物联网 *** 作系统内核的特点是什么?

物联网 *** 作系统内核的特点是什么?,第1张

内核尺寸伸缩性强,能够适应不同配置的硬件平台。比如,一个极端的情况下,内核尺寸必须维持在10K以内,以支撑内存和CPU性能都很受限的传感器,这时候内核具备基本的任务调度和通信功能即可。在另外一个极端的情况下,内核必须具备完善的线程调度、内存管理、本地存储、复杂的网络协议、图形用户界面等功能,以满足高配置的智能物联网终端的要求。这时候的内核尺寸,不可避免的会大大增加,可以达到几百K,甚至M级。这种内核尺寸的伸缩性,可以通过两个层面的措施来实现:重新编译和二进制模块选择加载。重新编译措施很简单,只需要根据不同的应用目标,选择所需的功能模块,然后对内核进行重新编译即可。这个措施应用于内核定制非常深入的情况下,比如要求内核的尺寸达到10K以下的场合。而二进制模块选择加载,则用在对内核定制不是很深入的情况。这时候维持一个 *** 作系统配置文件,文件里列举了 *** 作系统需要加载的所有二进制模块。在内核初始化完成后,会根据配置文件,加载所需的二进制模块。这需要终端设备要有外部存储器(比如硬盘、Flash等),以存储要加载的二进制模块;
内核的实时性必须足够强,以满足关键应用的需要。大多数的物联网设备,要求 *** 作系统内核要具备实时性,因为很多的关键性动作,必须在有限的时间内完成,否则将失去意义。内核的实时性包涵很多层面的意思,首先是中断响应的实时性,一旦外部中断发生, *** 作系统必须在足够短的时间内响应中断并做出处理。其次是线程或任务调度的实时性,一旦任务或线程所需的资源或进一步运行的条件准备就绪,必须能够马上得到调度。显然,基于非抢占式调度方式的内核很难满足这些实时性要求;
内核架构可扩展性强。物联网 *** 作系统的内核,应该设计成一个框架,这个框架定义了一些接口和规范,只要遵循这些接口和规范,就可以很容易的在 *** 作系统内核上增加新的功能的新的硬件支持。因为物联网的应用环境具备广谱特性,要求 *** 作系统必须能够扩展以适应新的应用环境。内核应该有一个基于总线或树结构的设备管理机制,可以动态加载设备驱动程序或其它核心模块。同时内核应该具备外部二进制模块或应用程序的动态加载功能,这些应用程序存储在外部介质上,这样就无需修改内核,只需要开发新的应用程序,就可满足特定的行业需求;
内核应足够安全和可靠。可靠性就不用说了,物联网应用环境具备自动化程度高、人为干预少的特点,这要求内核必须足够可靠,以支撑长时间的独立运行。安全对物联网来说更加关键,甚至关系到国家命脉。比如一个不安全的内核被应用到国家电网控制当中,一旦被外部侵入,造成的影响将无法估量。为了加强安全性,内核应支持内存保护(VMM等机制)、异常管理等机制,以在必要时隔离错误的代码。另外一个安全策略,就是不开放源代码,或者不开放关键部分的内核源代码。不公开源代码只是一种安全策略,并不代表不能免费适用内核;
节能省电,以支持足够的电源续航能力。 *** 作系统内核应该在CPU空闲的时候,降低CPU运行频率,或干脆关闭CPU。对于周边设备,也应该实时判断其运行状态,一旦进入空闲状态,则切换到省电模式。同时, *** 作系统内核应最大程度的降低中断发生频率,比如在不影响实时性的情况下,把系统的时钟频率调到最低,以最大可能的节约电源。

集成开发环境是构筑行业应用的关键工具,物联网 *** 作系统必须提供方便灵活的开发工具,以开发出适合行业应用的应用程序。开发环境必须足够成熟并得到广泛适用,以降低应用程序的上市时间(GTMT)。集成开发环境必须具备如下特点:物联网 *** 作系统要提供丰富灵活的API,供程序员调用,这组API应该能够支持多种语言,比如既支持C/C++,也支持Java、Basic等程序设计语言;最好充分利用已有的集成开发环境。比如可以利用Eclipse、Visual Studio等集成开发环境,这些集成开发工具具备广泛的应用基础,可以在Internet上直接获得良好的技术支持;除配套的集成开发环境外,还应定义和实现一种紧凑的应用程序格式(类似Windows的PE格式),以适用物联网的特殊需要。通过对集成开发环境进行定制,使得集成开发环境生成的代码,可以遵循这种格式;要提供一组工具,方便应用程序的开发和调试。比如提供应用程序下载工具、远程调试工具等,支撑整个开发过程。

物联网的概念是在1999年提出的。物联网就是“物物相连的互联网”其英文名Internet of Things。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,进行信息交换和通讯。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。物联网被称为继计算机、互联网之后世界信息产业发展的第三次浪潮,它是互联网的应用拓展,与其说物联网是网络,不如说物联网是互联网基础上的业务和应用。

把 网络技术 运用于 万物,组成“物联网” 如把 感应器 嵌入 装备 到 油网、电网、路网、水网、建筑、大坝、等 物体中 然后将“物联网”与“互联网”整合起来,实现 人类社会 与 物理系统的整合 超级计算机群 对“整合网”的 人员、机器设备、基础设施 实施 实时管理控制 以精细动态方式 管理生产生活,提高资源利用率和生产力水平,改善人与自然关系

1、ActiveDirectory改进

在Windows2000引入的MicrosoftActiveDirectory服务简化了复杂网络目录的管理,并使用户即使在最大的网络上也能够很容易地查找资源。此企业级目录服务是可扩展的,完全是基于Internet标准技术创建的,并与WindowsNETServer2003标准版、WindowsNETServer2003企业版和WindowsNETServer2003Datacenter版中的 *** 作系统完全集成。

WindowsServer2003为ActiveDirectory提供许多简捷易用的改进和新增功能,包括跨森林信任、重命名域的功能以及使架构中的属性和类别禁用,以便能够更改其定义的功能。

2、组策略管理控制台

管理员可以使用组策略定义设置以及允许用户和计算机执行的 *** 作。与本地策略相比,企业用户可以使用组策略在ActiveDirectory中设置应用于指定站点、域或组织单位的策略。基于策略的管理简化了系统更新 *** 作、应用程序安装、用户配置文件和桌面系统锁定等任务。

组策略管理控制台(GPMC)预计可作为WindowsServer2003的附加程序组件使用,它为管理组策略提供了新的框架。有了GPMC,组策略使用起来将更简单,此优势将使更多的企业用户能够更好地使用ActiveDirectory并利用其强大的管理功能。

3、策略结果集

策略结果集(RSoP)工具允许管理员查看目标用户或计算机上的组策略效果。有了RSoP,企业用户将具有强大灵活的基本工具来计划、监控组策略和解决组策略问题。

RSoP是以一组Microsoft管理控制台(MMC)管理单元的形式提供的结构。这些管理单元让管理员以两种模式确定并分析当前的策略集:登录模式和计划模式。在登录模式中,管理员可以访问已应用到特定目标的信息。在计划模式中,管理员可以看到策略将如何应用到目标,然后在部署组策略的更改之前进行检查其结果。

4、卷影子副本恢复

作为卷影子副本服务的一部分,此功能使管理员能够在不中断服务的情况下配置关键数据卷的即时点副本。然后可使用这些副本进行服务还原或存档。用户可以检索他们文档的存档版本,服务器上保存的这些版本是不可见的。

5、InternetInformationServices60

InternetInformationServices(IIS)60是启用了Web应用程序和XMLWeb服务的全功能的Web服务器。IIS60是使用新的容错进程模型完全重新搭建的,此模型很大程度上提高了Web站点和应用程序的可靠性。

现在,IIS可以将单个的Web应用程序或多个站点分隔到一个独立的进程(称为应用程序池)中,该进程与 *** 作系统内核直接通信。当在服务器上提供更多的活动空间时,此功能将增加吞吐量和应用程序的容量,从而有效地降低硬件需求。这些独立的应用程序池将阻止某个应用程序或站点破坏服务器上的XMLWeb服务或其他Web应用程序。

IIS还提供状态监视功能以发现、恢复和防止Web应用程序故障。在WindowsServer2003上,MicrosoftASPNET本地使用新的IIS进程模型。这些高级应用程序状态和检测功能也可用于现有的在InternetInformationServer40和IIS50下运行的应用程序,其中大多数应用程序不需要任何修改。

6、集成的NET框架

MicrosoftNET框架是用于生成、部署和运行Web应用程序、智能客户应用程序和XMLWeb服务的MicrosoftNET连接的软件和技术的编程模型,这些应用程序和服务使用标准协议(例如SOAP、XML和>

NET框架为将现有的投资与新一代应用程序和服务集成起来而提供了高效率的基于标准的环境。

另外,它帮助企业用户解决部署和 *** 作Internet范围的应用程序所遇到的问题。

有了完全集成在WindowsServer2003 *** 作系统内的NET框架,开发人员可以从编写“管道”代码中解放出来,从而可以将他们的精力集中在实现真正的商业价值方面。NET框架兼顾了集成和管理细节,降低了编码复杂性并增加了一致性。

7、命令行管理

WindowsServer2003系列的命令行结构得到了显著增强,使管理员无须使用图形用户界面就能执行绝大多数的管理任务。最重要的是通过使用Windows管理规范(WMI)启用的信息存储来执行大多数任务的功能。此WMI命令行(WMIC)功能提供简单的命令行界面,与现有的外壳程序和实用工具命令交互 *** 作,并可以很容易地被脚本或其他面向管理的应用程序扩展。

总之,WindowsServer2003系列中更强大的命令行功能与现成的脚本相结合,可与其他通常具有更高所有权成本的 *** 作系统的功能相抗衡。习惯使用命令行管理UNIX或Linux系统的管理员可以继续从WindowsServer2003系列中的命令行进行管理。

8、集群(8节点支持)

此服务仅用于WindowsServer2003企业版和WindowsServer2003Datacenter版,它为任务关键型应用程序(例如数据库、消息系统以及文件和打印服务)提供高可用性和伸缩性。通过启用多服务器(节点)集中工作从而保持一致通讯。如果由于错误或维修使得集群中的某个节点不可用,另一个节点将立即开始提供服务,此过程称为故障转移。正在访问该服务的用户将继续他们的活动,而不会察觉到该服务现在是由另一台服务器(节点)提供。

WindowsServer2003企业版和WindowsServer2003Datacenter版都支持多达8个节点的服务器集群配置。

9、安全的无线LAN(8021X)

根据WindowsServer2003系列对8021X的支持,公司可以寻求一种安全模型,该模型将确保所有物理访问都是已授权和加密的。使用基于8021X的无线访问点或选项,公司可以确保只有受信任的系统才能与受保护的网络连接并交换数据包。因为是由8021X决定动态密钥,因此通过解决与有线设备隐私(WEP)(由IEEE80211网络使用)相关联的许多已知问题将会显著改善8021X无线网络加密。

此功能为无线局域网(LAN)提供了安全和性能方面的改进,如访问LAN之前的自动密钥管理、用户身份验证和授权。当有线以太网在公共场所使用时,它还提供对以太网络的访问控制。

10、紧急管理服务:无外设服务器支持

“无外设服务器”功能使IT管理员在没有监视器、VGA显示适配器、键盘或鼠标的情况下也能安装和管理计算机。紧急管理服务是一种新增功能,它使IT管理员在无法使用服务器时通过网络或其他标准的远程管理工具和机制,执行远程管理和系统恢复任务。

物联网平台指AloT产业链中负责连接的网络,承担着将终端设备、边缘、云端连接起来的职责。随着AloT产业发展,物联网设备数量快速增加,设备种类、设备应用场景日益丰富,更灵活的无线网络连接能力将是市场的必然选择。

目前全球有超过 600 多家物联网平台,物联网平台参与主体数量有很多,主要可以区分为通信厂商、互联网厂商、IT 厂商、工业厂商、物联网厂商、新锐企业。每种类型平台功能特点略有不同。
通信厂商主要包括运营商和通信设备供应商。如ctwing物联网市场,联通物联,中移物联,主要特点是汇聚电信能力和互联能力,向合作伙伴提供统一规范的服务。以ctwing为例,将物联网与5G、AI 、边缘计算、区块链、大数据等新技术深度融合,并基于中国电信CTWing50打造的物联网一站式购物平台,成为中国电信物联网产业生态的汇集地,提供丰富的5G、芯片模组、应急消防、安防监控、追踪定位、智慧能源、智慧农业、智慧养老等细分行业的产品服务,为合作伙伴提供产品快速上架通达省市的渠道。
互联网厂商主要包括阿里巴巴、腾讯、百度、京东等企业,这类企业在生态构筑和 AI 技术上有优势。如阿里云提供云管边端等基础产品接入及技术赋能、行业解决方案合作与实施、软硬件销售、营销推广、需求对接等快速商业变现通道。
IT 厂商主要包括浪潮、IBM、中国通服等企业,这类企业在 IT 方面有深刻理解。如用友利用物联网、AI、数字孪生等技术搭建的平台,拥有精智物联平台、精智云盒、精智时序数据库YonTimesDB+流式计算引擎、精智数据魔方、精智工业大脑等产品。
工业厂商则包括富士康、三一集团、施耐德电气、西门子、徐工集团等工业企业为主,平台以工业垂直能力为主。如通用电气是连接机器、数据、人员以及其他资产,使用分布式计算、大数据分析、资产数据管理和 M2M 通信的领先技术,提供广泛的工业微服务,使企业能够提供生产力。
物联网厂商平台主要根植于物联网时代,为物联网而生的平台企业,主要包括创通联达、联想懂的通信、涂鸦智能、小匠物联、萤石云等。如联想采用互联网云平台架构设计,依托物联网、机器视觉识别等技术,接入感知设备采集用户侧数据,建立统一的数据中心和设备管理中心,形成统一的应用服务中台,提升了设备状态感知。
新锐企业大多由 IT、OT、CT 领域经验丰富的专家建立,往往专注在某个领域。如瀚云工业物联网平台面向制造业数字化、网络化、智能化需求,构建基于海量数据采集、汇聚、分析的服务体系,支撑制造资源泛在连接、d性供给、高效配置。


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