计算机网络架构从互联网到物联网
计算机网络技术发展趋势
计算机网络技术发展趋势计算机网络技术发展趋势1.引言1.1 背景介绍在当今数字化时代，计算机网络技术的发展取得了巨大的进步。
计算机网络是连接全球计算机的基础设施，它不仅改变了人们的生活方式，也对商业、教育、医疗等领域产生了重大影响。
本文将详细探讨计算机网络技术的发展趋势。
2.云计算与边缘计算2.1 云计算云计算是一种通过网络提供各种计算服务的模式。
它具有高可用性、可伸缩性和灵活性等特点，可以提供存储、计算和应用服务。
云计算技术的发展趋势包括容器化、服务模型的多样化以及大规模数据中心的构建等。
2.2 边缘计算边缘计算是一种将计算和存储功能从云端延伸到接近数据源的边缘设备的计算模式。
它可以降低网络延迟，提高数据处理效率，并支持实时应用和物联网设备的连接。
未来边缘计算的趋势包括边缘智能化、边缘协同和边缘安全等方面的发展。
3.物联网技术3.1 物联网概述物联网是指通过互联网将各种物理设备连接成一个互联的网络，实现设备间的通信和智能化控制。
物联网技术的发展趋势包括大规模部署、边缘计算的应用、物理世界与虚拟世界的融合等方面的发展。
3.2 物联网安全随着物联网设备的增加，物联网安全的重要性日益凸显。
物联网安全的发展趋势包括身份认证、加密通信、漏洞修复和网络监控等方面的加强。
4.5G技术4.1 5G网络架构5G网络是第五代移动通信技术，将为用户提供更快的速度、更低的延迟和更大的容量。
5G网络的发展趋势包括毫米波通信、网络切片和网络虚拟化等方面的应用。
4.2 5G在物联网中的应用5G技术在物联网领域具有广阔的应用前景。
它将支持大规模的物联网设备连接，提供低功耗和低延迟的通信，为物联网应用提供更好的用户体验。
5.区块链技术5.1 区块链概述区块链是一种分布式数据库技术，采用去中心化的方式存储和验证数据。
它具有防篡改、透明性和可追溯性等特点，被广泛应用于货币交易、供应链管理和智能合约等领域。
5.2 区块链与物联网的结合区块链技术与物联网的结合可以解决物联网安全和信任的问题。
物联网概论-第2章 物联网体系架构
物 联 网 概 论
2.4.6 物联网应用前景展望
美国权威咨询机构Forrester预测，2020年物联网将 大规模普及，世界上“物物互联”的业务与“人与人通 信”的业务相比，将达到30比1。 欧洲智能系统集成技术平台（EPOSS）预测，2020 年之后物体将进入全智能化。
2.3.2 接入网
传统的接入网主要以铜缆的形式为用户提供一般 的语音业务和数据业务。随着网络的不断发展，出现了 一系列新的接入网技术，包括无线接入技术、光纤接入 技术、同轴接入技术、电力网接入技术等。物联网要满 足未来不同的信息化应用，在接入层面需要考虑多种异 构网络的融合与协同。
物 联 网 概 论
物 联 网 概 论
2.2.2 物品标识与数据采集
1. 标识符 物联网中的标识符应该能够反映每个单 独个体的特征、历史、分类和归属等信息，应该具有唯 一性、一致性和长期性，不会随物体位置的改变而改变， 不会随连接网络的改变而改变。现在许多领域已经开始 给物体分配唯一的标识符，例如，EPC系统已经开始给 全球物品分配唯一的标识符。
物 联 网 概 论
2.2.2 物品标识与数据采集
2. 数据采集 在现实生活中，各种各样的活动或者 事件都会产生这样或者那样的数据。数据采集主要有两 种方式，一种是利用自动识别技术进行物体信息的数据 采集，一种是利用传感器技术进行物体信息的数据采集。
物 联 网 概 论
2.2.2 物品标识与数据采集
2.3.2 接入网
2. 有线接入技术 铜线接入技术，是指在非加感的用户 线上，采用先进的数字处理技术来提高双绞线的传输容 量，向用户提供各种业务的技术。光纤接入技术是一种 光纤到楼、光纤到路边、以太网到用户的接入方式，它 为用户提供了可靠性很高的宽带保证。混合光纤/同轴 网（Hybrid Fiber Coax，HFC）也是一种宽带接入技术， 它的主干网使用光纤，分配网则采用同轴电缆系统，用 于传输和分配用户信息。
物联网概述ppt课件
物联网概念最早出现于1999年，随后在全球范围内得到了广泛的关注和研究。 随着技术的不断进步和应用需求的不断增加，物联网逐渐从概念走向应用，成 为推动经济社会发展的新引擎。
核心技术组成要素
01
02
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感知层技术
包括传感器、RFID、二维 码等数据采集技术，实现 对物理世界的智能感知识 别。
利用物联网技术进行环境监测和保护，提高 城市居民生活质量。
06
物联网创新发展趋势 探讨
新型传感器件研发方向及挑战
微型化与集成化
传感器件正朝着微型化、集成化方向发展，以提高其便携性和适用性。
智能化与自校准
传感器件内置算法和自校准功能，实现智能化数据处理和误差修正。
高精度与高可靠性
提高传感器件的测量精度和可靠性，以满足复杂环境下的应用需求。
VS
特点
自组织性、动态性、可靠性、以数据为中 心等，适用于环境监测、智能交通、智能 家居等领域。
云计算在物联网中角色和功能实现
角色
云计算为物联网提供海量数据存储、高效数据处理和强大的计算能力支持。
功能实现
通过虚拟化技术实现资源池化，提供弹性可扩展的计算、存储和网络服务，满足物联网应用需求。
大数据在物联网中价值挖掘方法
加密解密技术在保障安全中应用
数据加密
采用对称加密、非对称加密等加密算 法，确保数据传输和存储的安全。
安全通道建立
通过加密技术建立安全通道，确保物 联网设备与服务器之间的安全通信。
设备身份认证
利用加密技术实现设备间的身份认证， 防止非法设备接入网络。
身份认证和访问控制策略设计
身份认证机制
设计合理的身份认证机制，确保 只有授权用户才能访问物联网设
物联网PPT演示课件
警......
14
物联网的家庭应用
2、BA(Building Automation)打造低碳环保生活
15
物联网的家庭应用
低碳生活从这里开始：
、当您驾车驶入小区时，不需要再停车刷卡了； 、上班不需要记着打卡了，走进办公室的一刻就自动登记到考勤信息系
九、物联网在农业方面的应用
案例一
在北京大兴精准农业示范区，处处体验到物联网“感知” 精准农业技术。采育镇鲜切花生产基地中控室，温室环境 监控大屏挂在墙上。数字频闪的表格中，59栋温室内的温 度、湿度、光照、二氧化碳浓度一目了然。突然，A1棚湿 度显示由绿变红：85%！技术员立刻开启一旁的网络视频 语音监控系统，点击“一排温室”发令：“湿度大了，请 开风口和天窗！”视频画面上，一名农民操作员立即行动 起来。10分钟后，系统传来语音回复：“全部打开。”大 屏幕上，红色数字随即下滑，很快恢复成绿色：70%。 “这些实时监控的环境指标可以自动报警，绿色表示正常， 红色即为报警。”
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三个架构层的含义
感知层
是物联网的皮肤和5官识别物体,采集信息。 感知层包括条码标签和识读器、RFID标签和读写器、摄像头、GPS、传 感器、终端、传感器网络等,主要是识别物体,采集信息,与人体结构中 皮肤和5官的作用相似。
网络层
是物联网的神经中枢和大脑信息传递和处置。 网络层包括通信与互联网的融合网络、网络治理中心、信息中心和智 能处置中心等。网络层将感知层获取的信息停止传递和处置,相似于人 体结构中的神经中枢和大脑。
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三、物联网原理
物联网是在计算机互联网的基础上，利用RFID、无线数据 通信等技术，构造一个覆盖世界上万事万物的“Internet of Things”。在这个网络中，物品能够彼此进行“交流”， 而无需人的干预。 实质：利用射频自动识别(RFID)技术，通过计算机互联网 实现物品(商品)的自动识别和信息的互联与共享。
物联网百科
物联网物联网物联网是新一代信息技术的重要组成部分。
其英文名称是“The Internet of things”。
由此，顾名思义，“物联网就是物物相连的互联网”。
这有两层意思：第一，物联网的核心和基础仍然是互联网，是在互联网基础上的延伸和扩展的网络；第二，其用户端延伸和扩展到了任何物品与物品之间，进行信息交换和通信。
因此，物联网的定义是通过射频识别（RFID）、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，按约定的协议，把任何物品与互联网相连接，进行信息交换和通信，以实现对物品的智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。
目录基本内涵物联网的英文名： Internet of Things（IOT），也称为Web of Things。
被视为互联网的应用扩展，应用创新是物联网的发展的核心，以用户体验为核心的创新是物联网发展的灵魂。
物联网博欣将物联网定义为通过各种信息传感设备，如传感器、射频识别（RFID）技术、全球定位系统、红外感应器、激光扫描器、气体感应器等各种装置与技术，实时采集任何需要监控、连接、互动的物体或过程，采集其声、光、热、电、力学、化学、生物、位置等各种需要的信息，与互联网结合形成的一个巨大网络。
其目的是实现物与物、物与人，所有的物品与网络的连接，方便识别、管理和控制。
鲜明特征和传统的互联网相比，物联网有其鲜明的特征。
首先，它是各种感知技术的广泛应用。
物联网上部署了海量的多种类型传感器，每个传感器都是一个信息源，不同类别的传感器所捕获的信息内容和信息格式不同。
传感器获得的数据具有实时性，按一定的频率周期性的采集环境信息，不断更新数据。
其次，它是一种建立在互联网上的泛在网络。
物联网技术的重要基础和核心仍旧是互联网，通过各种有线和无线网络与互联网融合，将物体的信息实时准确地传递出去。
在物联网上的传感器定时采集的信息需要通过网络传输，由于其数量极其庞大，形成了海量信息，在传输过程中，为了保障数据的正确性和及时性，必须适应各种异构网络和协议。
物联网
物联网技术一、物联网概念“物联网概念”是在“互联网概念”的基础上，将其用户端延伸和扩展到任何物品与物品之间，进行信息交换和通信的一种网络概念。
其定义是：通过射频识别（RFID）、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，按约定的协议，把任何物品与互联网相连接，进行信息交换和通信，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络概念。
“物联网”是指各类传感器和现有的“互联网”相互衔接的一种新技术。
2005年11月27日，在突尼斯举行的信息社会峰会上，国际电信联盟（ITU）发布了《ITU互联网报告2005：物联网》，正式提出了物联网的概念。
物联网是在计算机互联网的基础上，利用RFID、无线数据通信等技术，构造一个覆盖世界上万事万物的“Internet of Things”。
在这个网络中，物品(商品)能够彼此进行“交流”，而无需人的干预。
其实质是利用射频自动识别(RFID)技术，通过计算机互联网实现物品(商品)的自动识别和信息的互联与共享。
物联网概念的问世，打破了之前的传统思维。
过去的思路一直是将物理基础设施和IT基础设施分开，一方面是机场、公路、建筑物，另一方面是数据中心，个人电脑、宽带等。
而在物联网时代,钢筋混凝土、电缆将与芯片、宽带整合为统一的基础设施，在此意义上，基础设施更像是一块新的地球。
物联网具体地说，就是把感应器嵌入和装备到电网、铁路、桥梁、隧道、公路、建筑、供水系统、大坝、油气管道等各种物体中，然后将“物联网”与现有的互联网整合起来，实现人类社会与物理系统的整合，在这个整合的网络当中，存在能力超级强大的中心计算机群，能够对整合网络内的人员、机器、设备和基础设施实施实时的管理和控制。
在此基础上，人类可以以更加精细和动态的方式管理生产和生活，达到“智慧”状态，提高资源利用率和生产力水平，改善人与自然间的关系。
二、体系结构每一次大危机，都会催生一些新技术，而新技术也是使经济，特别是工业走出危机的巨大推动力。
物联网的网络架构与关键技术
物联网的网络架构与关键技术物联网（Internet of Things，简称IoT）是指通过互联网与传感器、装置等物件相连，实现物与物之间的智能互联。
物联网的快速发展使得各类设备能够实时互联互通，为人们带来了便利和智能化的生活体验。
在实现物联网的过程中，网络架构和关键技术起着至关重要的作用。
一、物联网的网络架构物联网的网络架构是指为连接物理设备和系统构建的网络结构。
物联网的网络架构可以分成三层：感知层、网关层和云平台层。
感知层是物联网网络架构的基础层，主要包括传感器、RFID、智能设备等物理设备。
这些设备负责感知和采集环境中的数据，并将其转化为数字信号进行传输。
网关层是将感知层的设备连接到云平台层的关键环节。
网关层的设备将感知层采集到的数据进行整合和处理，通过各种通信协议将数据传输到云平台层。
网关层的设备具有处理能力和通信能力，能够对数据进行初步处理和分析。
云平台层是物联网的核心层，负责接收、存储和管理来自感知层和网关层的数据。
云平台层的设备具有较强的计算和存储能力，可以实现数据的分析、挖掘和应用。
云平台层还可以提供数据的共享和开放接口，为其他应用系统提供服务。
二、物联网的关键技术1. 通信技术物联网中的设备需要能够实现稳定可靠的通信。
目前，物联网中常用的通信技术包括无线传感器网络、蓝牙、WiFi、ZigBee等。
这些通信技术具有不同的特点和适用场景，可以根据具体需求选择合适的通信技术。
2. 数据存储与处理技术物联网中大量的设备和传感器产生的数据需要进行存储和处理。
云平台层需要具备高效的数据存储和处理能力。
目前，常用的数据存储技术包括关系型数据库、分布式文件系统、NoSQL数据库等。
同时，还需要设计合适的数据处理算法和技术，以提高数据的分析和挖掘效率。
3. 安全与隐私保护技术物联网中的数据传输和存储面临着安全和隐私泄露的风险。
因此，物联网需要采取一系列的安全和隐私保护技术来保护数据的安全性。
常用的安全技术包括身份验证、加密传输、防火墙等。
物联网层次结构以及与互联网的关系(ppt 39张)
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感知层-RFID技术
• 是物联网中“让物品开口说话”的关键技 术，物联网中RFID标签上存着规范而具有 互通性的信息，通过无线数据通信网络把 他们自动采集到中央信息系统中实现物品 的识别。
13
感知层-RFID技术
• RFID是一种非接触式的自动识别技术，它 利用射频方式进行非接触双向通信，以达 到自动识别目标对象并获取相关数据。 • 优点：精度高、适应环境能力强、抗干扰 能力强、操作快捷等。 • 从本质上看，RFID是一种特殊的传感器技 术。
3
物联网的层次结构
• 如果将人对问题智慧处理的能力形式与物 联网工作过程做一个比较，不难看出两者 也有惊人的相似之处。 • 人的感官用来获取信息，人的神经用来传 输信息，人的大脑用来处理信息，使人具 有智慧处理各种问题的能力。 • 物联网处理问题同样也要经过三个过程： 全面感知、可靠传输、智能应用（处理）
9
物联网感知层
• 感知层实现对物理世界智能感知识别、信 息采集处理和自动控制，并通过通信模块 将物理实体连接到网络层和应用层，是实 现互联网全面感知的基础。 • 感知层中的关键技术包括传感器技术、 RFID技术和传感器网络等。
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感知层-传感器
• 在物联网中传感器主要负责接收物品“讲 话”的内容。 • 传感器技术是从自然信源获取信息并对获 取的信息进行处理、变换、识别的一门多 学科交叉的现代科学与工程技术，它涉及 传感器、信息处理和识别的规划设计、开 发、制造、测试、应用及评价改进活动等 内容。
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物联网网络层
• 网络层处于物联网网络结构模型中的第二 层，使用感知层并向上为应用层服务。 • 网络层由各种私有网络、互联网、有线和 无线通信网、网络管理系统和云计算平台 等组成，相当于人的神经中枢和大脑，负 责传递和处理感知层获取的信息。
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计算机网络架构从互联网到物联网
计算机网络架构是指计算机网络中各种硬件设备、软件系统以及它
们之间的连接方式和组织结构。随着科技的不断发展和进步，计算机
网络架构也经历了从互联网到物联网的演变过程。本文将从互联网的
发展到物联网的兴起来探讨计算机网络架构的演进。
一、互联网的发展
互联网是计算机网络中最有名、最广泛应用的一种网络架构。它是
一种用于允许全球计算机网络之间相互连通的基础架构。互联网的核
心是TCP/IP协议，该协议提供了可靠的数据传输和互联网上各种设备
之间的通信能力。互联网的起源可追溯到上世纪60年代美国国防部的
ARPANET项目，随后在70年代和80年代逐渐发展成为全球性的计算
机网络。
互联网的架构特点是分布式和开放性。分布式意味着互联网由多个
相互连接的网络构成，任何一个网络的故障都不会对整个互联网的正
常运行造成严重影响。开放性则使得互联网成为一个自由交流和共享
知识的平台，任何人都可以通过互联网获取信息、传递信息和开展各
种活动。
二、物联网的兴起
物联网是指通过各种传感器、设备和物体之间的通信而连接起来的
网络。它是互联网的延伸和拓展，旨在将现实世界的各种物体和实体
与互联网进行连接。物联网的兴起主要受益于技术的进步和成本的降
低，使得各种智能设备和传感器得以广泛应用。
物联网的架构特点是大规模、异构和智能化。大规模意味着物联网
连接的物体数量庞大，涵盖了家庭、城市、制造业等各个领域。异构
表示连接的物体具有不同的硬件、软件和通信协议，需要统一的标准
和协议来实现互操作性。智能化则是物联网的核心，通过传感器、数
据分析和人工智能等技术使得物体能够感知、理解和响应环境。
三、计算机网络架构的演进
随着物联网的兴起，计算机网络架构也在不断演进和改变。从互联
网到物联网，网络架构需要满足更高的可靠性、安全性和效率要求。
在互联网时代，计算机网络架构主要关注点是数据传输和网络通信
的可靠性。而在物联网时代，网络架构需要支持大规模的设备连接和
数据传输，同时还需要具备较高的安全性，保护物联网中的物体和数
据不受攻击和恶意侵入。
为了满足物联网的需求，计算机网络架构逐渐采用了分层和边缘计
算的概念。分层架构将网络分为物理层、数据链路层、网络层和应用
层等不同层次，通过分层结构可以更好地管理和控制网络资源。边缘
计算则是将计算和数据处理的功能尽可能地靠近物体和设备，减少数
据传输的延迟和网络负担。
此外，计算机网络架构还需要适应不同应用场景的需求。例如，在
智能家居领域，网络架构需要支持家庭设备的连接和控制；在智能城
市领域，网络架构需要支持城市基础设施的互联互通；在工业制造领
域，网络架构需要支持物联网系统的实时监控和控制等。
综上所述，计算机网络架构从互联网到物联网的演变是随着科技的
发展和应用需求的变化而发生的。互联网的架构注重通信和数据传输
的可靠性，而物联网的架构则更加注重大规模连接、安全性和智能化
等方面的需求。未来随着技术的不断创新，计算机网络架构还将继续
演进，支持更广泛的应用场景和需求。