关于物联网的7层架构模型你都知道吗？

目前，物联网系统所提出的挑战已催生出了一套全新的网络构造体系。在过去很长一段时间里，人们已设计了大量标准化的框架来大规模解决物联网所面临的诸多挑战与问题。

这些框架都有着同一个基本的需求，那就是要支持数据、流程以及终端设备来进行执行的功能需求。在这之中最为出名的当是由OneM2M和物联网世界论坛（IoTWF）所定义的框架，下面笔者将对两个框架进行深入的介绍。

OneM2M物联网标准框架

在机器与机器的标准化通讯过程中，欧洲电信研究所（European Telecommunications Standards Institute，ETSI）在2008年创建了关于M2M的技术应用委员协会。协会的目的是为了创建一个标准的通过框架来加速的M2M应用和M2M设备。之后由于世界范围对该框架的认可，从而将范围扩展到了物联网的领域。

在M2M技术委员会创立框架后，其他组织也开始着手物联网框架领域的布局，在这种背景下制定一种通用的M2M标准尤为重要。在意识到市场的需求后，2012年，ETSI联合其成员机构发起了统一M2M框架的全球倡议，这个倡议使得全球范围内的M2M得到标准的统一，加速了物联网框架的发展，提升了物联通讯系统和物联网的通讯效率。倡议目的是要创建一个通用的服务层，这一层可直接嵌套到设备设施中，使得设备之间实现服务通讯。其中包括电网互联、汽车硬件互通、工业设备健康监控、智能测量等设备互通服务。

OneM2M架构将物联网的功能大致分为了三个架构：应用层、服务层和网络层。虽然架构从字面意义上看起来很简单，但其表现的方式非常多样，它不仅可以让各个设备通过IT联网接口调用的方式进行设备之间的互相操作，同时还可以支持大量的物联网的新旧技术。下面我们来简单看看这三层。

应用层：这一层主要关注的是设备之间的通讯。它包含了各种的通讯协议，而且尝试着对将业务进行API（接口）化，进而使得通讯向标准化转变。应用市场内在特定的行业内，它们有着自己独特的设计方式和数据搜集模型，因此在图中显示为不同实体。

服务层：这一层是将工业应用与外界相互连接的横向框架。其中包含了网络、底层协议和硬件等。其中实例包含网络通讯回程协议、MPSL网络、VPN等。基于这些的所有通用的为服务层。

网络层：该层是将物联网设备与端点设备实现相互通讯的层。它包含了设备本身和设备所连接的网络通讯。这种的通讯架构其具体包含了无线的接口与无线点到多点系统。同时，还包含有线设备之间的连接。

物联网世界论坛（IoTWF）标准化框架

2014年，在IoTWF架构委员会的领导下发布了关于物联网的7层架构模型。尽管物联网已经有很多模型了，但是该框架模型提供了一个更加清晰和简洁的视角，模型包括边缘计算、数据存储和访问、协作与进程。它以技术的视角刨析了物联网的组织架构方式，提供一个让技术更容易理解和执行更简洁的架构方式。在这7层中每一层都分为很多功能，其中对安全性的设置贯穿了每一层。

如上图所定义，数据是从下方自下而上向上传递，从而贯穿整个各层。通过这个参考模型，我们可以：

（1）将物联网面临的问题划分多个部分；

（2）判断出各个层面所需要的技术，从而划分边界与关系；

（3）定义一个系统，让不同的厂商提供在物联网系统中不同的组件；

（4）定义接口的流程，实现异化网络结构通讯；

（5）定义分层安全模型，在各个层之间实现安全连通。

接下来简单介绍一下这7个模型层。

第一层：物联设备与控制器层。这一层是物联网中的“物”所在的那一层，包括传感器、信号发射器、数据采集终端等，它们的主要工作是负责数据的收发采集，并通过网络查询/接收/控制。

第二层：连接层。这一层是强化数据进行可靠的传输以及实时传输。说得具体一点就是在第一层和第三层之间的传输通道如下图所示。

第三层：边缘计算层。该层强调的是减少数据量如下图，并把数据转换为有利于存储和处理的数据。使得数据精准可靠，并且可分析。

上层：第四到第七层。如下图负责处理由底层产生的数据。

除以上介绍的主要模型外，还有其他的参考模型。这些模型是由不同的机构提出的，它们往往是针对不同行业提出的不同的标准，进行量身定做的模型。

编辑：黄飞