您应该了解的物联网层次
介绍
物联网通过其在一个保护伞下的设备无缝连接彻底改变了现代技术。在这个互联网驱动的世界里，哪个不是物联网的元素？我们的智能手表、移动应用程序、笔记本电脑、iPad、平板电脑或冰箱、空调、数字锁等电子设备正在向这些物联网网络发送数据。这些物联网系统建立在各种元素、特性、层及其各自的功能之上。在这篇文章中，我们将深入了解IT基础设施中物联网层的不同观点。
想知道物联网的工作原理吗？在进一步了解物联网层之前，让我们先从物联网工作的简单定义开始。
在本文中，我们将探讨：
什么是物联网？
物联网的元素
物联网层
感知层
连接层
边缘层
处理层
应用层
业务层
安全层
物联网架构的6层是什么？
什么是物联网？
要了解物联网的工作原理，您必须知道它是什么。物联网(IoT)是一个由嵌入软件和传感器的物理设备组成的互连系统，可通过互联网简化网络中的信息。这些IoT网络已显示出卓越的数据收集、分析、报告和预测行为，可以集成到未来的规划中。
尽管物联网是一项具有无限未来潜力的趋势技术，但物联网组件没有单一或特定的规则集。各种组织已在其场所采用物联网的功能，因为它们的集成带来了诸多好处。
物联网的元素
物联网网络有许多技术方面、层次、应用程序和组件。但大多数这些物联网架构都是建立在核心基础之上的。
不同形式的智能设备
允许设备成为物联网一部分的网络和网关
包括数据存储空间和预测能力进步的中间件
最终用户应用程序
物联网层
这些物联网元素定义了全球几乎所有物联网系统的基础。尽管如此，它们仍分为多个架构层，以进一步完善整个物联网网络。
这些物联网层是：
感知层，管理整个系统的智能设备。
连接/传输层允许将数据从云传输到设备，反之亦然，网关和网络的不同方面。
控制和管理物联网级别的处理层，以简化整个系统的数据。
应用层，有助于分析、设备控制和向最终用户报告的过程。
随着IT环境的不断变化，许多组织在其基础架构中添加了三个附加层。这是一个物联网框图，显示了物联网架构层的各个阶段。
业务层从数据中获取信息和决策分析。
涵盖保护整个物联网架构的所有方面的安全层
边缘计算层，工作在边缘或靠近设备信息收集。
1.感知层
这些物联网层构成了物联网互联网物理设计的组成部分，充当数字世界和现实世界之间的媒介。在物联网架构层中，感知层的主要功能是将模拟信号转换为数字形式，反之亦然。它们有多种不同的形状和尺寸：
传感器：它们是非常小的设备或系统，用于理解和检测环境变化并进一步简化系统中的信息。通常，这些传感器非常小，执行任务所需的功率甚至更少。传感器可以检测湿度或温度等物理参数，然后将其转换为电子信号。
执行器：这些代表机器的一部分，可以将电信号转换为物理动作。这些执行器作为物联网网络的组件发挥着至关重要的作用。
机器和设备：主要设备有执行器和传感器。
在物联网架构中，可以分布在全球的两个或多个设备之间没有位置或距离的限制。
2.连接层
在第二个连接层中，通信在设备的物理层和物联网架构之间占据中心位置。这种沟通通过两种方式进行；
首先直接通过TCP或UDP/IP堆栈；
其次，网关充当局域网(LAN)和广域网(WAN)之间的链接，从而为信息通过多种协议提供路径。
那么，哪个元素不是物联网？多种网络技术集成在物联网系统中，包括：
WiFi是跨数据驱动技术使用的最流行和最通用的技术。WiFi调制解调器适用于智能家居、个人办公室，甚至公司办公室，实现LAN和WAN之间的无缝通信。
以太网代表支持固定或永久设备的硬件，例如摄像机、游戏机和安全装置。
蓝牙是另一种广泛使用的技术，主要适用于短距离内设备之间的通信。一个完美的例子是耳机可以在小功率下工作，同时通过网络共享更少的数据。
NFC（近场通信）允许在4英寸或更短的极短距离之间进行通信。
LPWAN（低功耗广域网）的设计和构建旨在满足远距离物联网的使用需求。这些低功耗WAN设备可以使用长达10年以上，同时始终消耗低功耗。但是，它可以发送信号以在很长的周期内提供精确的信息。这些包括用于智能建筑、智能领域、智能城市等的设备。
ZigBee是另一种先进的无线网络技术，它功耗低并且可以提供小数据共享能力。IoT的独特功能之一是它能够在其场所处理多达65,000个节点。ZigBee的构建主要侧重于家庭自动化，并且在医疗、科学和工业协议方面也取得了显着的成功。
蜂窝网络非常适合全球范围内的通信，具有更高的信任度和可靠性。对于物联网，蜂窝网络有两个广泛的物联网级别：
LTE-M是机器的长期演进，可提供非常高速的数据交换和流畅的直接云通信。
NB-IoT一种窄带，分别使用低频信道提供小数据交换。
物联网系统中还存在允许无缝数据共享的消息传递协议。以下是目前物联网架构层中存在的顶级协议列表。
数据分发服务(DDS)代表物联网系统中的机器对机器实时消息传递框架。
高级消息队列协议(AMQP)通过对等数据交换为服务器提供服务器协议。
受限应用协议(CoAP)定义了使用低功耗和低内存的受限设备（例如无线传感器）的协议。
消息队列遥测传输(MQTT)代表使用TCP/IP进行无缝数据通信的低功耗设备的消息传递协议标准。
3.边缘层
在早期阶段，随着物联网网络规模和数量的增加，延迟成为主要障碍之一。并且当多个设备尝试连接到主中心时，它会阻塞系统延迟进程。在这里，边缘计算提供了一种独特的解决方案，加速了物联网系统的整体发展。
现在有了边缘物联网层，系统可以处理和分析尽可能靠近源头的信息。Edge现已成为第5代移动网络(5G)的标准，提供的系统能够以比现行4G标准更低的延迟连接更多设备。物联网网络的所有程序都在边缘进行。从而节省时间和资源，并进一步导致实时反应和改进的性能。
4.处理层
物联网系统旨在捕获、存储和处理数据，以满足这一层的进一步需求。在处理层，有两个主要阶段。
数据积累
每个设备都通过物联网网络发送数百万个数据流。这里的数据以各种形式、速度和大小出现。从这些大流中分离基本数据是专业人员必须在这一层中优先考虑的主要问题。原始形式的非结构化数据（例如照片和视频流）可能非常庞大，必须高效处理才能为企业收集情报因素。专业人士必须透彻了解业务流程，才能准确查明数据需求并帮助获得未来收益。
数据抽象
数据积累阶段完成后，从大数据中挑选出数据进行应用，优化业务流程。这里的数据抽象遵循以下路径：
从所有物联网和非物联网系统（CRM、ERP和ERM）收集所有数据
使用数据虚拟化使数据可从单一位置访问
以多种形式管理原始数据
设备和架构之间的互操作性在处理层中起着至关重要的作用。一旦数据积累和抽象完成，数据分析师很容易利用商业头脑来获取情报因素。
5.应用层
在这一层中，数据被进一步处理和分析以收集商业智能。在这里，物联网系统与可以更准确地理解数据的中间件或软件相连。
应用层的一些示例包括：
商业决策软件
设备控制和监控服务
使用机器学习和人工智能构建的分析解决方案
用于进一步互动的移动应用程序
每个物联网系统都是根据其特定的目标和目标构建的，以符合业务规范。目前，大多数物联网应用程序的工作复杂程度各不相同，并运行着大量技术堆栈，为企业执行特定任务。
6.业务层
获取物联网数据后，只有将其应用于业务规划和战略时才有价值。每个企业都有其希望通过从数据中收集情报来实现的特定目标。企业主和利益相关者使用过去和现在的数据来精确规划未来。
如今，数据分析已成为各行各业提高生产力的新石油。企业竞相将更多数据用于业务分析和决策。在这里，软件、CRM和商业智能程序以卓越的性能在行业中广受欢迎。
7.安全层
面对现代挑战，安全性已成为IT架构的主要需求之一。数据泄露、跟踪恶意软件和黑客攻击是安全层在集成物联网系统时面临的主要挑战。
设备安全
IoT层的第一个安全点从设备本身开始。大多数制造商都遵循安全准则来安装用于物联网集成的固件和硬件。一些基本措施是：
安全启动过程以避免在设备上运行任何恶意代码
将可信平台模块(TPM)芯片与加密密钥结合使用以保护设备端点
额外的物理层以避免通过设备直接访问
定期更新安全补丁
云安全
现在云正在接管传统的服务器进行数据存储和通信。他们的数据安全性至关重要，尤其是对于物联网系统而言。机制包括多个授权因素和加密以避免任何数据泄露。在这里，验证任何新设备的过程是一个必不可少的关键，必须有严格的规定
设备身份管理。
连接安全
通过网络传输数据时，必须从整个IoT系统的端到端点进行加密。此处集成了DDS、AMQP和MQTT等消息传递协议，以保护敏感信息免受任何破坏。TSL加密协议的使用是跨物联网架构数据通信的推荐行业标准。
