如何构建云计算下的物联网平台

近年来，在信息技术领域，云计算作为一种新兴的计算模式被提出，并迅速从概念走向应用，云计算的成功应用之一是Google的搜索引擎，它的数据分布式存储在各地的数据中心，当用户发出搜索请求时，可以并行地从数千台计算机上发起搜索并进行排名，将结果反馈给用户。云计算的超大规模、虚拟化、多用户、高可靠性、高可扩展性等特点正是物联网规模化、智能化发展所需的技术。如何推动物联网发展，一直是业界关注的话题，对电信运营商来说，要主导物联网发展，打造跨行业、跨区域的物联网信息处理中心，就要考虑引入云计算技术，构建物联网运营的云平台。
目前，物联网的应用领域正从面向企业的智能交通、电力抄表等发展到面向公众的个人医疗、智能家居等，遍及各行各业，但还处在创新起步阶段，未大规模普及，美国权威咨询机构FORRESTER预测，到2020年，世界上物物互联的业务跟人与人通信的业务相比，将达到30比1，因此，物联网被称为是下一个万亿级的通信业务。
电信网主导的物联网发展模式
物联网产业覆盖了传感感知、传输通道、运算处理、行业应用等领域，其中涉及的技术包括RFID射频识别、传感器、无线网络传输、高性能计算、智能控制等。云计算是将动态、易扩展且被虚拟化的计算资源通过互联网提供出来的一种服务。
电信运营商在物联网中扮演什么角色呢？要回答这个问题，就要研究物联网的体系结构，这里我们可以将物联网抽象为感知单元、存储单元、传输单元、计算控制单元、展现单元组成的一个“超级计算机”，其中感知单元是“键盘、鼠标”，感知的不是人的点击，而是热、力、光、电、声、位移等信号；存储单元是“内存、硬盘”，在物联网中还包括嵌入到电子标签或传感网络节点中的存储设备，存储单元保存感知采集到的各种信息，如温度、湿度、电子标签编码等，以及这些信息的处理结果；传输单元是“总线”，将信息通过无线传感网、电信网传送到全球每一个角落；计算控制单元是“中央处理器CPU”，负责对信息进行集中大规模快速处理和分析，发送指令，进行指挥调度；展现单元是“显示器”，通过电脑、手机或其他设备进行物联网信息的展现。
在物联网“超级计算机”抽象模型中，我们可以看出电信运营商扮演的是传输单元的角色，通过无线传输技术，将传感单元与计算控制单元、显示单元、存储单元关联起来。虽然由随机分布的集成由传感器、数据处理单元和通信模块的微小节点通过自组织的方式构成的传感网络也具有通信功能，但不具备物与物的全球联通能力，因此电信运营商在物联网中的传输地位是不可替代的，但如果只满足于做传输单元，那在整个物联网产业链中电信运营商将沦为简单的通道提供者，难以发挥主导作用。实际上，在当前传感网络还处于发展起步阶段不具规模效应前，电信运营商应利用已有的技术和资源优势，积极向物联网计算控制单元延伸，掌控物联网的核心点和制高点，像运营电信网一样运营物联网，主导物联网未来的发展。
如何构建基于云计算的物联网运营平台
电信运营商要主导物联网发展，掌控物联网的计算控制能力，就需要构建物联网运营平台，作为无线传感网络与互联网之间重要的本地化中央信息处理中心，集成产业链的上下游系统，为客户提供一站式电信级物联网运营服务。
物联网运营平台主要的功能包括：业务受理、开通、计费，网络节点配置和控制，信息采集、存储、计算、展示、行业的应用集成等。
物联网运营平台显示的云计算特征，适合采用云计算技术建立基于云计算的物联网运营平台，其体系架构主要由以下几部分构成：云基础设施、云平台、云应用、云管理。
云基础设施。通过物理资源虚拟化技术，使得平台上运行的不同行业应用以及同一行业应用的不同客户间的资源（存储、CPU等）实现共享，例如不必为每个客户都分配一个固定的存储空间，这样利用率较低，而是所有客户共用一个跨物理存储设备的虚拟存储池；提供资源需求的弹性伸缩，例如在不同行业数据智能分析处理进程间共享计算资源，或在单个客户存储耗尽时动态地从虚拟存储池中分配存储资源，以便用最小的资源来尽可能满足客户需求，在减少运营成本的同时，提升服务质量；通过服务器集群技术，将一组服务器关联起来，使它们在外界从很多方面看起来如同一台服务器，从而改善平台的整体性能和可用性。
云平台是物联网运营平台的核心，实现了网络节点的配置和控制、信息的采集和计算功能，在实现上可以采用分布式存储、分布式计算技术，实现对海量数据的分析处理，以满足大数据量且实时性要求非常高的数据处理要求。
云应用实现了行业应用的业务流程，可以作为物联网运营云平台的一部分，也可以集成第三方行业应用，但在技术上应通过应用虚拟化技术，实现多租户，让一个物联网行业应用的多个不同租户共享存储、计算能力等资源，提高资源利用率，降低运营成本，而多个租户之间在共享资源的同时又相互隔离，保证了用户数据的安全性。
云管理由于采用了弹性资源伸缩机制，用户占用的电信运营商资源是在随时间不断变化的，这就需要平台能提供按需计费的支持能力，例如记录用户的资源动态变化，生成计费清单，提供给计费系统用于计费出账。另外，还需要提供用户管理、安全管理、服务水平协议（SLA）等功能。
由于上面提出的基于云计算的物联网运营平台架构是面向各行各业、大数据量、高性能计算的信息处理系统，而在现阶段物联网应用还未大规模普及的情况下，电信运营商在建设物联网运营平台时，不需要也不可能一步到位，因此可以采用分步实施的策略：首先，从提供无线传输通道、网络节点配置和监控功能入手，与传感器厂商、行业应用厂商共同配合，为客户提供物联网服务。在这个阶段，可以将物联网运营平台部署在云基础设施上，实现资源的虚拟化和弹性伸缩，从而在小规模应用下最大限度地降低成本。其次，以一至两个行业为突破口，将云平台的网络节点配置和监控功能向计算功能延伸，采用分布式计算等技术实现行业计算模型，包装成对外服务；同时与行业应用提供商合作，由行业应用提供商按云平台接口标准规范开发云应用，集成到云平台上，形成物联网运营平台的平台服务化和应用服务化雏形。最后，不断拓展云应用的行业领域，优化云平台服务和计算模型，提升云管理能力，以增强物联网运营平台应对业务量不断增长的要求。这是个长期发展的过程，物联网应用和用户的规模越大，建在云计算上的物联网运营平台的作用也越明显，也就越能发挥电信运营商在物联网产业链中的价值。[!--empirenews.page--]
物联网运营平台架构在云计算之上，既能够降低初期成本，又解决了未来物联网规模化发展过程中对海量数据的存储、计算需求。通过基于云计算的物联网运营平台的建设，将让电信运营商从提供简单的网络传输通道转向提供物联网发展所需的计算和控制能力，从而在物联网产业链中占据主导地位。