如何将云计算,物联网及大数据结合

如何将云计算,物联网及大数据结合,第1张

物联网,云计算,大数据是近两年科技、产业界的热门话题。分别什么意思?之间又有什么关系呢?很多人也非常感兴趣,经过学习了解,查阅资料,一点浅显认识和总结与朋友们分享。
物联网
简单理解:物物相连的互联网,即物联网。物联网在国际上又称为传感网,这是继计算机、互联网与移动通信网之后的又一次信息产业浪潮。世界上的万事万物,小到手表、钥匙,大到汽车、楼房,只要嵌入一个微型感应芯片,把它变得智能化,这个物体就可以“自动开口说话”。再借助无线网络技术,人们就可以和物体“对话”,物体和物体之间也能“交流”,这就是物联网。随着信息技术的发展,物联网行业应用版图不断增长。
现在的物联网产业以应用层、支撑层、感知层、平台层以及传输层这五个层次构成。
云计算
云计算是一种按使用量付费的模式,这种模式提供可用的、便捷的、按需的网络访问,进入可配置的计算资源共享池(资源包括网络、服务器、存储、应用软件、服务),这些资源能够快速提供,只需投入很少的管理工作,或与服务商进行很少的交互。
经典应用案例:苹果icloud
苹果icloud不仅是一个云端硬盘,它可让你轻松访问你所有苹果设备上的一切内容,并自动同步所有设备中的文件、、音乐、日程表、邮件、联系人目录,更贴心的是,在你修改文件后还能自动将修改同步到所有苹果设备并对旧文件备份。你可以选择免费的5G存储空间,也可以每年花费2499美元购买iTunes Match服务,这样一来,你可以通过任何苹果设备收听存放在苹果云服务器中的音乐。
大数据
大数据相当于人的大脑从小学到大学记忆和存储的海量知识,这些知识只有通过消化,吸收、再造才能创造出更大的价值。
麦肯锡全球研究所给出的定义是:一种规模大到在获取、存储、管理、分析方面大大超出了传统数据库软件工具能力范围的数据集合,具有海量的数据规模、快速的数据流转、多样的数据类型和价值密度低四大特征。大数据技术的战略意义不在于掌握庞大的数据信息,而在于对这些含有意义的数据进行专业化处理。换而言之,如果把大数据比作一种产业,那么这种产业实现盈利的关键,在于提高对数据的“加工能力”,通过“加工”实现数据的“增值”。
物联网和云计算的关系
云计算相当于人的大脑,是物联网的神经中枢。云计算是基于互联网的相关服务的增加、使用和交付模式,通常涉及通过互联网来提供动态易扩展且经常是虚拟化的资源。
大数据与云计算的关系
大数据与云计算的关系就像一枚硬币的正反面一样密不可分。大数据必然无法用单台的计算机进行处理,必须采用分布式架构。它的特色在于对海量数据进行分布式数据挖掘。但它必须依托云计算的分布式处理、分布式数据库和云存储、虚拟化技术。
大数据、云计算和物联网的关系
物联网对应了互联网的感觉和运动神经系统。云计算是互联网的核心硬件层和核心软件层的集合,也是互联网中枢神经系统萌芽。大数据代表了互联网的信息层(数据海洋),是互联网智慧和意识产生的基础。包括物联网,传统互联网,移动互联网在源源不断的向互联网大数据层汇聚数据和接受数据。云计算与物联网则推动了大数据的发展。

OSI参考模型包括7层,物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层。

各自的作用如下:

1、物理层的主要功能是利用传输介质为数据链路层提供物理联接,负责数据流的物理传输工作。物理层传输的基本单位是比特流,即0和1,也就是最基本的电信号或光信号,是最基本的物理传输特征。

2、数据链路层是在通信实体间建立数据链路联接,数据链路控制子层会接受网络协议数据、分组的数据报并且添加更多的控制信息,从而把这个分组传送到它的目标设备。

3、网络层是以路由器为最高节点俯瞰网络的关键层,它负责把分组从源网络传输到目标网络的路由选择工作。互联网是由多个网络组成在一起的一个集合,正是借助了网络层的路由路径选择功能,才能使得多个网络之间的联接得以畅通,信息得以共享。

4、传输层使用网络层提供的网络联接服务,依据系统需求可以选择数据传输时使用面向联接的服务或是面向无联接的服务。

5、会话层的主要功能是负责维护两个节点之间的传输联接,确保点到点传输不中断,以及管理数据交换等功能。会话层在应用进程中建立、管理和终止会话。会话层还可以通过对话控制来决定使用何种通信方式,全双工通信或半双工通信。会话层通过自身协议对请求与应答进行协调。

6、表示层的主要功能是处理在两个通信系统中交换信息的表示方式,主要包括数据格式变化、数据加密与解密、数据压缩与解压等。在网络带宽一定的前提下数据压缩的越小其传输速率就越快,所以表示层的数据压缩与解压被视为掌握网络传输速率的关键因素。

7、应用层采用不同的应用协议来解决不同类型的应用要求,并且保证这些不同类型的应用所采用的低层通信协议是一致的。应用层中包含了若干独立的用户通用服务协议模块,为网络用户之间的通信提供专用的程序服务。

服务与接口

在OSI分层结构模型中,每一层实体为相邻的上一层实体提供的通信功能称为服务。N层实体利用N-1层实体所提供的服务,向N+I层实体提供功能更强大的服务。这可以概括为“服务是垂直的”。例如,传输层实体利用网络层实体的服务,向应用层实体提供网页传输服务。

在OSI模型中,各层之间的接口都有统一的规则。N层的服务访问点SAP(Service Access Point)是N层实体提供服务给N+1层的地方,SAP可以理解为下层实体之间的逻辑传输通道。每一层的SAP都有一个唯一标明它的地址。一个N层可能存在多个SAP。

1物联网的实践最早可以追溯到1990年施乐公司的网络可乐贩售机——Networked Coke Machine。
21999年在美国召开的移动计算和网络国际会议首先提出物联网(Internet of Things)这个概念;是1999年MIT Auto-ID中心的Ashton教授在研究RFID时最早提出来的。提出了结合物品编码、RFID和互联网技术的解决方案。当时基于互联网、RFID技术、EPC标准,在计算机互联网的基础上,利用射频识别技术、无线数据通信技术等,构造了一个实现全球物品信息实时共享的实物互联网“Internet of things”(简称物联网),这也是在2003年掀起第一轮华夏物联网热潮的基础。
传感网是基于感知技术建立起来的网络。中科院早在1999年就启动了传感网的研究,并已取得了一些科研成果,建立了一些适用的传感网。1999年,在美国召开的移动计算和网络国际会议提出了,“传感网是下一个世纪人类面临的又一个发展机遇”。
32003年,美国《技术评论》提出传感网络技术将是未来改变人们生活的十大技术之首。
42005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(ITU)发布《ITU互联网报告2005:物联网》,引用了“物联网”的概念。物联网的定义和范围已经发生了变化,覆盖范围有了较大的拓展,不再只是指基于RFID技术的物联网。
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。
根据ITU的描述,在物联网时代,通过在各种各样的日常用品上嵌入一种短距离的移动收发器,人类在信息与通信世界里将获得一个新的沟通维度,从任何时间任何地点的人与人之间的沟通连接扩展到人与物和物与物之间的沟通连接。物联网概念的兴起,很大程度上得益于国际电信联盟2005 年以物联网为标题的年度互联网报告。然而,ITU的报告对物联网缺乏一个清晰的定义。
虽然目前国内对物联网也还没有一个统一的标准定义,但从物联网本质上看,物联网是现代信息技术发展到一定阶段后出现的一种聚合性应用与技术提升,将各种感知技术、现代网络技术和人工智能与自动化技术聚合与集成应用,使人与物智慧对话,创造一个智慧的世界。物联网技术被称为是信息产业的第三次革命性创新。物联网的本质概括起来主要体现在三个方面:一是互联网特征,即对需要联网的物一定要能够实现互联互通的互联网络;二是识别与通信特征,即纳入物联网的“物”一定要具备自动识别与物物通信(M2M)的功能;三是智能化特征,即网络系统应具有自动化、自我反馈与智能控制的特点。
52008年后,为了促进科技发展,寻找经济新的增长点,各国政府开始重视下一代的技术规划,将目光放在了物联网上。在中国,同年11月在北京大学举行的第二届中国移动政务研讨会“知识社会与创新20”提出移动技术、物联网技术的发展代表着新一代信息技术的形成,并带动了经济社会形态、创新形态的变革,推动了面向知识社会的以用户体验为核心的下一代创新(创新20)形态的形成,创新与发展更加关注用户、注重以人为本。而创新20形态的形成又进一步推动新一代信息技术的健康发展。
62009年1月28日,奥巴马就任美国总统后,与美国工商业领袖举行了一次“圆桌会议”,作为仅有的两名代表之一,IBM首席执行官彭明盛首次提出“智慧地球”这一概念,建议新政府投资新一代的智慧型基础设施。当年,美国将新能源和物联网列为振兴经济的两大重点;
2009年2月24日2009IBM论坛上,IBM大中华区首席执行官钱大群公布了名为“智慧的地球”的最新策略。此概念一经提出,即得到美国各界的高度关注,甚至有分析认为IBM公司的这一构想极有可能上升至美国的国家战略,并在世界范围内引起轰动。IBM认为,IT产业下一阶段的任务是把新一代IT技术充分运用在各行各业之中,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,并且被普遍连接,形成物联网。 在策略发布会上,IBM还提出,如果在基础建设的执行中,植入“智慧”的理念,不仅仅能够在短期内有力的刺激经济、促进就业,而且能够在短时间内为中国打造一个成熟的智慧基础设施平台。IBM希望“智慧的地球”策略能掀起“互联网”浪潮之后的又一次科技产业革命。IBM前首席执行官郭士纳曾提出一个重要的观点,认为计算模式每隔15年发生一次变革。这一判断像摩尔定律一样准确,人们把它称为“十五年周期定律”。1965年前后发生的变革以大型机为标志,1980年前后以个人计算机的普及为标志,而1995年前后则发生了互联网革命。每一次这样的技术变革都引起企业间、产业间甚至国家间竞争格局的重大动荡和变化。而互联网革命一定程度上是由美国“信息高速公路”战略所催熟。20世纪90年代,美国克林顿政府计划用20年时间,耗资2000亿-4000亿美元,建设美国国家信息基础结构,创造了巨大的经济和社会效益。
而今天,“智慧的地球”战略被不少美国人认为与当年的“信息高速公路”有 许多相似之处,同样被他们认为是振兴经济、确立竞争优势的关键战略。该战略能否掀起如当年互联网革命一样的科技和经济浪潮,不仅为美国关注,更为世界所关注。

OSI参考模型分为七层结构,从下到上顺序依次为:

物理层

数据链路层

网络层

传输层

会话层

表示层

应用层

各层的作用

物理层功能:

利用传输介质为数据链路层提供物理连接,负责处理数据传输率并监控数据出错率,实现数据流的透明传输。

数据链路层:

在物理层提供的服务基础上,数据链路层在数据实体之间建立数据链路连接,传输以帧为单位的数据包,在采用差错控制和流量控制方法,是有差错的物理链路便成无差错的数据链路。

网络层:

为分组通过网络选择合适的路径,实现路由选择和分组转发拥塞控制等。

传输层:

向用户提供的端到端服务,处理数据报错误,数据包次序,向高层屏蔽了下层数据通讯细节。

会话层:

维护两个计算机之间的传输链接,保证点到点传输不中断,以及管理数据交换等。

表示层:

用于处理两个通信系统中交换信息的表示方式,主要有数据格式交换,数据加密数据解秘,数据压缩等。

应用层:

为应用软件提供服务。


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