物联网的网络层可以理解为搭建物联网的网络平台,建立在现有的移动通讯网、互联网和其他专网的基础上,通过各种接入设备与上述网络相连,如手机付费系统中由刷卡设备将内置手机的RFID信息采集上传到互联网,网络层完成后台鉴权认证并从银行网络划账。物联网网络层是在现有网络的基础上建立起来的,它与目前主流的移动通信网、国际互联网、企业内部网、各类专网等网络一样,主要承担着数据传输的功能,特别是当三网融合后,有线电视网也能承担数据传输的功能,如图1-7所示。

图1-7 网络层

在物联网中,要求网络层能够把感知层感知到的数据无障碍、高可靠性、高安全性地进行传送,它解决的是感知层所获得的数据在一定范围内,尤其是远距离传输的问题。同时,物联网网络层将承担比现有网络更大的数据量和面临更高的服务质量要求,所以现有网络尚不能满足物联网的需求,这就意味着物联网需要对现有网络进行融合和扩展,利用新技术以实现更加广泛和高效的互联功能。

网络支撑技术的主要组成部分:

(1)移动通信网

移动通信网由无线接入网、核心网和骨干网三部分组成。无线接入网主要为移动终端提供接入网络服务,核心网和骨干网主要为各种业务提供交换和传输服务。从通信技术层面看,移动通信网的基本技术可分为传输技术和交换技术两大类。从传输技术来看,在核心网和骨干网中由于通信媒质是有线的,对信号传输的损伤相对较小,传输技术的难度相对较低。但在无线接入网中由于通信媒质是无线的,而且终端是移动的。这样的信道可称为移动(无线)信道,它具有多径衰落的特征,并且是开放的信道,容易受到外界干扰。这样的信道对信号传输的损伤是比较严重的,因此,信号在这种信道传输时可靠性较低。同时,无线信道的频率资源有限,因此有效地利用频率资源是非常重要的。也就是说,在无线接入网中,提高传输的可靠性和有效性的难度比较高。从网络技术来看,交换技术包括电路交换和分组交换两种方式。目前移动通信网和移动数据网通常都有这两种交换方式。在核心网中,分组交换实质上是为分组选择路由,这是一种类似于移动IP选路机制(或称为路由技术),它是通过网络的移动性管理(MM)功能来实现的。近年来,随着移动通信技术的快速发展及三网融合的全面推进,使用物联网技术的广泛应用得到技术保障。

(2)专用网络

专用网络一般是两个企业间的专线连接,这种连接是两个企业的内部网之间的物理连接。它属于专线连接方式,和一般的拨号连接不同,专线是一直连通的。这种连接的最大优点就是安全。除了这两个合法连入专用网络的企业,其他任何人和企业都不能进入该网络。所以,专用网络保证了信息流的安全性和完整性。专用网络的最大缺陷是成本太高,因为专线非常昂贵。每对想要使用专用网络的企业都需要一条独立的专用(电话)线把它们连到一起。例如,如果一个企业想通过专用网络与五个企业建立外部网连接,企业必须支付五条专线的费用。目前企业为了节省租用专线成本,往往使用根据虚拟专用网络设计的外部网。

虚拟专用网络(Virtual Private Network,VPN)指的是在公用网络上建立专用网络的技术。其之所以称为虚拟网,主要是因为整个VPN的任意两个节点之间的连接并没有传统专网所需的端到端的物理链路,而是架构在公用网络服务商所提供的网络平台,如Internet、ATM(异步传输模式)、Frame Relay(帧中继)等之上的逻辑网络,用户数据在逻辑链路中传输。它涵盖了跨共享网络或公共网络的封装、加密和身份验证链接的专用网络的扩展。VPN主要采用了隧道技术、加解密技术、密钥管理技术和使用者与设备身份认证技术。

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