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物联网的技术现状:你需要知道的物联网协议
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| 受访者 黄冬 关注 0 他的粉丝 作者 杨赛 关注 3 他的粉丝 发布于 2014年8月15日 | QCon上海2018 关注大数据平台技术选型、搭建、系统迁移和优化的经验。
15:15

个人简介 黄冬现为果壳路由创始人,创立了中国带有人机交互的智能路由器理念。之前主持设计和运营过多个大型高容量产品和系统,也是中国FreeBSD、Python社区的发起者和积极参与者,啄木鸟社区的创始人之一。

全球架构师峰会(International Architect Summit,下简称ArchSummit)是由InfoQ中文站主办的一次全球性架构师峰会。ArchSummit专门针对架构师人群,讲述与架构和架构师相关的各方面趋势、技术和案例。,这也是继QCon之后,InfoQ中文站主办的又一次高端技术盛会。

   

1. 大家好,我是InfoQ的主持人,现在在ArchSummit大会现场。今天很高兴邀请到魔豆路由器创始人黄冬来接受我们的采访。首先请您简单的对物联网的技术现状做一个介绍,以及跟互联网的状态做一下对比?

黄冬:可能大家对物联网不是那么了解,先说说物联网是什么样子的。其实我们每个人都已经被物联网熏陶了很多年了,最简单的物联网,就是我们所说的用一个电视机的摇控器去遥控电视机,用空调摇控器去遥控空调。我们其实身边还有很多物联网,包括拿汽车的钥匙去打开车门,这都是物联网已经有的应用,而且历史悠久。

那么就像我们看到的现状一样,我们用海尔的空调的摇控器,是打不开格力的空调的。当然还有一种可能性,是海尔的某些空调之间可以互相通用摇控器,它也不是完全互相可以去使用的,所以物联网的现状,就像我刚才举的例子一样,它是一个已经被我们使用很久很久,而且使用的范围其实也很广泛,但是他们是完全互相不连通的,而且你从来不知道,那个海尔的空调的摇控器,到底是怎么连上去的,所以你可以看到,现在有很多好玩儿的东西,为了让你能去遥控格力的空调就要去学习,它完全都是私有封闭的体系。

最近几年也出现了一些好玩儿的东西,比如你说可以用你的手机,去遥控家里边的空调,或者说用手机去控制插座,现在也在出一些各种各样智能的东西,什么智能冰箱之类的。它的另外一个特点,就是完全都要从云上面去走。如果你想把家里边的一个灯打开,你就需要用手机去连到互联网上的云绕一圈,跑到家里边去。当你家里边的互联网连接一旦不稳定的时候,这件事就出现问题了。之所以这样去做,就是因为他们也尝试想让异构的网络,或者是别的应用也能去调用它,所以他使用了一个云服务的状态。

所以两个极端,第一个极端是完全封闭,完全没有任何人知道,分割的东西;第二个,一定非要从云上面绕一圈。我一直没想明白,就是我想让我家里边的灯亮,按一下开关就好,为什么非要从云上面跑一圈?但这就是一个现状,就是这样,就是完全分裂、私有化,甚至我们不知道它里边到底是什么样的,不互联互通。最可笑的还有一件事就是去年准备做这种产品之前,我买了好多好多的智能设备,有一天我太太看着我手机上面,写着各种各样灯泡和插座的app,然后看着家里边的客厅的这个插座就要想一想,我到底是应该打开哪个app,才能让我家的这个插座能够变亮?很有意思的现状。

   

2. 您在本次分享中,提到了最近统一的智能开放互联标准的计划,然后选择了从二层到七层的若干协议。能否介绍一下您选择的这些协议的背景?

黄冬:首先物联网最大的特性在于是说,使用了跟我们原来在互联网,或者说我们大多数在互联网的技术人士所不知道的一些物理协议,或者说是一层和二层的协议。它的特点是什么呢?它的特点就是不像我们在使用以太网和WiFi的时候追求性能,它更多的还要去考虑物联网的一些特点,比如说传输的距离能不能再远一些,或者说使用一节钮扣电池的情况下,它能够使用的时间是不是再长一些,甚至还有一些更特别的地方,就是说让更多的设备能够在一个网里边互相通信,就像我们所说的P2P协议一样,会有这样的一些新的协议出现,而不只是我们所熟知到的一些以太网这样的一些东西。

它给我们带来的好处,就犹如我刚才说的那样,我们会得到一颗电池更长的使用时间,我们会得到用一大堆的设备,让它相互之间通过P2P的组网变得覆盖范围很大。当然还有一些协议更有趣,就是它两个片之间的传输距离,甚至可以有数公里,所以这就是物联网会带来的一些在底层的、一层和二层上面会新出现的东西,它非常适合于物联网的应用,这是一种。

第二种应用,其实gateway为了让整个世界都能互相连通起来,所以你发现它都不会有太大的变化。但是上面物联网的应用,它需要更好的电的支持,所以它会使用一些更不一样,其实它大部分的业务都是跑在UDP之上的。互联网里面基于TCP的七层协议会非常非常的丰富,包括加密这样的东西。但是物联网里边,就需要基于UDP去做这样的东西,所以我也给大家带来了一些基于物联网上面的UDP的加密协议,和为了让开发工程师像调用HTTP服务一样的一些新的这样的协议。原因就是因为它更多的去用UDP,而不是更多的去TCP。由于在UDP上面,互联网的应用的缺乏,所以没有那么多TCP七层上面的协议,这会带来一些新的拓展。

   

3. 其实您选择的一些协议也是比较新的,为什么不使用一些现有的协议?

黄冬:首先是这样的,在物联网的行业里边,我可以告诉大家,我现在写的很多的协议,如果你看它们发出来的时间,尤其是我说的在七层上面的协议,我们自己在追寻它时候发现,它发出的release 1的版本是2014年3月份,所以你就想它是多么的新。

原因很简单:像这样的协议是在传统的互联网上面是没有定义的,所以它用不了现在的东西。在一层二层上面,也是因为电这方面的考虑,在传统互联网没有去尝试往这方面考虑这种特性,所以就用不了现在的这些协议了。

   

4. 而且有很多新的协议,虽然出现了这么多新协议,但是在三层和四层上面好像并没有出现新的?

黄冬:对,是因为大的未来的趋势是物联网和互联网会去融合。但是传统的物联网,我随便举例子,我提到的Zigbee,它是一个P2P的网络,他可以把自己的P2P延伸做的非常非常大。但既使是这样,他也无力承担一个世界网络,也就是互联网。

世界网络已经成定局了,它就是互联网,所以这个互联网的传输基础,就是我们所知道的IP地址和TCP,还有UCP这样的东西,所以物联网和互联网的融合,就是在我们现在所知道的,IP、TCP、UDP上面产生融合,就像沙漏一样,互联网本身就是一个沙漏,物联网天然的在它的七层上面的大沙漏不断的拓展,再底下的物理层和传输层上面不断的去做拓展。那么中间,就是因为互联网历史就是一个沙漏,所以物联网也就会在这点会被聚合起来,它不会产生这种大的变化。简单的使用相同的IP、TCP、UDP这样的东西,就会让物联网天然自然的为全世界的人去所使用,这就是一个最好玩儿的地方。

   

5. 刚才也提到物联网和互联网有很大的不同,就是互联网基于TCP比较多,物联网为了其他考虑就要用UDP,是不是就是因为这个原因,所以物联网它在应用层没有继续用HTTP呢?

黄冬:没错,HTTP首先是基于TCP的,我们没有看到在HTTP的ITF的协议里边任何说明,如何用UDP去使用HTTP协议。但是我们再想想物联网的设备,不会像我们现有互联网,比如说我们看到的它保持长连接,所以就没有了TCP。因为它希望自己发出一个包了之后,然后我就立刻进入休眠状态,去省电,所以UDP就是一个它的首选。

在这种情况下,我们就非常非常需要这种基于UDP的、类似HTTP这样的东西,所以这种东西就会产生一种为了让开发工程师更容易去开发,像开发HTTP上面的应用一样,去开发物联网的东西,所以在物联网里面就多了一个新的协议叫COAP。这个协议它的目的就在于说,就像我们开发HTTP的时候我们会发现有几个标准的method,有Get、Post,有Delete这样的这些东西。另外在调用一个服务的时候,它的名字的区别是用URI,因为里边包含了目标的地址和对应的用斜划线标示出来的不同的名字。那么COAP是一个和HTTP几乎相同的一个协议,但是最大的不同,就是它基于UDP。同时它为了实现加密,因为我们知道,HTTP是有HTTPS,它是一个基于SSL的加密传输通道。COAP也使用了一个叫DTLS的一个协议,基于一个一个小包,来去把它的整个会话加密起来。所以这是一个为了让互联网上的所有的人能够,就是他们已经用的最佳实践移到物联网上去的一个标准,一个协议。

   

6. 最后一个问题比较发散,应用开发者他是希望标准能够统一的。但是我们怎么才能让硬件的厂商,让他们能够也往标准统一的方向去一起努力?

黄冬:我觉得互联网就有这样的一个历史,我们知道有一个时间段,录像机的录像带有两个制式,是靠两个厂商在那争斗,看谁能卖的更多,让哪个标准区统一起来,这是以前争斗的方法。但是在现在的互联网世界里边,我们会发现标准其实已经变成更民主的制订方式了,它的方式是由两端人才来制订的,一端人是开发工程师,另外一端人是应用的用户,来去变成它。而Open就是开放,这个开放包含协议里边的细节的开放和真正实际执行的时候的标准的实施,都是因为互联网的存在,所以变成一个完全开放的状态。

物联网以前是封闭的,所以我们看不到标准,他们可能还是想象用这个录像带的方式,来去互相争斗,让更多的用户去买。但实质上,我认为里边有两个决定性的因素:第一个能不能争取到互联网里边所有的开发工程师。因为互联网的所有的开发工程师已经享受惯了互联网里边的这种开放、标准化、一致化的东西,所以他们为了争取更多的Developer,他必然要像互联网一样Open,并且是标准化的东西。这时候如果他真做到了,我们就可以看到,像我们这次InfoQ组织的ArchSummit,包括之前的QCon,这种人多多啊。我相信如果InfoQ组织一个叫物联网开发大会,估计一定找不着这么多Developer,对吧。为了争取到这么多的Developer,把他们的业务,把他们开发成果放到物联网上来,我相信这就一定会被迫,就是这些厂商被迫这样去做得。

其次我相信,互联网上拥有巨大的内容。淘宝,今天我们的阿里他们的淘宝有最大的电子商务平台。物联网如果想要跟互联网上这些内容、业务全部结合起来,他就一定要接到互联网上来,他也就被迫像互联网一样的开放和标准化。用户也会更自然的在物联网里边,去使用了互联网里边的服务和业务。

所以我觉得这两端都会把它们挤成这样,而不需要再像当年两大厂商去争取录像带的标准一样那么去折腾了。好像现在的蓝光标准和好像还有个什么标准,DVD,好像新的制式里面,当时也是靠几个大的电影厂什么的来去做。但是因为互联网的出现,似乎大家传输的东西都OK,用两种解码器就好,这件事就被淡化了。我觉得互联网真是最伟大的事情。

   

7. 让世界变得越来越好。

黄冬:对,公平、民主、标准、开放,对吧。

InfoQ:十分感谢黄冬今天接受我们的采访。

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