网络的未来:信息环的泛在部署

企业动态
任何一种信息系统的价值,都在于“信息价值环路”。在技术层面,“信息环”的构建一直处在变动和发展的状态中。当我们对实现“信息环”的技术进行抽象化地理解,便能从信息环的发展趋势中看到网络的未来。

任何一种信息系统的价值,都在于“信息价值环路”。在技术层面,“信息环”的构建一直处在变动和发展的状态中。当我们对实现“信息环”的技术进行抽象化地理解,便能从信息环的发展趋势中看到网络的未来。

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一、计算和信息环的泛在部署

在前文中提到,共享应用解耦了信息环,通过云端的服务平台作为应用的功能锚点,通过激励环和执行环,来提供智能产品的租赁服务。对控制环的解耦,使得“人得所需,物得其用”,企业能够通过平台掌控资产,并向用户临时提供物品的使用权。人与物之间能够灵活地建立连接和传递信息,成就了“共享”的商业模式。

在云端平台的信息集中化,确实方便了企业管理其资产。而由于其执行环距离较长,执行指令传递的时延较高,也容易在信息传递的中途出现差错。所以云端管理的方式并不适用于传送过于复杂的指令,及接收详细的操作反馈,以实现复杂的业务逻辑。这影响了终端在业务场景中的适应性。

在边缘网络中部署边缘计算(服务平台),让应用的功能锚点“落在”终端的近处。服务“贴近”终端,使得执行环尽可能的缩短,提高了信息交互的效率,降低时延,加强容错能力,并增加通信连接的灵活性。边缘服务可以通过边缘网关,向互联网提供应用入口,承担云端服务平台一部分的功能(主要是现场操控类应用的接口,或是具有本地化特征的应用:例如某栋楼宇中的室内定位服务)。

云端的物联网服务平台将一部分“前线”任务交由边缘服务平台来完成。在部分应用的流程中,云端的服务平台不再参与信息的交互,而由边缘服务全权代理完成。

边缘服务改变了“激励环-执行环”的单一形态,而分成了多种情况:

边缘服务改变了“激励环-执行环”的单一形态,而分成了多种情况

A.、通过互联网获取边缘服务

用户端通过互联网,直接和边缘网络中的服务器建立激励环,并由边缘服务通过执行环控制物联网终端。

B.、边缘网络内获取服务

用户端漫游在边缘网络内,可以通过接入边缘网络,直接和边缘服务建立激励环,控制物联网终端。在这种操控模型中,用户端、边缘服务器、设备终端完全摆脱了云端的约束,独立形成边缘应用。这种模式不受云端拥塞和故障影响,既增加了应用的健壮性,也减轻了云端信息处理的负担。

C、原M2M模式:通过云端获取服务。

边缘服务部署,并不意味着云端就一定失去了控制权,在边缘服务失效或其它紧急情况下,云端仍旧具有终端控制的***权限。

用户可以使用互联网终端,通过云端平台向终端发出控制指令。激励环在用户端(例如手机)到平台之间的互联网中建立,平台则通过M2M式的连接直接和设备终端建立执行环。此外,企业自有的应用也可以直接建立执行环,控制管理他的设备终端。

D、对原M2M模式的改良:云端通过边缘获取服务

云端采用直联终端的方式,可以满足轻简的信息控制需求。但是,它并没有边缘服务的交互便利,对于复杂的操作,或有力不从心之处。所以,当云端掌握控制权的时候,边缘服务任然可以帮助云端实现对终端的智能化操作:即将“执行环”解耦成多个“激励”或“执行”环。

云端将控制“目标”告知边缘服务,边缘服务就根据“目标”调用资源,在不间断的信息(服务端负责“指挥”,终端负责“反馈”)交互中,对终端进行复杂的操控。

例如在一家酒店内,云端要求一台清洁机器A从一楼坐电梯去二楼,它只要将 “A移动到酒店二楼”的“目标”传达给边缘服务平台,边缘平台就会用酒店内的视频摄像观察A的实际位置,并指挥A前进、后退、左右转向进入同样受控的电梯,而后再驶出电梯。

这种方式解决了远端实现复杂操控的难题,也减轻了核心网络中交互的信息量。

E、边缘即是终端:终端自身具备功能锚点

一部分具有强大的信息处理能力的终端,具有使自身成为互联网服务平台的潜质。当高度智能化的终端设备,装配丰富的传感器/执行器等电子元件,并且具有复杂的机械构造,它们就能够像一个独立服务平台一样控制自身部件,以目标决策行为,根据环境变化调整举措,以及直接向互联网用户提供服务。

例如:智能汽车、手机、个人电脑等、智能机器人。当然,就目前而言,这样具有很高环境适应能力、能够完全自主决策并对外服务的物联网设备还并未出现,在此就不过多讨论了。

以上只是介绍了物联网场景中典型的信息环(激励环、执行环等)部署情况。在实际应用中,开发者可以根据应用的需求和条件,通过对较长信息环的解藕,构建连接关系更为复杂的控制环路。

例如,可以将激励环在云端拆解,分成多个同步的激励环,请求多个边缘服务完成多物联网终端协同参与的“联合行动”。也可以在云端不参与的情况,由边缘应用通过边缘服务直接通信(边缘服务之间直联)并构建信息环,建立相互服务的通道。

信息环多元化的形态,基于计算能力的泛在部署,使得应用亦可以“分布式”地建立信息环(连接)。

各种信息化能力在原垂直应用(终端-云端直联)中解藕并开放,形成信息服务的生态群,使得信息环可以灵活构建:直接“落地”操控(脱离云端在边缘构建),或将“云端-终端”的控制执行环路进行解耦。

一方面,对于应用的开发者而言,信息环的长度缩短了,更利于灵活部署和分段开发。另一方面,应用主体之间能够通过智能,传递“简单”信息,而实现“复杂”的操作。

就像人与人之间的交流一样,采用“语义化”、简洁的信息交互,能够极大的提升通信的效率。在边缘网络中,具备智能的终端、边缘服务,在靠近数据源的地方先将海量数据提炼归纳出高价值的关键信息,并使用公开化的物联网词汇组织成“句”,再传递给其它“感兴趣”的应用端设备;网络设备通过应用层的智慧,尽量浓缩数据,传递关键信息,大幅度地减少核心网络的压力。

当信息环由大变小,由少变多,一个开放的、互服务的、市场化的社交网络便会成型。(可以预见,在未来,边缘计算会有一个成长的高峰期。)

二、网络转型的本质和特征

1. 网络转型是信息技术的组合进化

未来网络的发展动力,源自应用需求的变化。随着物联网应用从轻简到繁杂,从相对独立到互惠互利,从服务集中到随处可取,网络不仅要满足“量”的增长,还要逐步从采集型(网络接入)、传递型(端到端连接)向解释型(面向应用层的差异化服务)、分布式(分段建立信息环,多点对多点)的方向转型。

从趋势来看,要解决未来网络发展的矛盾、实现转型,并是不仅仅依靠自身优化就能实现的(网络协议优化、终端接入改进、网络结构调整、以及通过添加设备进行网络扩容),还需要从其它信息技术找寻转型的力量:软件工业、计算科学(数学)、各行业技术经验等。从技术元素的角度来看,未来网络的瓶颈需要信息技术“全体的组合进化”来解决,并将关注力从数据的“汇聚流”转移到数据的“价值流”上去。

网络的转型目标:在实现数据汇聚同时完成价值提升

(网络的转型目标:在实现数据汇聚同时完成价值提升)

2. 物联网是三要素“感知、连接、智能”的深化融合

各种信息技术相互嵌入、深度融合是为了系统性地解决彼此面临的发展问题。信息技术的“融合”,是为了迎接各类物联网应用对网络的差异化需求。

  • 网络,成就了计算的分布式部署,实现计算的专业分工、虚拟化并建立相互服务的桥梁;同时连接万物聚集感知信息,让自然界中不断演化的信息在数字世界留下痕迹。
  • 智能,从对感知的洞察中,发现应用价值和新颖的自然效应,帮助感知系统提升信息采集效率;通过智能的应用,在网络传递过程中实现信息升值,以此提高传送效率,并适应业务不断变化的需求
  • 感知,促进智能(算法)的升华,使得现实世界的数字化映射更为精准;结合应用,形成公共语言(标准化的传感类型),使得网络设备能够理解应用层信息,并高效转发。

3. 物联网网络的新结构特性

在原有网络的基础上,引入边缘网络,改良网络整体的结构,使得“信息环”由大变小、由少变多,更有利于于其它各种信息技术(特别是计算领域的技术)的嵌入和发挥。

边缘网络相对独立的搭建,使得相邻终端间的连接更为灵活,局域组网更为便捷和自动化。系统集成商、终端厂商以及软件厂商,可以根据应用需要,二次开发边缘网络的网络协议,以增加边缘网络对应用的适应性。

同时,边缘网络节点的“升级”(例如边缘网关具备应用层功能)使得网络成为一个对应用“敏感”的系统,让输出的数据流具有更多的信息价值。边缘网络中计算能力的部署,使得连接可以分段进行,信息环在解耦后能够灵活地部署,分布式地实现应用逻辑,并且使得交互的信息更具有价值,乃至使用完全抽象化的词汇(类似人类语言)来交流应用需求和操作反馈。

所以我认为,计算服务和信息环的泛在部署,对信息价值提炼的强度***,是物联网发展后期的关键点之一。

4. 物联网的两层组网结构:核心网络&边缘网络

  • 核心网络:具有标准、可靠、开放的特性,以对等连接(IP协议)为主;
  • 边缘网络:具有灵活、多态、可自定义的特性,满足应用不同的连接需求,构建本地化的信息服务目录。

物联网形成两层的构架(实际部署可以超过2层),使得信息转发、应用交互具备了智能化的网络决策能力。在信息环“环环相扣”的信息传递过程中,中间节点可以对应用中抽象的信息保持敏感,在数据流动、汇聚的过程中实现信息价值的萃取。

数据不再是完整不变的从终端传送到云端,而是可以在中间过程中实现压缩、过滤、去重(去掉重复内容)、合并、提炼等价值提升的操作。

分层也使得网络可以朝多远灵活的方向发展,支持消息分段传递,满足各种不同类型的链接质量需求(QOS)。

网络朝着多层次的结构发展,会促成信息行业的产业链形成新的分工和业务。平台服务部分功能落地到边缘网络中、以及信息环的解耦,使得产业链上下游企业、公司内部的技术团队在开发、运营的技术分工上也能够实现解耦,形成新的商业合作模式。

三、结束

“网络转型”处在整个信息技术转型进化的大背景之下,网络将成为信息技术转型的支持者,也会成为其中的受益者。技术组合进化带来聚能效应,以形成更高层次的信息技术(智能)。网络组网的分层、长连接的分段、信息环的解耦使得网络更有“内涵”,这令智能化的设备更易于沟通和相互服务,从而形成一个正真意义上的“社交型”的物联网络。

【本文是51CTO专栏作者王峰的原创文章,转载请联系作者本人获取授权】

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责任编辑:赵宁宁 来源: 51CTO专栏
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