物聯網：龐大的連接數導致網路也需轉型
如今，在用戶和新業務增量趨緩的情況下，一直緊繃著的網路似乎終於可以鬆一口氣了。然而並不能高興的太早，新的矛盾已在醞釀之中，正是由「物聯網」帶來的。在物聯網逐漸融入各行各業的過程中，各種類型的終端會連接上網，而它們對連接的需求有了許多新變化。
終端的「個體需求」
因行業的差異性和專業複雜度，使得承載應用的終端對連接需求也更具「個性」。
一是小數據、高頻率傳遞需求的增加。在物聯網中，一部分終端裝配簡單的感測器，它們本身生產的信息量很少，所以每次向網路傳送的數據分組亦非常小。但對於實時監測的應用，物聯網終端產生數據的周期很短，從而向網路傳送數據的頻率就會很高。高頻次的小數據連接需求，在原本以人為主導的網路應用中並不常見。
二是部分物聯網數據的共享共用。在傳統的信息系統中，數據通常都由單個應用系統「獨享」，而在未來的物聯網場景中，數據可以在多系統中分享。特別是公共場所的環境數據可以對各種類的應用和終端開放，以利於各行業對環境信息價值的利用。
三是業務特性對網路質量的需求差異巨大。工業自動化類別的應用，需要對生產線進行實時操控，所以必須嚴格把控數據傳送的時延；而後期分析預測的應用則可以把數據先暫存在邊緣網路中，當網路不繁忙時，再集中將數據傳送到雲端；低功耗的設備，要儘可能地減少通信數據量，縮短傳遞的數據分組長度；對於企業的重要資產、金融計費終端、安保類設備等，則需要健壯的網路安全保護和端到端的網路隧道服務；對於低信息量且終端冗餘的環境檢測數據，網路則可以適當地放低質量保證，例如在一塊田間部署了幾十個濕度計，如果其中幾個濕度計部分時段的測量數據沒有送達到網路，這並不會影響農民對農作物澆灌的判斷。
設備間的「社交需求
用一個辭彙來概括就是設備間的「社交需求」。終端會以「多點對多點」和「多線程並發」模式運行應用程序，以實現個體（終端）間的物聯網社交。
多點對多點
在共享數據、合用產品的過程中，「多點對多點」連接模式應運而生。
為了信息價值的最大化，數據共享會在物聯網應用中廣泛實踐。例如很多環境信息（溫度、濕度、風力等），可以運用在多種行業領域。某些公共區域將這部分數據共享給各行業應用（例如農業、旅遊、交通、商展活動等），利於企業的成本管理，減少固定投資。
「共享」使得物品可以通過多戶租賃的方式「服務眾人」，共享的商業形式可以釋放「物」的工具價值。新興的物聯網應用，就在於信息「跨領域、跨系統、跨用戶」地釋放價值，數據不再由單一系統、單一企業或單一用戶獨自享用。分享，需要網路更適應於「全連接（Full Mesh）」的組網需求，數據更易於到達對其「感興趣」的終端和系統，並能夠控制對網路資源的消耗。
多線程並發
智能終端通常都具備多進程並發處理信息的能力。隨著物聯網應用越來越複雜，對智能終端「多點對多點」的交互要求也會「水漲船高」。就像經常使用的電腦一樣（配置多塊網卡和通信介面），智能終端也可以配置多個、多類的通信介面，並具備多進程處理信息的能力。對於環境信息的採集、運行狀態的檢測、控制決策等信息處理工作，可以在一台智能終端上同步運行，並形成良好的協同效應，實現理想的應用功能。這種融合通信、多向連接、並發處理的特性，會越來越多地在智能終端上出現，給邊緣應用帶來更多的可能性和創造性。
從宏觀角度來看，終端「社交需求」中多元化和複雜化的發展趨勢，會促進物聯網應用整體對網路需求的快速增長，並且這種增長速度，將完全超越以往的市場需求增速。「以往的市場」是以人為主導的通信和互聯網市場。
在以個人終端為主的網路中，「人」是最主要的網路使用者，所以「人數」就是網路容量最關鍵的參考因素。此外，還有兩個重要的容量參考因素：一是業務需求（不同業務對網路資源的消耗基準不同），由於目前的電信、互聯網業務已經趨於穩定，所以可以將業務需求看成是一個常量；另一個就是「連接數」需求，由於個人對信息連接的需求有上限（「鄧巴數」等），所以「連接數」也可以用一個常量來表示。此前的網路發展、業務需求和連接數都在一個常量附近波動，而人數則一直在增長，所以在設計網路容量的時候，主要以人數為參考，可以通過一個一階方程來表示人數和容量的線性關係。
而當無數個由晶元、電路板組合而成的終端成為網路用戶時，網路需求的模型就發生了改變。顯而易見，有一個常量將成為變數——連接數。
「連接數」的概念，此前就已經存在。例如，在運營商數據域的互聯網業務中，網路容量的預測和設計會考慮手機的「連接數」（例如在LTE網路中的PDN連接）。當用戶使用手機撥打VoLTE電話、並還玩《王者榮耀》的時候，運營商網路其實就給該手機的這兩個應用各建立一個專用數據連接。雖然像手機這樣的智能終端可以建立多連接，但畢竟它是服務於人的設備，它所建立的連接主要還是以人的需求為導向。在人的需求基本恆定的情況下，終端的連接需求也並不會太多。
當物聯網終端具備「智能」時，連接數的需求就會有所變化。企業要搭建更健壯、複雜的物聯網應用，就需要他們的終端能夠收集和傳遞更多的相關信息。所以，物聯網終端對環境信息、其它設備信息、用戶信息的「興趣」會越來越濃。
開發者會給終端裝備更多的通信介面去採集數據，並通過多進程同步處理這些數據，再將處理後的信息轉發給同樣也「感興趣」的終端。連接數在一部分具有親緣關係（同類型或相關行業）的智能設備之間，會呈現「全連接」的狀態（例如一組正在飛行表演的無人機隊，每一架無人機都和其他無人機建立通信連接）。也就是說，在物聯網中「連接數」和「終端數」呈二階線性關係。（備註：這種線性關係，適用於物聯網的局部範圍內，在某個邊緣網路中或者在同一類終端範圍內）。
圖 物聯網的連接
從圖中可以看出，每個新增終端的連接數需求不再是恆定值，而是取決於原來網路中的終端數量。所以，當物聯網中的終端數達到一定量級時，每增加一台設備，都可能會增加難以計數的連接。
能夠支撐終端不斷擴大連接數的關鍵要素主要有兩點：一是摩爾定律在晶元製造領域的持續發酵（雖然已經減緩了），使得終端的信息處理能力能夠不斷提升，並帶動連接能力的提升；二是信息獲取的方式不受限制。終端具備的通信方式取決於裝配的通信模塊或感測設備，終端可以添加各種通信模塊來增強其交互能力。
人受到生理條件的限制，既不能不分晝夜一直工作，也無法同時處理多個任務，更不可能無限制地提高信息處理的速度。但物聯網的終端不同，他們可以不斷迭代提升基礎性能，增加配件擴展通信能力，軟體優化提高處理效率。它們可以不斷突破能力瓶頸，獲取更多的信息並處理它們。當面對終端的「野蠻生長」特性時，原本為人設計的網路模式，將難以跟得上（局部）連接需求呈「二階方程」的遞增趨勢，網路邊緣中繁盛的終端會快速耗盡網路資源，並最終限制住物聯網中所有設備的性能發揮。
現有的網路（IP網路），強調「端到端」的「透傳」連接，這種可靠但粗簡的連接方式在未來物聯網的發展中，會使得網路出現嚴重瓶頸，即網路能力的增長速度慢於連接需求的增長。此外，許多物聯網領域的專家和組織提出的IPv6技術，恐怕會加重網路負擔而使得網路瓶頸更為突出。
因此要解決物聯網連接數暴增的問題，還需要引入另一些新穎的網路模式和特性。換句話說，就是「網路也需轉型」。
來源：通信世界
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