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三大技術(shù)推進物聯(lián)網(wǎng)的實現(xiàn)：IPv6、傳感器和云

2011-01-06 09:34 中國計算機報

導(dǎo)讀：如今，諸如平板電腦、微博等新的聯(lián)網(wǎng)設(shè)備與應(yīng)用層出不窮。我深深地感受到傳統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)正向物聯(lián)網(wǎng)演進，真正萬物互聯(lián)互通的物聯(lián)網(wǎng)時代正在快速到來。



      IDC預(yù)測的2020年計算應(yīng)用規(guī)模  

　　自1965年英特爾創(chuàng)始人之一戈登-摩爾(Gordon Moore)首次提出摩爾定律以來，計算機、互聯(lián)網(wǎng)以及各種應(yīng)用的快速發(fā)展令人印象深刻。但隨著晶體管電路逐漸接近性能極限，人們開始擔(dān)心摩爾定律是否將會走到盡頭。

　　我在英特爾公司從事技術(shù)研發(fā)已30多年，有幸見證了摩爾定律對整個世界的深遠影響。雖然摩爾定律有其物理極限，但它早已超越了定律本身，成為一種鞭策IT產(chǎn)業(yè)不斷追求更低成本、實現(xiàn)更優(yōu)性能的精神。在它的指引下，諸如英特爾等公司的研究人員一直在尋求實現(xiàn)全新技術(shù)的可能性。多年來，他們的努力促進了各種設(shè)備與應(yīng)用的創(chuàng)新，并通過互聯(lián)網(wǎng)的連接為人們的工作與生活帶來了全新的體驗。

　　如今，諸如平板電腦、微博等新的聯(lián)網(wǎng)設(shè)備與應(yīng)用層出不窮。我深深地感受到傳統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)正向物聯(lián)網(wǎng)演進，真正萬物互聯(lián)互通的物聯(lián)網(wǎng)時代正在快速到來。

　　互聯(lián)計算是物聯(lián)網(wǎng)的第一步

　　隨著各種移動聯(lián)網(wǎng)設(shè)備不斷涌現(xiàn)，人們越來越習(xí)慣于使用智能手機、上網(wǎng)本、平板電腦等設(shè)備，在近乎無處不在的無線網(wǎng)絡(luò)中進行聯(lián)網(wǎng)計算，這將首先帶我們進入互聯(lián)計算時代。而在這個過程中，設(shè)備的創(chuàng)新與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的提高正在改變“計算”本身的定義。比如現(xiàn)在你可以使用智能手機隨時隨地實現(xiàn)許多功能，而以前只能在辦公室電腦上才能完成;未來你將可以利用ATM機、車載信息系統(tǒng)甚至所有生產(chǎn)設(shè)備，瞬間打造一個移動的、連續(xù)的、個性化的互聯(lián)網(wǎng)空間。到那時，“計算”將變得無處不在，但卻無形無象。

　　同時，各種基于“計算”的應(yīng)用也在演進。多核、并行化計算、運算加速器、傳感器以及嵌入式技術(shù)的出現(xiàn)，將幫助人們實現(xiàn)各種通信、數(shù)據(jù)和服務(wù)在隨手觸及的IO設(shè)備之間進行輕松移動。這就是互聯(lián)計算的魅力!

　　IDC的最新數(shù)據(jù)預(yù)測，截至2020年，全球?qū)⒂?10億個互聯(lián)設(shè)備聯(lián)網(wǎng)工作。屆時，人們將體驗到連續(xù)的、無處不在的互聯(lián)計算。然而，在科學(xué)家眼里，這只是物聯(lián)網(wǎng)中的很小一部分，他們估計未來地球上將有大約500,000 億個“物”，每個人身邊都將有數(shù)以千計的物體通過物聯(lián)網(wǎng)進行連接。

　　可以預(yù)見，未來的互聯(lián)網(wǎng)在規(guī)模、形態(tài)等各方面都將遠遠超出互聯(lián)計算的范疇，最終進入萬物互通互聯(lián)的物聯(lián)網(wǎng)時代。在這個演進的過程中，我們將面臨很多困難。數(shù)以億計的設(shè)備不僅會產(chǎn)生海量的數(shù)據(jù)，對 IP地址的需求也將遠遠超過現(xiàn)有的存量，而這僅僅是諸多可預(yù)見的技術(shù)難題之一。

　　因此，我們相信互聯(lián)計算只是實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)的第一步，但卻至關(guān)重要。

　　三大技術(shù)推進物聯(lián)網(wǎng)的實現(xiàn)

　　現(xiàn)在我們可預(yù)見的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用已經(jīng)涵蓋交通、醫(yī)療、工業(yè)自動化等30多個行業(yè)，未來它將滲透到人們生產(chǎn)與生活的每一個角落，為IT產(chǎn)業(yè)的發(fā)展帶來巨大的發(fā)展機會。

　　事實上，物聯(lián)網(wǎng)在某些領(lǐng)域已經(jīng)得到運用并產(chǎn)生了顯著的效益。比如智能電網(wǎng)不僅可以很好地控制大型發(fā)電廠發(fā)電所需要的大規(guī)模計算，還能對個人家庭電耗、采光以及在用電高峰期的電力供應(yīng)進行非常精準的控制?？茖W(xué)家們正在努力創(chuàng)造并延伸諸如此類計算技術(shù)，用于連接地球上的每個人與物，從而使地球上的萬物變得更加智慧。我認為有三項技術(shù)最為關(guān)鍵：

　　1. IPv6：手能觸及的設(shè)備都將擁有IP地址

　　網(wǎng)絡(luò)中每臺設(shè)備的連接都需要一個IP地址，目前我們使用的是IPv4技術(shù)。IPv4協(xié)議下的網(wǎng)絡(luò)地址資源大約只有40億個，目前95%的IP地址已被用盡。如果沒有足夠多的IP地址為未來的聯(lián)網(wǎng)設(shè)備編號，物聯(lián)網(wǎng)將成為空談。作為下一代互聯(lián)網(wǎng)地址結(jié)構(gòu)，IPv6可提供多達2128個IP地址，諸如家用電器、汽車、生產(chǎn)機器等設(shè)備都將擁有自己獨有的IP地址，可以實現(xiàn)常年在線。

　　而對中國這樣的新興國家來說，IPv6將顯得更為重要。因為在計算機發(fā)展史上，率先創(chuàng)造技術(shù)并使用技術(shù)的公司通常都會占有長期的優(yōu)勢。在IPv4地址的分配上，北美大約占有近3/4，而人口最多的亞洲只有不到4億個。這大大限制了當?shù)鼗ヂ?lián)網(wǎng)的應(yīng)用和發(fā)展。因此，中國如想在未來物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展中占有領(lǐng)先優(yōu)勢，首先就應(yīng)該搶得IPv6的技術(shù)先機。

　　當然，在由IPv4向 IPv6遷移的過程中將碰到很多問題。比如如何在不停止現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)正常運行的前提下，實現(xiàn)由IPv4在向 IPv6的遷移?我認為我們應(yīng)該利用市場的力量并結(jié)合內(nèi)容創(chuàng)新，驅(qū)使人們向IPv6的遷移。 

　 2. 傳感器：讓設(shè)備變得更加聰明

　　傳感器是一種探測、感受、轉(zhuǎn)化外界信號的裝置，它能把自然界的模擬信息轉(zhuǎn)化成可由計算機處理的數(shù)字信息，已在工業(yè)生產(chǎn)、海洋探測、環(huán)境保護、醫(yī)學(xué)診斷等各種領(lǐng)域的計算設(shè)備中得到廣泛的運用。物聯(lián)網(wǎng)時代的設(shè)備將變得更加聰明，能夠擁有遠遠超過我們熟悉的溫度、光線、重力、地點等指標的感應(yīng)能力。

　　傳感器在工作過程中，本身會產(chǎn)生大量的數(shù)據(jù)，但這些數(shù)據(jù)并不會自動被作為有意義的信息處理。換言之，如果物聯(lián)網(wǎng)中的設(shè)備僅僅只是互相連接起來，而沒有額外的性能、功能的添加，那么把它們連接起來也就變得沒有意義了。

　　因此，科學(xué)家們正努力在這些傳感設(shè)備上實現(xiàn)自我學(xué)習(xí)、推導(dǎo)的功能，讓物聯(lián)網(wǎng)中的各種設(shè)備因為擁有了傳感器而變得更具價值。以智能交通為例，在對交通狀況進行分析時，我們要讓設(shè)備能夠?qū)νㄟ^安裝在街道、公路等處的監(jiān)控攝像頭、車載GPS等記錄下來的海量信息，自動進行有意義的分析與處理。

　　3. 云：實現(xiàn)數(shù)據(jù)的智能存儲、調(diào)用與管理

　　在物聯(lián)網(wǎng)下，所有聯(lián)網(wǎng)設(shè)備都將產(chǎn)生大量數(shù)據(jù)，只能集中存儲在異地的大型數(shù)據(jù)庫中，這正是云計算產(chǎn)生的前提。云計算將確保個人計算體驗的連續(xù)性，它不僅幫我們存儲海量的數(shù)據(jù)，還為我們匯集了大量的計算潛能，幫助我們進行復(fù)雜的運算。

　　但僅有云端還遠遠不夠，我們必須有響應(yīng)速度非?？斓谋镜赜嬎阈问健Ｋ任覀円郧八劦暮唵蔚拇笮蛿?shù)據(jù)中心的高性能計算要復(fù)雜得多。因為它不光需要具有我在前面談到的推導(dǎo)、推理這樣的計算能力，同時還需要有實時的、對現(xiàn)實物理世界仿真模擬的能力，以實現(xiàn)在無需或極少需要人為干預(yù)的情況下，就可指定、發(fā)現(xiàn)和安全部署自動化云計算服務(wù)和資源。

　　邁入物聯(lián)網(wǎng)的棘手問題

　　以上三項措施將確保物聯(lián)網(wǎng)的順利實現(xiàn)，但要讓人們更加方便、安全地使用物聯(lián)網(wǎng)，真正發(fā)揮它的價值，我們還需要解決以下幾個問題。

　　首先就是由誰來制造未來大量的可無縫互聯(lián)的計算設(shè)備。應(yīng)用于物聯(lián)網(wǎng)的設(shè)備大多基于嵌入式技術(shù)，更新周期短、專用度也比較高，沒有哪家公司能夠制造滿足所有需求的嵌入式設(shè)備。只有通過與硬件、軟件、內(nèi)容提供商、運營商等生態(tài)系統(tǒng)中的伙伴開展緊密有序的合作，才能實現(xiàn)計算設(shè)備的創(chuàng)新與應(yīng)用。

　　另外一個問題是安全與隱私。所有設(shè)備都連入互聯(lián)網(wǎng)將帶來巨大的安全隱患。比如，如果你家里的設(shè)備信息被破解，這些聯(lián)網(wǎng)設(shè)備就會成為小偷入門盜竊的最佳指引，它們將告訴小偷什么時候是進入你家的最好時機。在這種情況下，政府應(yīng)當制訂有效但不繁瑣的法規(guī)，鼓勵企業(yè)創(chuàng)新，但又不至于監(jiān)管得過于嚴格，否則將會影響到創(chuàng)新。

　　還有就是全球一致性。我們可以預(yù)見，未來提供云服務(wù)的供應(yīng)商將跨越國界，可能在中國為你提供云服務(wù)的公司，它的數(shù)據(jù)中心其實是在越南。如何保證你的數(shù)據(jù)放在別國也是安全的?當這樣的數(shù)據(jù)和計算出現(xiàn)了跨國和跨文化運動的時候，我們相信各國應(yīng)該達成一致的協(xié)議，確保數(shù)據(jù)的合法性與標準的一致性。

　　在由互聯(lián)網(wǎng)向物聯(lián)網(wǎng)的演進中，合理的戰(zhàn)略規(guī)劃非常重要，政府、研究界、產(chǎn)業(yè)界應(yīng)當聯(lián)手迎接機遇與挑戰(zhàn)。2009年8月，溫家寶總理在考察無錫物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)研究院時，希望中國物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展能早一點謀劃未來、攻破核心技術(shù)，對此我非常認同。我很高興看到在中國物聯(lián)網(wǎng)的概念已經(jīng)深入人心，國家也已把它列入戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)。我相信中國嵌入式研究一定能夠抓住市場機遇，實現(xiàn)更多創(chuàng)新。
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