《Internet的发展》PPT课件.ppt

1、Internet的发展,西北师范大学网络教育学院 党小超 教授 2010年9月29日,Internet的发展简史 IPv6技术 无线网 物联网 云计算 结束语,交流内容提纲,Internet的发展历史,（一）Internet 发展 Internet网起源于美国，1968年美国国防部开始开发ARPANet网。ARPANet设计的目标是能够在不利的环境下运行。 例如原子弹攻击和其它不利的因素。,ARPANet出现以前，大部分网络的运行都依靠中心服务器，如果中心服务器出现故障，就会危及整个系统。ARPANet使用多功能的服务器和通讯线路、协议，所以如果某一台服务器出现故障，信息会再次按确定线路发送，

2、所以可以保证服务器的通讯。,网络基本结构图,从1969年-1983年，Internet开始形成，但那时的Internet还主要是用于网络技术的研究和实验，并没有广泛的发展开来。 1983年， Internet才开始逐步进入实用阶段，在美国和一部分发达国家的大学和研究部门中得到广泛使用，作为教学，科研和通信的学术网络。 1986年，NSF（National Science Foundation：美国国家科学基金会）利用TCP/IP通信协议，在5个科研教育服务超级电脑的基础上建立了NSFNET广域网，以使在全美国实现资源共享。,1989年，由CERN（与欧洲原子能质子物理研究室）开发的WWW (W

3、orld Wide Web：万维网)成功，为Internet实现广域网奠定了基础。从此，Internet开始迅速发展。 1993年，NCSA（伊利诺斯大学的超级计算机应用程序国家中心 ）发表的Mosaic 以其独特的GUI赢得了人们的喜爱，紧随其后的网络浏览工具Netscape，Internet Explorer等的发表，以及WWW服务器的增长，掀起了Internet应用的新的高潮。,（二）中国Internet发展 1983年，我国第一次与国外通过计算机和网络通信，从此拉开了中国Internet发展的帷幕。 1986年，中国高能物理研究所通过商用电话线，与欧洲原子能质子物理研究室（CERN）直

4、接建立了电子通信连接，实现了两个接点之间的电子邮件传输。 1986年，北京计算机应用技术所开始与国际联网，建立了中国学术网络（CANET）。 1989年，由世行贷款，国家计委、国家教委、中国科学院等配套投资，开始了中国国家计算与网络实施高科技信息技术设施项目的建设。,1990年，CANET向InterNic申请注册了我国最高域名“cn”。从此，从我国发出的电子邮件有了自己的域名。 1992年，中科院网（CASNET）、清华校园网（TUNET）、北大校园网（PUNET）建成。 1993年2月，中国教育与科研计算机网开始进入规划，计划把全国高等教育机构和科研机构连接起来。这是今天教育网的前身。 1

5、994年，由原邮电部投资的中国公用计算机网CHIANNET开始启动，并于1996年正式投入使用。值得庆贺的是，这是我国的第一个商用计算机网络，也正式从此开始，我国的网络事业开始进入高速发展的阶段。,IPv6技术,IPv6技术的迫切需要 IPv6的发展 IPv6的优势 IPv6的发展 IPv6的应用,规模剧增与地址匮乏是直观需求,以IPv4为基础的互联网络所固有的缺陷日益凸现，安全保障、服务质量与运营管理已成为进一步发展的瓶颈。 可扩展、更安全、更大、可信、可管理、高质量的下一代互联网已成为学术与产业界共同的期盼。如何使理想能早日成为现实，需要我们共同努力与探索！ 全球共有互联网用户约10.86

6、亿人，平均普及率是:12 % CNNIC报告显示，截至2010年6月底，中国网民规模达到4.2亿，突破了4亿关口，较2009年底增加3600万人；互联网普及率攀升至31.8%,创新应用涌现是发展的内在动力,更多种类信息终端的网络连接 -要求有广泛的地址空间 高清晰网络电视等多媒体应用 -要求有更高的带宽质量保证 分布式存储等P2P网络应用 -要求有端到端的服务质量保证 生产环境监控等工业控制 -要求实时可靠的服务质量保证 电子购物等网络服务商业行为 -要求可信可管理的安全技术手段,以IPv4为基础的网络体系局限凸现,IPv6的诞生,IETF（Internet Engineering Task

7、Force ）于1991年开始致力于新协议的研究工作 于1993年发布了白皮书“IP:Next Generation (Ipng) White Paper Solicitation”,广泛征求各方意见 IETF在综合各方意见之后，发布了RFC 1726,定义了一整套评估标准 Ipng Area在RFC 1550中对CATNIP,SIPP和TUBA分别作出了细致的研究。最后，IETF建议融合、修改SIPP与TUBA以形成新一代IP协议的基础。由此，新一代的IP协议产生了,主要进展历程,1992，美国总统克林顿提出“信息高速公路”计划，不仅推动了互联网本身，也为提出下一代互联网研究计划奠定了基础

8、1995，NSF支持的下一代互联网NGI计划，建立了NGI的主干网vBNS 1998，UCAID(University Corporation for Advanced Internet Development)成立，提出Internet2计划，建立了Internet2的主干网Abilene 1998，亚太地区高速网络计划APAN 2001，欧共体的下一代互联网研究计划，建立了它的主干网GEANT 2002， 提出建立全球高速互联网GTRN 2003年1月,DoD宣布全面向IPV6过渡，2008年完成,IPv6的优势,128位的地址空间： IPv6把地址长度从32位扩展到128位，并赋予了更科

9、学的层次结构。 简化的协议首部,使得网络层的负担减轻很多，符合高效的原则。 集成了认证和加密机制。 地址自动配置，实现即插即用。 任播(Anycast)功能,为均衡负载等应用提供更合理的解决手段。 支持源路由的选径。,基于IPv6的传感器网应用领域,传感器和电子标签结点将真实世界信息连接到全球网络,IPv6无线家庭网络,IPv6,高清晰度IPTV的应用普及,高清晰IPTV示意系统,汽车内嵌入式IPv6互联网,多个计算机 3 个子网: 多媒体网 (车内音响，导航系统) 身体网络（灯光，窗） 控制网络（发动机，刹车） 多引导,无线网络,无线网络概念 无线网络要点 无线网络类型 无线局域网协议标准

10、IEEE802.11n技术,无线网络概念,所谓无线网络，是指无需布线即可实现计算机互连的网络。无线网络的适用范围非常广泛，凡是可以通过布线而建立网络的环境和行业，无线网络也同样能够搭建，而通过传统布线无法解决的环境或行业，却正是无线网络大显身手的地方了,无线网络的优点,移动性和自由 任何地方都可以工作 不受线路或固定连接的限制 安装快速简便 不用购买电缆 节省布线时间，不麻烦 容易扩展,无线网络类型 无线广域网（Wireless Wide-Area Network，WWAN） 无线城域网（Wireless Metropolitan Area Networks，WMAN） 无线局域网（Wirel

11、ess Local Area Network，WLAN） 无线个人网（Wireless Personal Area Network，WPAN）,无线局域网协议标准,蓝牙规范（Bluetooth）是一种短距离无线电技术，工作在全球通用的2.4GHz（即工业、科学、医学）频段。其数据速率为1Mbps。采用时分双工传输方案实现全双工传输。 Home RF标准该协议主要针对家庭无线局域网，支持语音和数据。 HyperLAN/2标准 IEEE802.11系列协议,IEEE802.11系列协议,IEEE802.11b IEEE802.11a IEEE802.11g IEEE802.11n 其他相关协议,8

12、02.11b规范指定在2.4GHz通信频带,提高数据速率，超过了10Mbps的临界限度，物理层采用高速直接序列扩频技术(HR-DSSS),保持与最初802.11DSSS标准的兼容性。 调制方式有两种：第一种是高效率的“补码键控”(CCK)调制方案，从而达到了11Mbps的顶端数据速率。第二种调制方案是“分组二进制卷积码”(PBCCTM)，凭借其能够提供3dB的编码增益，延伸了通信的距离。因此作为在5.5和11Mbps速率的范围内获得更高性能的一个选择。,802.11的第二个分支被指定为802.11a。承受着风险将802.11带入了不同的频带5.2GHzU-NII频带，并被指定高达54Mbps的

13、数据速率。与单个载波系统802.11b不同，802.11a运用了提高频率信道利用率的正交频率划分多路复用(OFDM)的多载波调制技术。由于802.11a运用5.2GHz射频频谱，因此它与802.11b或最初的802.11WLAN标准均不能进行互操作。,802.11g中规定的调制方式有2种，包括Intersil公司的提案采用的CCK-OFDM。和TI公司提案则采用的PBCC（Packet Binary Convolution Coding,分组二进制卷积码）-22（也称CCK-PBCC）调制方式，其中采用PBCC-22方式的TI提案保持了对IEEE802.11b的完全兼容，并使最高传输速率达到了

14、22Mbps,又被称为802.11b+标准,目前已经有不少符合该标准的产品。而CCK-OFDM则作为802.11g的强制54Mbps模式，同时支持两种模式的802.11g产品便可以在与802.11b网络兼容的情况下，最高提供与802.11a标准相同的54Mbps连接速率。,802.11n技术,802.11n主要是结合物理层和MAC层的优化来充分提高WLAN技术的吞吐。 主要的物理层技术涉及了MIMO、MIMO-OFDM、40MHz、Short GI等技术，从而将物理层吞吐提高到600Mbps。如果仅仅提高物理层的速率，而没有对空口访问等MAC协议层的优化，802.11n的物理层优化将无从发挥。

15、 就好比即使建了很宽的马路，但是车流的调度管理如果跟不上，仍然会出现拥堵和低效。所以802.11n对MAC采用了Block确认、帧聚合等技术，大大提高MAC层的效率。,物理层关键技术,1.MIMO MIMO是802.11n物理层的核心，指的是一个系统采用多个天线进行无线信号的收发。它是当今无线最热门的技术，无论是3G、IEEE 802.16e WIMAX，还是802.11n，都把MIMO列入射频的关键技术。,MIMO架构,MIMO主要有如下的典型应用，包括： 1）提高吞吐 通过多条通道，并发传递多条空间流，可以成倍提高系统吞吐。 2）提高无线链路的健壮性和改善SNR 通过多条通道，无线信号通过

16、多条路径从发射端到达接收端多个接收天线。,通过MIMO传递多条空间流,2.SDM(空分复用） 当基于MIMO同时传递多条独立空间流(spatial streams),如下图中的空间流X1，X2时，将成倍地提高系统的吞吐。,MIMO系统支持空间流的数量取决于发送天线和接收天线的最小值。如发送天线数量为3，而接收天线数量为，则支持的空间流为2。MIMO/SDM系统一般用“发射天线数量接收天线数量”表示。 MIMO/SDM是在发射端和接收端之间，通过存在的多条路径（通道）来同时传播多条流。,3.FEC (Forward Error Correction) 按照无线通信的基本原理，为了使信息适合在无线

17、信道这样不可靠的媒介中传递，发射端将把信息进行编码并携带冗余信息，以提高系统的纠错能力，使接收端能够恢复原始信息 802.11n所采用的QAM-64的编码机制可以将编码率（有效信息和整个编码的比率）从3/4 提高到5/6。所以，对于一条空间流，在MIMO-OFDM基础之上，物理速率从58.5提高到了65Mbps,4.Short Guard Interval (GI) 由于多径效应的影响，信息符号（Information Symbol）将通过多条路径传递，可能会发生彼此碰撞，导致ISI（码间串扰）干扰。为此，802.11a/g标准要求在发送信息符号时，必须保证在信息符号之间存在800 ns的时间

18、间隔，这个间隔被称为Guard Interval (GI)。 802.11仍然使用缺省使用800 ns GI。当多径效应不是很严重时，用户可以将该间隔配置为400，对于一条空间流，可以将吞吐提高近10，即从65Mbps提高到72.2 Mbps。,5.40MHz绑定技术 对于无线技术，提高所用频谱的宽度，可以最为直接地提高吞吐。就好比是马路变宽了，车辆的通行能力自然提高。传统802.11a/g使用的频宽是20MHz，而802.11n支持将相邻两个频宽绑定为40MHz来使用，所以可以最直接地提高吞吐。,6.MCS (Modulation Coding Scheme) 在802.11a/b/g时代，

19、配置AP工作的速率非常简单，只要指定特定radio类型（802.11a/b/g）所使用的速率集，速率范围从1Mbps到54Mbps，一共有12种可能的物理速率。 而在802.11n时代，由于物理速率依赖于调制方法、编码率、空间流数量、是否40MHz绑定等多个因素。这些影响吞吐的因素组合在一起，将产生非常多的物理速率供选择使用。比如基于Short GI,40MHz绑定等技术，在4条空间流的条件下，物理速率可以达到600Mbps(即4*150)。为此，802.11n提出了MCS的概念。MCS 可以理解为这些影响速率因素的完整组合，每种组合用整数来唯一标示。对于AP，MCS普遍支持的范围为0-15。

20、,MAC层关键技术,1.帧聚合 帧聚合技术包含针对MSDU的聚合（A-MSDU）和针对MPDU的聚合(A-MPDU)： A-MSDU技术是指把多个MSDU通过一定的方式聚合成一个较大的载荷。这里的MSDU可以认为是Ethernet报文。通常，当AP或无线客户端从协议栈收到报文（MSDU）时，会打上Ethernet报文头，我们称之为A-MSDU Subframe；而在通过射频口发送出去前，需要一一将其转换成802.11报文格式。,而A-MSDU技术旨在将若干个A-MSDU Subframe聚合到一起，并封装为一个802.11报文进行发送。从而减少了发送每一个802.11报文所需的PLCP Pre

21、amble，PLCP Header和802.11MAC头的开销，同时减少了应答帧的数量，提高了报文发送的效率。,A-MSDU 报文结构图,A-MSDU报文是由若干个A-MSDU Subframe组成的，每个Subframe均是由Subframe header (Ethernet Header)、一个MSDU和0-3字节的填充组成。,与A-MSDU不同的是，A-MPDU聚合的是经过802.11报文封装后的MPDU，这里的MPDU是指经过802.11封装过的数据帧。通过一次性发送若干个MPDU，减少了发送每个802.11报文所需的PLCP Preamble，PLCP Header，从而提高系统吞吐

22、量。,A-MPDU,图5 A-MPDU报文格式 其中MPDU格式和802.11定义的相同，而MPDU Delimiter是为了使用A-MPDU而定义的新的格式。A-MPDU技术同样只适用于所有MPDU的目的端为同一个HT STA的情况。,2.Block ACK 为保证数据传输的可靠性，802.11协议规定每收到一个单播数据帧，都必须立即回应以ACK帧。A-MPDU的接收端在收到A-MPDU后，需要对其中的每一个MPDU进行处理，因此同样针对每一个MPDU发送应答帧。Block Acknowledgement通过使用一个ACK帧来完成对多个MPDU的应答，以降低这种情况下的ACK帧的数量。,WL

23、AN标准从802.11a/b发展到802.11g，再到现在的802.11n，提供良好的向后兼容性显得尤为重要。802.11g提供了一套保护机制来允许802.11b的无线用户接入802.11g网络。同样的，802.11n协议提供似的机制来允许802.11a/b/g用户的接入。,3.兼容a/b/g,当802.11n运行在混合模式（即同时有802.11a/b/g设备在网络中）时，会在发送的报文头前添加能够被802.11a或802.11b/g设备正确解析的前导码。保证802.11a/b/g设备能够侦听到802.11n信号，并启用冲突避免机制，进而实现802.11n的设备802.11a/b/g设备的互通

24、。,无线标准参考对比表,物联网,物联网产生的背景 物联网技术现状 物联网体系架构 物联网产业链 物联网的工程应用 物联网前景分析,物联网技术,业界对物联网（IOT：Internet of Things）的通用理解：1、从技术理解 物联网是指物体通过智能感应装置，经过传输网络，到达指定的信息处理中心，最终实现物与物、人与物之间的自动化信息交互与处理的智能网络。2、从应用理解 物联网是指把世界上所有的物体都联接到一个网络中，形成“物联网”，然后“物联网”又与现有的互联网结合,实现人类社会与物理系统的整合，达到更加精细和动态的方式管理生产和生活。,国际电信联盟曾描绘“物联网”时代的图景：当司机出现操

25、作失误时汽车会自动报警；公文包会提醒主人忘带了什么东西；衣服会“告诉”洗衣机对颜色和水温的要求等等。,物联网(The Internet of things)的概念是在1999年提出的，它的定义很简单：把所有物品通过射频识别等信息传感设备与互联网连接起来，实现智能化识别和管理。,物联网三个重要特征： 1、全面感知，利用RFID，传感器，二维码等随时随地获取物体的信息 2、可靠传递，通过各种电信网络与互联网的融合，将物体的信息实时准确地传递出去 3、智能处理，利用云计算，模糊识别等各种智能计算技术，对海量的数据和信息进行分析和处理，对物体实施智能化的控制,传感网络技术,是由使用传感器的器件组成的在

26、空间上呈分布式的无线自治网络，用来感知环境参数，如温度、震动等等。,近程通讯技术,是新兴的短距离连接技术，从很多无接触式的认证和互联技术演化而来，RFID和蓝牙技术是其中的重要代表。,物联网现阶段最主要的表现形式： M2M,M2M是机器到机器的无线数据传输，有时也包括人对机器和机器对人的数据传输。有多种技术支持M2M网络中的终端之间的传输协议，目前主要有CDMA 、GPRS、IEEE802.11a/b/g WLAN等等。,物联网产生的背景：1、经济危机下的推手 经济长波理论：每一次的经济低谷必定会催生出某些新的技术，而这种技术一定是可以为绝大多数工业产业提供一种全新的使用价值，从而带动新一轮的

27、消费增长和高额的产业投资，以触动新经济周期的形成。 过去的10年间，互联网技术取得巨大成功。目前的经济危机让人们又不得不面临紧迫的选择，物联网技术成为推动下一个经济增长的特别重要推手。2、传感技术的成熟 随着微电子技术的发展，涉及人类生活、生产、管理等方方面面的各种传感器已经比较成熟。例如常见的无线传感器（WSN）、RFID、电子标签等。3、网络接入和信息处理能力大幅提高 目前，随着网络接入多样化、IP宽带化和计算机软件技术的飞跃发展，基于海量信息收集合分类处理的能力大大提高。,物联网的演进路径：,1995年比尔.盖茨在未来之路书中首次提出“物物相联”的雏形， 1999年EPCglobal联合

28、100多家企业成立IOT联盟并正式提出物联网概念。10年间，世界各国都在加紧研究。从技术演进视野来看，物联网的发展主要分为四个阶段 ： 1、第一阶段：大型机、主机的联网2、第二阶段：台式机、笔记本与互联网相联3、第三阶段：一些移动设备（如手机、PDA等）的互联4、第四阶段：嵌入式互联网兴起阶段，更多与人们日常生活紧密相关的应用设备，包括洗衣机、冰箱、电视、微波炉等都将加入互联互通的行列，最终形成全球统一的“物联网”的互联,国内外发展现状,国外物联网现状 1995年，比尔盖茨在其未来之路一书中已提及物联网概念。 2005年11月17日，在突尼斯举行的信息社会世界峰会（WSIS）上，国际电信联盟（

29、ITU）发布了ITU互联网报告2005：物联网，报告指出，无所不在的“物联网”通信时代即将来临，世界上所有的物体从轮胎到牙刷、从房屋到纸巾都可以通过因特网主动进行交换。射频识别技术（RFID）、传感器技术、纳米技术、智能嵌入技术将到更加广泛的应用。 2009年1月，IBM首席执行官彭明盛提出“智慧地球”构想，其中物联网为“智慧地球”不可或缺的一部分，而奥巴马在就职演讲后已对“智慧地球”构想提出积极回应，并提升到国家级发展战略。,日本u-Japan战略，希望实现从有线到无线、从网络到终端、包括认证、数据交换在内的无缝链接泛在网络环境，100的国民可以利用高速或超高速网络。 韩国也实现了类似的发展

30、。配合 u-Korea 推出的 u-Home 是韩国的 u-IT839 八大创新服务之一。智能家庭最终让韩国民众能通过有线或无线的方式远程控制家电设备，并能在家享受高质量的双向与互动多媒体服务。,2004年初，全球产品电子代码管理中心授权中国物品编码中心为国内代表机构，负责在中国推广EPC与物联网技术。4月，北京建立了第一个EPC与物联网概念演示中心。 2005年，国家烟草专卖局的卷烟生产经营决策管理系统实现用RFID出库扫描，商业企业到货扫描。许多制造业也开始在自动化物流系统中尝试应用RFID技术。 2009年月日，温总理在无锡调研时，对微纳传感器研发中心予以高度关注，提出了把“感知中国”中

31、心设在无锡、辐射全国的想法。 江苏省委省政府接到指示后认真落实总理的要求，热情拥抱“物联网”，突出抓好平台建设和应用示范工作。,国内物联网现状,无锡市则作出部署：举全市之力，抢占新一轮科技革命制高点，把无锡建成传感网信息技术的创新高地、人才高地和产业高地。 2009年8月24日，中国移动总裁王建宙访台期间解释了物联网概念 2009年9月11日，“传感器网络标准工作组成立大会暨“感知中国高峰论坛”在北京举行，会议提出传感网发展相关政策。 2009年9月14日。国家中长期科学与技术发展规划（2006-2020年）和“新一代宽带移动无线通信网”重大专项中均将传感网列入重点研究领域。,中科院无锡微纳传

32、感网工程技术研发中心（以下简称无锡传感网中心），是国内目前研究物联网的核心单位之一。 作为“感知中国”的中心，无锡市2009年9月与北京邮电大学就传感网技术研究和产业发展签署合作协议，涉及光通信、无线通信、计算机控制、多媒体、网络、软件、电子、自动化等技术领域，包括应用技术研究、科研成果转化和产业化推广等。 国务院总理温家宝2010年3月5日在十一届全国人大三次会议上作政府工作报告首次提及物联网，指出积极推进 “三网”融合取得实质性进展，加快物联网的研发应用。,物联网发展过程中面临的五个主要技术问题： （1）技术标准问题 世界各国存在不同的标准。中国信息技术标准化技术委员会于2006年成立了无

33、线传感器网络标准项目组。2009年9月，传感器网络标准工作组正式成立了PG1(国际标准化)、PG2(标准体系与系统架构)、PG3(通信与信息交互)、PG4(协同信息处理)、PG5(标识)、PG6(安全)、PG7(接口)和PG8(电力行业应用调研)等8个专项组，开展具体的国家标准的制定 （2）安全问题 信息采集频繁，其数据安全也必须重点考虑。,（3）协议问题 物联网是互联网的延伸，在物联网核心层面是基于TCP/IP，但在接入层面，协议类别五花八门，GPRS/CDMA、短信、传感器、有线等多种通道，物联网需要一个统一的协议栈。 （4）IP地址问题 每个物品都需要在物联网中被寻址，就需要一个地址。物

34、联网需要更多的IP地址，IPv4资源即将耗尽，那就需要IPv6来支撑。IPv4向IPv6过渡是一个漫长的过程，因此物联网一旦使用IPv6地址，就必然会存在与IPv4的兼容性问题。 （5）终端问题。 物联网终端除具有本身功能外还拥有传感器和网络接入等功能，且不同行业需求千差万别，如何满足终端产品的多样化需求，对运营商来说是一大挑战。,物联网体系架构,地区物联网架构分层架构图,地区物联网架构功能架构图,产业链,物联网产业链可以细分为标识、感知、处理和信息传送四个环节，每个环节的关键技术分别为RFID、传感器、智能芯片和运营商的无线传输网络。 EPoSS(EUROPEAN TECHNOLOGY PL

35、ATFORM ON SMART SYSTEMS INTEGRATION)在Internet of Things in 2020报告中分析预测，未来物联网的发展将经历四个阶段： 2010年之前RFID被广泛应用于物流、零售和制药领域； 2010-2015年物体互联； 2015-2020年物体进入半智能化； 2020年之后物体进入全智能化。,M2M的产业包括：一是与感知物理设备相关的芯片、终端、软件开发、系统集成制造等相关产业; 二是新的智能服务产业,包括商务、政务、公务和个人服务等等. 物联网的信息传感设备:包括射频识别装置、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等装置。与互联网相结合，可以实现所

36、有物品的远程感知和控制，由此生成一个更加智慧的生产生活体系。广泛用于智能交通、环境保护、政府工作、公共安全、智能家居、智能消防、工业监测、老人护理、个人健康等多个领域。,物联网工程应用实例,城市市政管理应用 农业园林 医疗保健 智能楼宇 未来数字家庭 其它,特点: （1）开放式的、共享的物联网架构体系 （2）物联网物品编码、数据共享交换机制、共享数据管理标准 （3）物联网海量数据挖掘 （4）物联网数据安全与认证 实现城市公共设施供应链的全程追踪溯源及对已建设部署设施的追踪监控，保证城市公共安全，最终实现政府的数字化的政务管理与城市运行职能。 城市公共设施重要物资的准确标识，实现管理的透明化，为

37、公共安全、公共设施建设质量监管提供法律依据。 实现公共设施、及相关供应链的追踪，提高突发事件防控能力和水平，促进城市规划、建设持续健康发展。,将无线传感器网络布设于农田、园林、温室等目标区域，网络节点大量实时地收集温度、湿度、光照、气体浓度等物理量，精准地获取土壤水分、压实程度、电导率、pH值、氮素等土壤信息。 无线传感器网络有助于实现农业生产的标准化、数字化、网络化。 将从三个方面有效促进农业的发展：增产增收、节约能源，相当于露地栽培产量10倍以上 研究基于农田、园林、温室等目标区域的射频技术与无线传感器网络架构，实现大量实时地收集温度、湿度、光照、气体浓度等物理量，精准地获取土壤水分、压实

38、程度、电导率、pH值、氮素等土壤信息。,特点： （1）面向园林绿化的物联网的组网与最优覆盖； （2）面向园林监控的无线传感器网络； （3）面向园林监控的无线传感器网络数据融合； （4）基于GIS的园林灾害预测预报模型； （5）面向园林绿化的统一监测技术标准和规范。,基于物联网的医疗保健信息交换平台,由于缺乏资金和管理不当，中国医疗保健体系矛盾突出。通过建立医疗保健信息交换平台，实现医疗保健信息资源共享，降低药品库存和成本并提高效率；增加医生对患者以往病史和治疗记录的了解，提高诊断质量和服务质量；同时，推动各医院之间的服务共享和灵活转账，形成一种新的管理系统，使开支和流程更加透明化。 特点： （

39、1）基于射频识别的药品溯源； （2）基于传感器网络的药品库存监控； （3）海量数据索引与存储； （4）物联网数据安全与隐私保密； （5）面向医疗保障的物联网数据共享机制,未来数字家庭 2009年11月23日中国电信“物联网技术重点实验室”和“中国电信物联网应用和推广中心”正式挂牌。此前，中国电信一直致力于数字家庭的解决方案和实际运营。,数字家庭是以计算机技术和网络技术为基础，包括各类消费电子产品、通信产品、信息家电及智能家居等，通过不同的互连方式进行通信及数据交换,实现家庭网络中各类电子产品之间的“互联互通”的一种服务,基于物联网的公共交通监管,实现公共交通工具全程追踪和溯源，保证运输的安全，

40、最终实现政府的数字化的调度管理与城市交通资源优化配置运行职能。 现城市公共交通、轨道交通等重要设备的准确标识，实现管理的透明化，为运输安全、保障交通设施设备安全提供法律依据。 实现车辆、列车等运营全程的追踪，提高事故防控能力和水平，增强实时调度监控和应急事件处理能力，促进交通运输持续健康发展。,物流、零售、自动服务,生产、安全、防灾、水电油气,交易、订单、跟踪、识别,IOT的技术发展趋势,云计算,云计算的基本原理 云计算的体系结构 云计算的服务层次 云计算的技术层次 云计算的应用,云计算是对分布式处理（Distributed Computing）、并行处理（Parallel Computing

41、）和网格计算（Grid Computing）及分布式数据库的改进处理，其前身是利用并行计算解决大型问题的网格计算和将计算资源作为可计量的服务提供的公用计算，在互联网宽带技术和虚拟化技术高速发展后萌生出云计算。 许多云计算公司和研究人员对云计算采用各种方式进行描述和定义，基于云计算的发展和我们对云计算的理解，概括性给出云计算的基本原理为：利用非本地或远程服务器（集群）的分布式计算机为互联网用户提供服务（计算、存储、软硬件等服务）。这使得用户可以将资源切换到需要的应用上，根据需求访问计算机和存储系统。,云计算基本原理,云计算平台是一个强大的“云”网络，连接了大量并发的网络计算和服务，可利用虚拟化技

42、术扩展每一个服务器的能力，将各自的资源通过云计算平台结合起来，提供超级计算和存储能力。通用的云计算体系结构如下图所示：,云计算体系结构,云用户端：提供云用户请求服务的交互界面，也是用户使用云的入口，用户通过Web浏览器可以注册、登录及定制服务、配置和管理用户。打开应用实例与本地操作桌面系统一样。 服务目录：云用户在取得相应权限（付费或其他限制）后可以选择或定制的服务列表，也可以对已有服务进行退订的操作，在云用户端界面生成相应的图标或列表的形式展示相关的服务。 管理系统和部署工具：提供管理和服务，能管理云用户，能对用户授权、认证、登录进行管理，并可以管理可用计算资源和服务，接收用户发送的请求，根

43、据用户请求并转发到相应的相应程序，调度资源智能地部署资源和应用，动态地部署、配置和回收资源。,监控：监控和计量云系统资源的使用情况，以便做出迅速反应，完成节点同步配置、负载均衡配置和资源监控，确保资源能顺利分配给合适的用户。 服务器集群：虚拟的或物理的服务器，由管理系统管理，负责高并发量的用户请求处理、大运算量计算处理、用户Web应用服务，云数据存储时采用相应数据切割算法采用并行方式上传和下载大容量数据。 用户可通过云用户端从列表中选择所需的服务，其请求通过管理系统调度相应的资源，并通过部署工具分发请求、配置Web应用,在云计算中，根据其服务集合所提供的服务类型，整个云计算服务集合被划分成4个

44、层次：应用层、平台层、基础设施层和虚拟化层。这4个层次每一层都对应着一个子服务集合，为云计算服务层次如下图所示：,云计算服务层次,云计算的服务层次是根据服务类型即服务集合来划分，云计算体系结构中的层次是可以分割的，即某一层次可以单独完成一项用户的请求而不需要其他层次为其提供必要的服务和支持。 在云计算服务体系结构中各层次与相关云产品对应。 应用层对应SaaS软件即服务如：Google APPS、SoftWare+Services； 平台层对应PaaS平台即服务如：IBM IT Factory、Google APPEngine、F； 基础设施层对应IaaS基础设施即服务如：Amazon Ec2、

45、IBM Blue Cloud、Sun Grid； 虚拟化层对应硬件即服务结合Paas提供硬件服务，包括服务器集群及硬件检测等服务。,云计算技术层次和云计算服务层次不是一个概念，后者从服务的角度来划分云的层次，主要突出了云服务能给我带来什么。而云计算的技术层次主要从系统属性和设计思想角度来说明云，是对软硬件资源在云计算技术中所充当角色的说明。从云计算技术角度来分，云计算大约有4部分构成：物理资源、虚拟化资源、中间件管理部分和服务接口，如下图所示：,云计算技术层次,服务接口：统一规定了在云计算时代使用计算机的各种规范、云计算服务的各种标准等，用户端与云端交互操作的入口，可以完成用户或服务注册，对服

46、务的定制和使用。 服务管理中间件：在云计算技术中，中间件位于服务和服务器集群之间，提供管理和服务即云计算体系结构中的管理系统。对标识、认证、授权、目录、安全性等服务进行标准化和操作，为应用提供统一的标准化程序接口和协议，隐藏底层硬件、操作系统和网络的异构性，统一管理网络资源。其用户管理包括用户身份验证、用户许可、用户定制管理；资源管理包括负载均衡、资源监控、故障检测等；安全管理包括身份验证、访问授权、安全审计、综合防护等；映像管理包括映像创建、部署、管理等。,虚拟化资源：指一些可以实现一定操作具有一定功能，但其本身是虚拟而不是真实的资源，如计算池，存储池和网络池、数据库资源等，通过软件技术来实

47、现相关的虚拟化功能包括虚拟环境、虚拟系统、虚拟平台。 物理资源：主要指能支持计算机正常运行的一些硬件设备及技术，可以是价格低廉的PC，也可以是价格昂贵的服务器及磁盘阵列等设备，可以通过现有网络技术和并行技术、分布式技术将分散的计算机组成一个能提供超强功能的集群用于计算和存储等云计算操作。在云计算时代，本地计算机可能不再像传统计算机那样需要空间足够的硬盘、大功率的处理器和大容量的内存，只需要一些必要的硬件设备如网络设备和基本的输入输出设备等。,云计算的表现形式多种多样，简单的云计算在人们日常网络应用中随处可见，如腾讯QQ空间提供在线制作Flash图片，彩字秀提供的个性文字图片的处理，Google

48、 Doc和Google Apps、用远程软件进行Office处理。 对于众多的服务，可以将云计算提供的服务细分为以下7个类型。 （1）SaaS（软件即服务）。 软件厂商将应用软件统一部署在服务器或服务器集群上，通过互联网提供软件给用户。用户也可以根据自己实际需要向软件厂商定制或租用适合自己的应用软件，通过租用方式使用基于Web的软件来管理企业经营活动。软件厂商负责管理和维护软件，对于许多小型企业来说，SaaS是采用先进技术的最好途径，它消除了企业购买、构建和维护基础设施和应用程序的需要，近年来，SaaS的兴起已经给传统软件企业带来强劲的压力。,云计算应用,在这种模式下，客户不再像传统模式那样花费大量投资用于硬件、软件、人员，而只需要支出一定的租赁服务费用，通过互联网便可以享受到相应的硬件、软件和维护服务，享有软件使用权和不断升级，这是网络应用最具效益的营运模式。 SaaS通常被用在企业管理软件领域、产品技术和市场，国内的厂商以八百客、沃利森为主，主要开发CRM、ERP等在线应用。用友、金蝶等老牌管理软