毛细管网络构建网络社会
网关的选择
在网关的选择上,需要考虑三个层面的信息:连接性、限制条件和策略,如下图2所示。
连接性指的是设备和网关之间动态的无线连接性,设备通常是通过侦听的方式从网关获取连接信息;在毛细管网络中,也有一些短距通信技术可以让网关来检测到来自设备的连接性请求。
限制条件指的是网络和网关中的一些静态或者动态的状态属性,比如电量水平、负荷水平如设备连接的数量、对质量QoS的支持、使用的成本因素以及休眠调度等。网关连接的蜂窝网络的连接状态和链路质量,也是考量的因素。当然,设备本身的情况,比如设备类型、电池电量、QoS需求以及来自毛细管网络的信号强度等,都是需要考虑的。
策略是对网关选择目的的考虑。策略方面需要考虑众多因素来决定限制因素的优先级。
图2:毛细管网关选择
QoS管理
对于机器类型通信(MTC)的QoS要求在带宽,时延和抖动等方面和传统通信系统不同。对MTC的要求经常是需要的最小吞吐量以及保证网络的连通性,一些情况下,甚至对极低的时延有很严格的限制要求。
例如,一个传感器应该能够对检测到异常事件的情况下,即使网络拥塞,也能够在指定时间内,可靠地传送报警信息。为了实现这一目标,需要较低的时延来支持实时监测控制的功能,而通常这类场景对带宽的需求并不高。也就是说,对于机器类型的通信,QoS的要求在服务和服务之间变化很大。
这里我们讲的QoS,是一个端到端的概念,在毛细管网络场景下,QoS就需要从短距离通信网络和蜂窝网络都要考虑。不同的短距离通信网络会提供不同的QoS管理方法,总体上可以分为两种:优先分组传输(例如802.11)和带宽保留方案(例如802.15.4和低功耗蓝牙技术)。由于短距离通信技术是在不需要授权的频谱内工作,外界的干扰水平是不太确定的,这就会限制可以被保证的QoS等级。同时,蜂窝网络的QoS方法所提供的连接性,已经非常成熟,可以将业务区分并提供特定的业务处理能力。
如上面提到的,为了提供端到端的QoS,需要将毛细管网络和蜂窝网络QoS能力桥接起来,这就需要定义一个业务如何从一个域被映射到另一个域的QoS等级。 QoS的桥接需要在毛细管网络和蜂窝网络之间、或者在数据业务提供商和网络连接供应商之间的服务协议来定义。
连接设备的安全性
毛细管网络中的设备,有可能在尺寸、计算能力、功耗和能源等方面有较大差异。这种差异使得实施和部署安全措施变得十分挑战。在毛细管网络和机器类型通信的场景下,通常没有一个通用的模型,因为毛细管网络中的设备通常有很多限制,所以很难用一个通用的安全解决方案来解决。有些限制比较多的设备,可能不具备实现的条件。所以针对特定的场景,需要定制特定的安全性解决方案。如下图3所示:
图3:毛细管网络安全架构
例如,安装在家庭的温度传感器是不太可能具有发电厂的传感器相同严格的安全要求的。不同的场景安全失败导致的后果也很不一样。所以需针对特定的场景来评估风险,并制定安全性的解决方案。安全性的解决方案反过来也会影响设备硬件的选择,因为它需要硬件具备实施安全性方案的能力。
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