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ，ＲＦＩＤ）是當(dāng)前最被看好的物品識(shí)別技術(shù)。一個(gè)完整的ＲＦＩＤ標(biāo)簽由ＲＦＩＤ芯片、天線以及封裝媒介所組成。ＲＦＩＤ標(biāo)簽技術(shù)將帶動(dòng)材料技術(shù)、芯片及封裝技術(shù)、能源技術(shù)等產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。（２）傳感與傳動(dòng)技術(shù)。物聯(lián)網(wǎng)將實(shí)現(xiàn)人－物互動(dòng)以及物－物互動(dòng)，這就要求物體具備根據(jù)物理變化做出反應(yīng)的能力。為賦予物體“智能”屬性，傳感與傳動(dòng)技術(shù)的應(yīng)用將不可避免。傳感與傳動(dòng)技術(shù)涉及領(lǐng)域極廣，其技術(shù)需求將能夠帶動(dòng)半導(dǎo)體、精密機(jī)械、電子元器件、光學(xué)、聲學(xué)等多科技領(lǐng)域的進(jìn)步。上一頁(yè)下一頁(yè)返回８.３物聯(lián)網(wǎng)（３）網(wǎng)絡(luò)和通信技術(shù)。在物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代，由于所有物體都處于隨時(shí)接收數(shù)據(jù)并傳輸數(shù)據(jù)的狀態(tài)中，由此所產(chǎn)生的海量數(shù)據(jù)傳輸需求將不是現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)技術(shù)所能應(yīng)對(duì)的，這將帶動(dòng)有線網(wǎng)絡(luò)投資、無(wú)線網(wǎng)絡(luò)升級(jí)、信息設(shè)備及軟件、網(wǎng)絡(luò)搜索等產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。（４）數(shù)據(jù)處理與存儲(chǔ)。物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)量將是難以想象的龐大，將對(duì)數(shù)據(jù)處理與儲(chǔ)存技術(shù)提出前所未有的挑戰(zhàn)。數(shù)據(jù)處理及存儲(chǔ)需求將帶動(dòng)包括“云計(jì)算”在內(nèi)的計(jì)算機(jī)軟硬件、半導(dǎo)體、電子元器件等產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。上一頁(yè)下一頁(yè)返回８.３物聯(lián)網(wǎng)（５）以３Ｃ融合為代表的智能物體技術(shù)。３Ｃ指的是計(jì)算機(jī)（Ｃｏｍｐｕｔｅｒ）、通信（Ｃｏｍｍｕ?ｎｉｃａｔｉｏｎ）和消費(fèi)類電子產(chǎn)品（ＣｏｎｓｕｍｅｒＥｌｅｃｔｒｉｃｓ）?，F(xiàn)有人與物體的對(duì)話的應(yīng)用主要體現(xiàn)在人與計(jì)算機(jī)之間的“人－機(jī)對(duì)話”，在物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代，人與“物體”的對(duì)話將無(wú)處不在，３Ｃ融合將得到進(jìn)一步的發(fā)展和應(yīng)用。３Ｃ融合可行的手段就是通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)化的智能型無(wú)線技術(shù)（比如無(wú)線寬帶），實(shí)現(xiàn)這些設(shè)備的無(wú)縫互連。智能物體的發(fā)展將是物聯(lián)網(wǎng)對(duì)人類生活方式最直接的改進(jìn)，其對(duì)電子產(chǎn)業(yè)產(chǎn)生巨大的推動(dòng)作用，消費(fèi)電子、家電、汽車等產(chǎn)業(yè)都將迎來(lái)巨大的需求。同時(shí)，對(duì)智能裝置的研究將可能促使智能機(jī)器人得到大范圍應(yīng)用。上一頁(yè)下一頁(yè)返回８.３物聯(lián)網(wǎng)８.３.３物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展現(xiàn)狀目前，在主要發(fā)達(dá)國(guó)家，物聯(lián)網(wǎng)開(kāi)發(fā)和應(yīng)用仍處于起步階段，發(fā)達(dá)國(guó)家和地區(qū)抓住機(jī)遇，出臺(tái)政策進(jìn)行戰(zhàn)略布局，希望在新一輪信息產(chǎn)業(yè)重新洗牌中占領(lǐng)先機(jī)。日韓基于物聯(lián)網(wǎng)的“Ｕ社會(huì)”戰(zhàn)略、歐洲“物聯(lián)網(wǎng)行動(dòng)計(jì)劃”及美國(guó)“智能電網(wǎng)”“智慧地球”等計(jì)劃相繼實(shí)施；澳大利亞、新加坡等國(guó)也在加緊部署物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展戰(zhàn)略，加快推進(jìn)下一代網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)步伐。物聯(lián)網(wǎng)成為“后危機(jī)”時(shí)代各國(guó)提升綜合競(jìng)爭(zhēng)力的重要手段。美國(guó)在物聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)架構(gòu)、關(guān)鍵技術(shù)領(lǐng)域已有領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)；歐盟出臺(tái)系列政策促進(jìn)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)研發(fā)和應(yīng)用；日本國(guó)家戰(zhàn)略推動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展；韓國(guó)通過(guò)國(guó)家戰(zhàn)略在物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用方面搶占先機(jī)。上一頁(yè)下一頁(yè)返回８.３物聯(lián)網(wǎng)我國(guó)物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展現(xiàn)狀：我國(guó)把物聯(lián)網(wǎng)作為國(guó)家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)，從政策上鼎力支持。２００９年８月７日，國(guó)務(wù)院總理溫家寶視察中科院無(wú)錫微納傳感網(wǎng)工程技術(shù)研發(fā)中心，指示要迅速在無(wú)錫建立中國(guó)的“感知中國(guó)”中心。三個(gè)月之后，在“讓科技引領(lǐng)中國(guó)持續(xù)發(fā)展”講話中，溫家寶再次明確，物聯(lián)網(wǎng)為五大重點(diǎn)扶持的新型科技領(lǐng)域之一。目前，物聯(lián)網(wǎng)已被列入國(guó)家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)規(guī)劃，無(wú)錫則被列為國(guó)家重點(diǎn)扶持的物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)研究與示范中心。２０１０年市場(chǎng)規(guī)模逾２０００億。國(guó)內(nèi)物聯(lián)網(wǎng)主要行業(yè)應(yīng)用中，安防（安全防護(hù)、防入侵、智能家居）、電力、交通三大行業(yè)位居前列。電力行業(yè)和交通行業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用也獲得了較快的發(fā)展。此外，重要的應(yīng)用行業(yè)還包括物流、醫(yī)療、手機(jī)支付等，并正在逐漸滲透到其他各行業(yè)和經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域。上一頁(yè)下一頁(yè)返回８.３物聯(lián)網(wǎng)８.３.４物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展趨勢(shì)根據(jù)歐洲ＥＰＯＳＳ研究機(jī)構(gòu)在“ＩｎｔｅｒｎｅｔｏｆＴｈｉｎｇｓｉｎ２０２０”報(bào)告中的分析預(yù)測(cè)，未來(lái)物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展將經(jīng)歷四個(gè)階段：２０１０年之前的ＲＦＩＤ被廣泛應(yīng)用于物流、零售和制藥領(lǐng)域，主要處于閉環(huán)的行業(yè)應(yīng)用階段；２０１０—２０１５年物體互連，２０１５—２０２０年物體進(jìn)入半智能化階段，物聯(lián)網(wǎng)與互聯(lián)網(wǎng)走向融合；２０２０年之后，物體進(jìn)入全智能化階段，無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)得到規(guī)模應(yīng)用，將進(jìn)入泛在網(wǎng)的發(fā)展階段。上一頁(yè)下一頁(yè)返回８.３物聯(lián)網(wǎng)據(jù)權(quán)威預(yù)測(cè)，到２０２０年物聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)產(chǎn)值規(guī)模超萬(wàn)億元。美國(guó)權(quán)威咨詢機(jī)構(gòu)Ｆｏｒｒｅｓｔｅｒ預(yù)測(cè)，到２０２０年世界上物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)將達(dá)到互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)的３０倍，物聯(lián)網(wǎng)將會(huì)形成下一個(gè)萬(wàn)億元級(jí)別的通信業(yè)務(wù)。其中，僅是在智能電網(wǎng)和機(jī)場(chǎng)防入侵系統(tǒng)方面的市場(chǎng)就有上千億元。物聯(lián)網(wǎng)為２１世紀(jì)的全球工業(yè)化、城市化進(jìn)程提供了革命性的信息技術(shù)和智能技術(shù)，它將通過(guò)與傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的全面融合，成為全球新一輪社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的主導(dǎo)力量之一。上一頁(yè)返回８.４IP交換技術(shù)８.４.１ＩＰ交換技術(shù)綜述互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展初期，通過(guò)ＤＤＮ線路用Ｅ１、Ｅ３速率時(shí)，網(wǎng)絡(luò)的瓶頸是線路的帶寬。隨著ＡＴＭ、ＳＤＨ等技術(shù)的應(yīng)用，光纖通信從６２２Ｍｂ／ｓ增加到２.５Ｇｂ／ｓ，甚至１０Ｇｂ／ｓ，使得網(wǎng)絡(luò)的瓶頸從通信鏈路轉(zhuǎn)移到轉(zhuǎn)發(fā)結(jié)點(diǎn)，路由器日益成為網(wǎng)絡(luò)的瓶頸。轉(zhuǎn)發(fā)結(jié)點(diǎn)能夠真正做到線速轉(zhuǎn)發(fā)是ＩＳＰ對(duì)網(wǎng)絡(luò)互連設(shè)備的迫切要求，解決轉(zhuǎn)發(fā)結(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)速率瓶頸的基本出路是改變傳統(tǒng)ＩＰ路由器轉(zhuǎn)發(fā)ＩＰ報(bào)文的處理過(guò)程，變?nèi)龑勇酚赊D(zhuǎn)發(fā)為二層交換、化軟件交換為硬件實(shí)現(xiàn)，使ＩＰ路由器能以交換速率轉(zhuǎn)發(fā)ＩＰ報(bào)文。目前ＩＰ交換的技術(shù)主要有３ＣＯＭＦａｓｔＩＰ、Ｃｉｓｃｏ的標(biāo)簽交換技術(shù)、ＭＰＬＳ技術(shù)、ＣｉｓｃｏＮＥＴＦｌｏｗ交換技術(shù)、ＣＥＦ技術(shù)等。下一頁(yè)返回８.４IP交換技術(shù)ＦａｓｔＩＰ技術(shù)是伴隨吉比特以太網(wǎng)產(chǎn)生的，應(yīng)用在不同ＶＬＡＮ終端之間存在直接交換路徑的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渖希淠康氖抢@過(guò)互連ＶＬＡＮ的路由器，實(shí)現(xiàn)跨ＶＬＡＮ的直接通信。所以，其應(yīng)用范圍很窄，不可能真正作為通用的ＩＰ交換技術(shù)而廣泛應(yīng)用。如果構(gòu)建基于以太網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)，數(shù)據(jù)傳輸可以應(yīng)用ＦａｓｔＩＰ技術(shù)，能改進(jìn)傳輸性能。Ｃｉｓｃｏ標(biāo)簽交換是通過(guò)在路由器集群間采用標(biāo)簽來(lái)標(biāo)識(shí)數(shù)據(jù)流，用流標(biāo)簽交換取代ＩＰ路由，從而變３層轉(zhuǎn)發(fā)為２層的交換。標(biāo)簽交換轉(zhuǎn)發(fā)算法通過(guò)精確匹配算法來(lái)檢索標(biāo)簽信息庫(kù)（ＴＩＢ），與傳統(tǒng)路由器的最長(zhǎng)匹配檢索算法相比不僅速度上要快得多，而且實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單。因此，一方面可以極大地提高報(bào)文的吞吐率，另一方面可以用ＡＳＩＣ作為轉(zhuǎn)發(fā)引擎。但它和多協(xié)議標(biāo)簽交換ＭＰＬＳ一樣，在實(shí)施中有一些弱點(diǎn)。上一頁(yè)下一頁(yè)返回８.４IP交換技術(shù)ＮＥＴＦｌｏｗ交換技術(shù)的核心思想是路由器對(duì)流的第一個(gè)分組的處理與對(duì)流的所有后續(xù)分組的處理相同，后續(xù)分組無(wú)須重復(fù)第一個(gè)分組在路由器上的處理過(guò)程，只需要根據(jù)第一個(gè)分組在路由器中留下的印記，即流標(biāo)簽，直接獲得相同的處理過(guò)程。ＣＥＦ技術(shù)概述：ＣＥＦ是根據(jù)路由表在維護(hù)一個(gè)ＦＩＢ表，在中央閃存中，速度快。報(bào)文轉(zhuǎn)發(fā)時(shí)，根據(jù)ＩＰ報(bào)文的目的ＩＰ地址精確匹配ＦＩＢ，這比路由表的最長(zhǎng)匹配高效，是面向報(bào)文的３層轉(zhuǎn)發(fā)技術(shù)。標(biāo)簽交換、ＣｉｓｃｏＮＥＴＦｌｏｗ技術(shù)和ＣＥＦ技術(shù)在提高轉(zhuǎn)發(fā)效率方面有獨(dú)特的靈活特點(diǎn)。在基于流的服務(wù)和構(gòu)建二層交換上具有獨(dú)立性、靈活性和實(shí)施的易行性，具有良好的可擴(kuò)展性。合理地開(kāi)發(fā)應(yīng)用可以有效提高網(wǎng)絡(luò)的ＱｏＳ性能，有助于流量工程和多路徑傳輸?shù)膶?shí)現(xiàn)。上一頁(yè)下一頁(yè)返回８.４IP交換技術(shù)８.４.２多協(xié)議標(biāo)記交換ＭＰＬＳ隨著因特網(wǎng)的迅速普及，人們開(kāi)始探索如何提高分組轉(zhuǎn)發(fā)速度的方法。這時(shí)出現(xiàn)了一種思路：用面向連接的方式取代ＩＰ的無(wú)連接分組交換方式，這樣就可以利用更快捷的查找算法，而不必使用最長(zhǎng)前綴匹配的方法來(lái)查找路由表。這種基本概念就叫作交換（ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）。ＭＰＬＳ在交換技術(shù)上利用面向連接的概念，使每個(gè)分組攜帶一個(gè)叫作標(biāo)記（ｌａｂｅｌ）的小整數(shù)，當(dāng)分組到達(dá)交換機(jī)（即標(biāo)記交換路由器）時(shí)，交換機(jī)讀取分組的標(biāo)記，并用標(biāo)記值來(lái)檢索分組轉(zhuǎn)發(fā)表。上一頁(yè)下一頁(yè)返回８.４IP交換技術(shù)ＩＥＴＦ于１９９７年成立了ＭＰＬＳ工作組，在綜合了Ｃｉｓｃｏ公司的標(biāo)記交換ＴＡＧ（ＴＡＧＳｗｉｔｃ?ｈｉｎｇ）以及Ｉｐｓｉｌｏｎ公司的ＩＰ交換（ＩＰＳｗｉｔｃｈｉｎｇ）技術(shù)的基礎(chǔ)上，開(kāi)發(fā)出了多協(xié)議標(biāo)記交換ＭＰＬＳ（ＭｕｌｔｉＰｒｏｔｏｃｏｌＬａｂｅｌＳｗｉｔｃｈｉｎｇ）。ＭＰＬＳ于２００１年１月成為因特網(wǎng)的建議標(biāo)準(zhǔn)［ＲＦＣ３０３１，３０３２］。因?yàn)椋停校蹋又С置嫦蜻B接的服務(wù)質(zhì)量；支持流量工程，平衡網(wǎng)絡(luò)負(fù)載；有效地支持虛擬專用網(wǎng)ＶＰＮ。所以，近來(lái)ＭＰＬＳ受到網(wǎng)絡(luò)界的高度重視，上一頁(yè)下一頁(yè)返回８.４IP交換技術(shù)８.４.３ＭＰＬＳ基本工作原理在傳統(tǒng)的ＩＰ網(wǎng)絡(luò)中，分組每到達(dá)一個(gè)路由器，都必須查找路由表，并按照“最長(zhǎng)前綴匹配”的原則找到下一跳的ＩＰ地址。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)很大時(shí)，查找含有大量項(xiàng)目的路由表要花費(fèi)很多的時(shí)間。在出現(xiàn)突發(fā)性的通信量時(shí)，往往還會(huì)使緩存溢出，這就會(huì)引起分組丟失、傳輸時(shí)延增大和服務(wù)質(zhì)量下降。上一頁(yè)下一頁(yè)返回８.４IP交換技術(shù)ＭＰＬＳ的一個(gè)重要特點(diǎn)就是不用長(zhǎng)度可變的ＩＰ地址前綴來(lái)查找轉(zhuǎn)發(fā)表中的匹配項(xiàng)目，而是給每一個(gè)ＩＰ數(shù)據(jù)報(bào)打上固定長(zhǎng)度“標(biāo)記”，然后對(duì)打上標(biāo)記的ＩＰ數(shù)據(jù)報(bào)用硬件進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)，這就使得ＩＰ數(shù)據(jù)報(bào)轉(zhuǎn)發(fā)的過(guò)程省去了每到達(dá)一個(gè)路由器都要上升到第三層用軟件查找路由表的過(guò)程，因而ＩＰ數(shù)據(jù)報(bào)轉(zhuǎn)發(fā)的速率就大大地加快了。采用硬件技術(shù)對(duì)打上標(biāo)記的ＩＰ數(shù)據(jù)報(bào)進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)就稱為標(biāo)記交換。“交換”也表示在轉(zhuǎn)發(fā)時(shí)不再上升到第三層查找轉(zhuǎn)發(fā)表，而是根據(jù)標(biāo)記在第二層用硬件進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)。ＭＰＬＳ可使用多種鏈路層協(xié)議，如ＰＰＰ、以太網(wǎng)、ＡＴＭ以及幀中繼等。圖８－７是ＭＰＬＳ協(xié)議的基本原理的示意圖。上一頁(yè)下一頁(yè)返回８.４IP交換技術(shù)ＭＰＬＳ的基本工作過(guò)程如下。（１）ＭＰＬＳ域中的各ＬＳＲ使用專門的標(biāo)記分配協(xié)議ＬＤＰ（ＬａｂｅｌＤｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎＰｒｏｔｏｃｏｌ）交換報(bào)文，并找出和特定標(biāo)記相對(duì)應(yīng)的路徑，即標(biāo)記交換路徑ＬＳＰ（ＬａｂｅｌＳｗｉｔｃｈｅｄＰａｔｈ）。例如在圖８－７中的路徑Ａ—Ｂ—Ｃ—Ｄ。各ＬＳＲ根據(jù)這些路徑構(gòu)造出轉(zhuǎn)發(fā)表。這個(gè)過(guò)程和路由器構(gòu)造自己的路由表相似。但應(yīng)注意的是，ＭＰＬＳ是面向連接的，因?yàn)樵跇?biāo)記交換路徑ＬＳＰ上的第一個(gè)ＬＳＲ就根據(jù)ＩＰ數(shù)據(jù)報(bào)的初始標(biāo)記確定了整個(gè)的標(biāo)記交換路徑，就像一條虛連接一樣。（２）當(dāng)一個(gè)ＩＰ數(shù)據(jù)報(bào)進(jìn)入到ＭＰＬＳ域時(shí)，ＭＰＬＳ入口結(jié)點(diǎn)（ｉｎｇｒｅｓｓｎｏｄｅ）就給它打上標(biāo)記，并按照轉(zhuǎn)發(fā)表把它轉(zhuǎn)發(fā)給下一個(gè)ＬＳＲ。以后的所有ＬＳＲ都按照標(biāo)記進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)。上一頁(yè)下一頁(yè)返回８.４IP交換技術(shù)（３）由于在全網(wǎng)內(nèi)統(tǒng)一分配全局標(biāo)記數(shù)值是非常困難的，因此一個(gè)標(biāo)記僅僅在兩個(gè)標(biāo)記交換路由器ＬＳＲ之間才有意義。分組每經(jīng)過(guò)一個(gè)ＬＳＲ，ＬＳＲ就要做兩件事：一是轉(zhuǎn)發(fā)，二是更換新的標(biāo)記，即把入標(biāo)記更換成為出標(biāo)記。這就叫做標(biāo)記對(duì)換（ｌａｂｅｌｓｗａｐｐｉｎｇ）。做這兩件事所需的數(shù)據(jù)都已清楚地寫(xiě)在轉(zhuǎn)發(fā)表中。（４）當(dāng)ＩＰ數(shù)據(jù)報(bào)離開(kāi)ＭＰＬＳ域時(shí)，ＭＰＬＳ出口結(jié)點(diǎn)（ｅｇｒｅｓｓｎｏｄｅ）就把ＭＰＬＳ的標(biāo)記去除，把ＩＰ數(shù)據(jù)報(bào)交付給非ＭＰＬＳ的主機(jī)或路由器，以后就按照普通的轉(zhuǎn)發(fā)方法進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)。上述的這種“由入口ＬＳＲ確定進(jìn)入ＭＰＬＳ域以后的轉(zhuǎn)發(fā)路徑”稱為顯式路由選擇，它和因特網(wǎng)中通常使用的“每一個(gè)路由器逐跳進(jìn)行路由選擇”有著很大的區(qū)別。上一頁(yè)下一頁(yè)返回８.４IP交換技術(shù)８.４.４ＭＰＬＳ的轉(zhuǎn)發(fā)等價(jià)類ＦＥＣＭＰＬＳ有個(gè)很重要的概念就是轉(zhuǎn)發(fā)等價(jià)類（ＦｏｒｗａｒｄｉｎｇＥｑｕｉｖａｌｅｎｃｅＣｌａｓｓ，ＦＥＣ）。所謂“轉(zhuǎn)發(fā)等價(jià)類”就是路由器按照同樣方式對(duì)待的ＩＰ數(shù)據(jù)報(bào)的集合。這里“按照同樣方式對(duì)待”表示從同樣接口轉(zhuǎn)發(fā)到同樣的下一跳地址，并且具有同樣服務(wù)類別和同樣丟棄優(yōu)先級(jí)等。ＦＥＣ的例子是：（１）目的ＩＰ地址與某一個(gè)特定ＩＰ地址的前綴匹配的ＩＰ數(shù)據(jù)報(bào)；（２）所有源地址與目的地址都相同的ｌＰ數(shù)據(jù)報(bào)；（３）具有某種服務(wù)質(zhì)量需求的ｌＰ數(shù)據(jù)報(bào)。上一頁(yè)下一頁(yè)返回８.４IP交換技術(shù)顯然，ＦＥＣ可以有不同的粒度。細(xì)粒度的例子是為特定源主機(jī)和目的主機(jī)之間的特定應(yīng)用指派的ＦＥＣ。與特定出口ＬＳＲ（不管數(shù)據(jù)流是從哪一個(gè)源結(jié)點(diǎn)發(fā)送過(guò)來(lái)的）相關(guān)聯(lián)的ＦＥＣ則是粗粒度的例子。在這種情況下許多應(yīng)用流聚合到出口ＬＳＲ離開(kāi)ＭＰＬＳ域，像一顆倒置的樹(shù)，它的根在出口ＬＳＲ。這種應(yīng)用流的聚合也稱為虛電路合并（ＶＣｍｅｒｇｉｎｇ）。這樣做可以大大減少轉(zhuǎn)發(fā)表中的項(xiàng)目數(shù)。圖８－８給出了一個(gè)例子。這個(gè)圖表示，進(jìn)入一個(gè)ＬＳＲ的不同入標(biāo)記的ＩＰ數(shù)據(jù)報(bào)，在離開(kāi)ＬＳＲ時(shí)都具有相同的出標(biāo)記，因?yàn)樗鼈兌际且竭_(dá)同一個(gè)出口ＬＳＲ的。例如，進(jìn)入標(biāo)記交換路由器Ｓｌ的ＩＰ數(shù)據(jù)報(bào)，不同的入標(biāo)記１和３，都對(duì)換成相同的出標(biāo)記２。而進(jìn)入標(biāo)記交換路由器Ｓ３的ＩＰ數(shù)據(jù)報(bào)，不同的入標(biāo)記１和２，都對(duì)換成相同的出標(biāo)記４。上一頁(yè)下一頁(yè)返回８.４IP交換技術(shù)用ＦＥＣ還容易實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)負(fù)載平衡。網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)發(fā)中，傳統(tǒng)的路由選擇協(xié)議只能選擇最短路徑這就可能導(dǎo)致這段最短路徑過(guò)載。在ＭＰＬＳ中，通過(guò)設(shè)置兩種ＦＥＣ可以到達(dá)同一目的的不同應(yīng)用流按不同的路徑轉(zhuǎn)發(fā)，這樣可使網(wǎng)絡(luò)的負(fù)載較為平衡。網(wǎng)絡(luò)管理員采用自定義的ＦＥＣ就可以更好地管理網(wǎng)絡(luò)的資源。這種均衡網(wǎng)絡(luò)負(fù)載的做法也稱為流量工程（ｔｒａｆｆｉｃｅｎｇｉ?ｎｅｅｒｉｎｇ）或通信量工程。上一頁(yè)返回８.５Ｐ２Ｐ網(wǎng)絡(luò)服務(wù)８.５.１Ｐ２Ｐ簡(jiǎn)介Ｐ２Ｐ工作方式在因特網(wǎng)上應(yīng)用越來(lái)越多，將影響到因特網(wǎng)今后的應(yīng)用模式和發(fā)展。Ｐ２Ｐ是ｐｅｅｒ－ｔｏ－ｐｅｅｒ的縮寫(xiě)，“ｐｅｅｒ”在英語(yǔ)里有“（地位、能力等）同等者”“同事”和“伙伴”等意義。簡(jiǎn)單地說(shuō)，Ｐ２Ｐ直接將人們聯(lián)系起來(lái)，讓人們通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)直接交互。Ｐ２Ｐ使得網(wǎng)絡(luò)上的溝通變得容易、更直接共享和交互，真正地消除中間商。Ｐ２Ｐ就是人可以直接連接到其他用戶的計(jì)算機(jī)、交換文件，而不是像過(guò)去那樣連接到服務(wù)器去瀏覽與下載。Ｐ２Ｐ的另一個(gè)重要特點(diǎn)是改變互聯(lián)網(wǎng)現(xiàn)在的以大網(wǎng)站為中心的狀態(tài)、重返“非中心化”，并把權(quán)力交還給用戶。下一頁(yè)返回８.５Ｐ２Ｐ網(wǎng)絡(luò)服務(wù)Ｐ２Ｐ對(duì)未來(lái)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的影響是深刻的：Ｐ２Ｐ是只讀的網(wǎng)絡(luò)的終結(jié)（Ｐｅｅｒ－ｔｏ－ｐｅｅｒｉｓｔｈｅｅｎｄｏｆｔｈｅｒｅａｄ－ｏｎｌｙＷｅｂ）；Ｐ２Ｐ使網(wǎng)民重新參與互聯(lián)網(wǎng)（Ｐｅｅｒ－ｔｏ－ｐｅｅｒａｌｌｏｗｓｙｏｕｔｏｐａｒｔｉｃｉｐａｔｅｉｎｔｈｅＩｎｔｅｒｎｅｔａｇａｉｎ）；Ｐ２Ｐ使網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)離電視（Ｐｅｅｒ－ｔｏ－ｐｅｅｒｓｔｅｅｒｉｎｇｔｈｅＩｎｔｅｒｎｅｔａｗａｙｆｒｏｍＴＶ）。正如上文所言，Ｐ２Ｐ不是一個(gè)新思想，從某些角度看它甚至是整個(gè)最初創(chuàng)建互聯(lián)網(wǎng)的最基本的思想。上一頁(yè)下一頁(yè)返回８.５Ｐ２Ｐ網(wǎng)絡(luò)服務(wù)Ｓｅｒｖｅｒ集中式的服務(wù)方式有許多技術(shù)弊端。一個(gè)最主要的問(wèn)題就是資源無(wú)法得到充分利用。Ｓｅｒｖｅｒ集中式的服務(wù)方式容易在服務(wù)器和網(wǎng)絡(luò)局部形成瓶頸效應(yīng)，同時(shí)大量的、性能日益提高的客戶ＰＣ資源利用不足。有資料統(tǒng)計(jì)，全球Ｓｅｒｖｅｒ提供的資源加在一起還不足Ｉｎｔｅｒｎｅｔ資源總量的１％。人們迫切希望能打破Ｓｅｒｖｅｒ的壟斷，在Ｉｎｔｅｒｎｅｔ上擁有屬于自己的空間。Ｐ２Ｐ技術(shù)正是基于這個(gè)目標(biāo)而誕生的。８.５.２Ｐ２Ｐ技術(shù)的應(yīng)用前景Ｐ２Ｐ技術(shù)帶來(lái)的諸多好處是顯而易見(jiàn)的。最大的好處就是資源將得到充分利用和最大化的共享，并且Ｐ２Ｐ技術(shù)還加強(qiáng)和改進(jìn)了許多原有的應(yīng)用?，F(xiàn)在在業(yè)界，比較認(rèn)同的Ｐ２Ｐ應(yīng)用主要有３類，它們是：信息、服務(wù)的共享與管理；協(xié)作；構(gòu)建充當(dāng)基層架構(gòu)的互連系統(tǒng)。Ｐ２Ｐ在以下場(chǎng)景有好的應(yīng)用發(fā)展。上一頁(yè)下一頁(yè)返回８.５Ｐ２Ｐ網(wǎng)絡(luò)服務(wù)（１）實(shí)時(shí)通信（ＩｎｓｔａｎｔＭｅｓｓａｇｉｎｇ，ＩＭ）。Ｓｅｒｖｅｒｌｅｓｓ型即時(shí)通信在當(dāng)今全球已經(jīng)變得相當(dāng)普遍。國(guó)外的ＩＣＱ、ＹａｈｏｏＭｅｓｓｅｎｇｅｒ、ＭＳＮＭｅｓｓｅｎｇｅｒ以及國(guó)內(nèi)的ＱＱ等都已經(jīng)吸引了大量用戶使用。ＩＭ是當(dāng)今Ｉｎｔｅｒｎｅｔ上最受歡迎的應(yīng)用，它滿足了人們對(duì)于通信實(shí)時(shí)性的要求。然而，目前ＩＭ軟件還是基于Ｃ／Ｓ模型的，用戶的賬號(hào)、好友列表等信息都保存在Ｓｅｒｖｅｒ上，甚至用戶有時(shí)發(fā)出的消息也需要Ｓｅｒｖｅｒ幫助轉(zhuǎn)發(fā)。如果服務(wù)商的Ｓｅｒｖｅｒ壞掉了或者正在檢修，許多功能就會(huì)在一定時(shí)間內(nèi)無(wú)法使用。上一頁(yè)下一頁(yè)返回８.５Ｐ２Ｐ網(wǎng)絡(luò)服務(wù)Ｓｅｒｖｅｒｌｅｓｓ型的ＩＭ基本不需要Ｓｅｒｖｅｒ的支持，只要人們以某種形式（如：Ｗｏｒｋｇｒｏｕｐ）形成了Ｐ２Ｐ網(wǎng)絡(luò)互連，就可以相互之間識(shí)別并通信，中間過(guò)程無(wú)需Ｓｅｒｖｅｒ的幫助。這不但會(huì)大大降低ＩＭ應(yīng)用提供商的運(yùn)營(yíng)成本，而且減少人們對(duì)于Ｓｅｒｖｅｒ穩(wěn)定性的依賴。無(wú)論你是在Ｉｎｔｅｒｎｅｔ上，還是在獨(dú)立的公司局域網(wǎng)上，甚至是在家中，都可以隨時(shí)組成Ｐ２Ｐ網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信。（２）實(shí)時(shí)比賽和游戲。網(wǎng)絡(luò)游戲的發(fā)展速度同樣是驚人的，而且現(xiàn)在新推出的游戲大都提供連線對(duì)戰(zhàn)功能。基于Ｃ／Ｓ模型的連線對(duì)戰(zhàn)同樣需要性能強(qiáng)勁的游戲服務(wù)器支持。Ｐ２Ｐ技術(shù)允許任何Ｐｅｅｒ可以單獨(dú)建立區(qū)域型的Ｐ２Ｐ網(wǎng)絡(luò)，可以讓Ｉｎｔｅｒｎｅｔ上的任何人隨時(shí)加入其中，共同游戲娛樂(lè)。上一頁(yè)下一頁(yè)返回８.５Ｐ２Ｐ網(wǎng)絡(luò)服務(wù)（３）協(xié)同工作。實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目組內(nèi)協(xié)作，Ｐ２Ｐ技術(shù)實(shí)現(xiàn)的協(xié)同工作是無(wú)需Ｓｅｒｖｅｒ支持的，而且同樣可以組合成一個(gè)個(gè)Ｗｏｒｋｇｒｏｕｐ，在之上共享信息、提出問(wèn)題、商討解決方案等，提供更好的“協(xié)同工作”能力。（４）共享文件。共享文件已經(jīng)相當(dāng)普遍了，諸如ｅＤｏｎｋｅｙ、ｅＭｕｌｅ等都已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了這方面功能。但Ｐ２Ｐ技術(shù)真正想提供的是一種無(wú)Ｓｅｒｖｅｒ的Ｆｉｌｅｓｈａｒｉｎｇ能力。使用Ｐ２Ｐ技術(shù)開(kāi)發(fā)的ＦｉｌｅＳｈａｒｉｎｇ軟件，只要十分簡(jiǎn)單地形成一個(gè)Ｐ２Ｐ網(wǎng)絡(luò)，就可以互相看到對(duì)方共享的文件，并隨時(shí)下載，而且這種Ｆｉｌｅｓｈａｒｉｎｇ比現(xiàn)在的方式更加出色。而且這些是不需要Ｓｅｒｖｅｒ的支持的。上一頁(yè)下一頁(yè)返回８.５Ｐ２Ｐ網(wǎng)絡(luò)服務(wù)（５）共享體驗(yàn)。隨著Ｗｉｒｅｌｅｓｓ應(yīng)用的普及，移動(dòng)設(shè)備上網(wǎng)并收發(fā)ＭＭＳ等應(yīng)用已經(jīng)變得不新鮮了，但對(duì)無(wú)線業(yè)務(wù)稍有了解的人都應(yīng)該知道，我們的ＭＭＳ還都是需要運(yùn)營(yíng)商Ｓｅｒｖｅｒ的轉(zhuǎn)發(fā)才能實(shí)現(xiàn)的。你有沒(méi)有想過(guò)當(dāng)你遇到一個(gè)令你激動(dòng)的情景，只需要用手機(jī)的攝像頭對(duì)準(zhǔn)它，就可以將這個(gè)情景以Ｖｉｄｅｏ的形式直接傳送到你的朋友們那里，而這些看似只有在科幻電影中才有的鏡頭，在Ｐ２Ｐ技術(shù)中是完全可以方便地實(shí)現(xiàn)的。（６）內(nèi)容分發(fā)。Ｃｈａｔｒｏｏｍ中的聊天功能也都支持許多人一起聊天，所有人都能看到聊天信息。Ｐ２Ｐ可以實(shí)現(xiàn)一個(gè)Ｗｏｒｋｇｒｏｕｐ中２４小時(shí)在線互連，并且隨時(shí)分發(fā)通話的信息。新加入這個(gè)Ｗｏｒｋｇｒｏｕｐ中的人還可以看到以前的信息。這是Ｓｅｒｖｅｒ－ｂａｓｅｄ的Ｃｈａｔ應(yīng)用很難實(shí)現(xiàn)的。上一頁(yè)下一頁(yè)返回８.５Ｐ２Ｐ網(wǎng)絡(luò)服務(wù)（７）音頻和影像。現(xiàn)在十分流行的基于網(wǎng)絡(luò)的電視電話會(huì)議應(yīng)用也很普遍，在許多場(chǎng)合都發(fā)揮著重要的作用。而這種系統(tǒng)大都是由主會(huì)場(chǎng)的一臺(tái)Ｓｅｒｖｅｒ做中央控制服務(wù)器，將主會(huì)場(chǎng)的音頻和視頻信號(hào)壓縮編碼后通過(guò)有線或無(wú)線網(wǎng)絡(luò)不斷發(fā)送出去，到達(dá)分會(huì)場(chǎng)后再解碼播放。如果想看到分會(huì)場(chǎng)的情況，必須不斷地將分會(huì)場(chǎng)的信號(hào)傳回主會(huì)場(chǎng)的中央Ｓｅｒｖｅｒ，由它再分發(fā)到其他分會(huì)場(chǎng)?？梢钥闯鲞@個(gè)中轉(zhuǎn)過(guò)程中浪費(fèi)了不少網(wǎng)絡(luò)傳輸資源。但這是基于Ｃ／Ｓ模型無(wú)法避免的弊端。Ｐ２Ｐ技術(shù)使所有的會(huì)場(chǎng)都處于平等的地位。一個(gè)會(huì)場(chǎng)的信號(hào)會(huì)同時(shí)廣播到所有的會(huì)場(chǎng)，會(huì)議系統(tǒng)只需要通過(guò)切換不同的接收信號(hào)，就可以收到所有會(huì)場(chǎng)的情況。上一頁(yè)下一頁(yè)返回８.５Ｐ２Ｐ網(wǎng)絡(luò)服務(wù)（８）分發(fā)產(chǎn)品升級(jí)補(bǔ)丁。目前打補(bǔ)丁的方法基本上采用讓用戶自己下載網(wǎng)站上發(fā)布的補(bǔ)丁包，自行安裝補(bǔ)丁的方法。Ｐ２Ｐ技術(shù)使產(chǎn)品的分發(fā)變得十分簡(jiǎn)單，所有擁有這種產(chǎn)品的人會(huì)自動(dòng)形成一個(gè)Ｗｏｒｋｇｒｏｕｐ，并且有嚴(yán)格的身份認(rèn)證。產(chǎn)品廠商隨時(shí)在這里提供升級(jí)補(bǔ)丁服務(wù)，而Ｐ２Ｐ技術(shù)會(huì)使你的電腦在不知不覺(jué)中完成打補(bǔ)丁和各種升級(jí)服務(wù)。（９）分布式計(jì)算。分布式計(jì)算是當(dāng)前計(jì)算領(lǐng)域一個(gè)熱門的研究課題，也是Ｐ２Ｐ技術(shù)的高級(jí)應(yīng)用。如何將一個(gè)大任務(wù)分解為許多個(gè)小任務(wù)，并通過(guò)網(wǎng)絡(luò)分發(fā)到所有Ｗｏｒｋｇｒｏｕｐ中的電腦上進(jìn)行計(jì)算，最后將結(jié)果統(tǒng)一匯總到一臺(tái)電腦上，是分布式計(jì)算的一個(gè)主要的應(yīng)用。上一頁(yè)下一頁(yè)返回８.５Ｐ２Ｐ網(wǎng)絡(luò)服務(wù)這種想法的初衷是因?yàn)楝F(xiàn)在的ＰＣ計(jì)算能力已經(jīng)大大加強(qiáng)，分布于世界各地的無(wú)數(shù)臺(tái)ＰＣ擁有巨大的“計(jì)算潛能（ＣｏｍｐｕｔｉｎｇＰｏｔｅｎｔｉａｌ）”。Ｐ２Ｐ技術(shù)為完成分布式計(jì)算提供了很好的平臺(tái)。當(dāng)然真正實(shí)現(xiàn)良好的分布式計(jì)算還需要許多技術(shù)的共同配合才能完成，Ｐ２Ｐ只是核心技術(shù)中的一種，但應(yīng)該看到應(yīng)用Ｐ２Ｐ技術(shù)實(shí)現(xiàn)分布式計(jì)算的應(yīng)用正在慢慢實(shí)現(xiàn)，許多大公司如ＩＢＭ、Ｉｎｔｅｌ都希望在這一領(lǐng)域有所作為而正在加緊實(shí)驗(yàn)。上一頁(yè)下一頁(yè)返回８.５Ｐ２Ｐ網(wǎng)絡(luò)服務(wù)８.５.３Ｐ２Ｐ文件共享及原理Ｐ２Ｐ技術(shù)不同于前面所說(shuō)的基于Ｓｅｒｖｅｒ的應(yīng)用技術(shù)，它是基于Ｐ２Ｐ拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)發(fā)展起來(lái)的一項(xiàng)新型網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)。從誕生之日起，Ｐ２Ｐ的宗旨就是要打破Ｓｅｒｖｅｒ壟斷，提供Ｓｅｒｖｅｒ所不能提供的功能，彌補(bǔ)Ｓｅｒｖｅｒ的不足，并充分利用和豐富現(xiàn)有的Ｉｎｔｅｒｎｅｔ資源。也就是說(shuō)Ｐ２Ｐ不是要從根本上廢除Ｓｅｒｖｅｒ，在相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)間內(nèi)，會(huì)與Ｓｅｒｖｅｒ并存而共同發(fā)展。因此，從技術(shù)上講，Ｐ２Ｐ技術(shù)一般都是基于成熟的ＴＣＰ／ＩＰ協(xié)議的，并且借鑒Ｓｅｒｖｅｒ應(yīng)用中許多成熟的技術(shù)。上一頁(yè)下一頁(yè)返回８.５Ｐ２Ｐ網(wǎng)絡(luò)服務(wù)Ｐ２Ｐ非常強(qiáng)調(diào)一個(gè)詞：Ｓｅｒｖｅｒｌｅｓｓ。Ｓｅｒｖｅｒｌｅｓｓ的提出意味著Ｐ２Ｐ技術(shù)將Ｉｎｔｅｒｎｅｔ服務(wù)提供方式劃分為３種，完全基于Ｓｅｒｖｅｒ（Ｓｅｒｖｅ