-Unlicensed-物联网网络传输层-02无线个人区域网
一文读懂无线通信技术分类
一文读懂无线通信技术分类无线技术正在迅速发展，并在人们的生活中发挥越来越大的作用。
而随着无线应用的增长，各种技术和设备也会越来越多，也越来越依赖于无线通信技术。
本文盘点下物联网中无线通信主要的技术。
无线通信技术分类美国通信委员会（FCC）分类2015年，美国通信委员会（FCC，Federal Communications Commission）技术咨询委员会（TAC，Technological Advisory Council）网络安全工作组在一份白皮书中提到了将物联网通信技术分成了以下四类：Mobile/WAN，Wide Area Network - 移动广域网络，覆盖范围大WAN，Wide Area Network - 广域网，覆盖范围大，非移动技术LAN，Local Area Network - 局域网，覆盖范围相对较小，如住宅、建筑或园区PAN，Personal Area Network - 个域网，覆盖范围从几厘米到几米不等主要的无线技术及分类如下表所示：不知为何，FCC TAC将Sigfox归入了LAN，而LoRaWAN归入了WAN。
Sigfox与LoRaWAN 都同属于LPWAN领域中的窄带技术，都是可以广域覆盖。
Weightless SIG在LPWAN领域中主推的将会是Weightless-P。
NB-IoT也没有列入其中。
新的技术在不断出现，也在不断地重塑物联网市场的格局。
KEYSIGHT分类在KEYSIGHT的一份PPT中《Low Power Wide Area Networks，NB-IoT and the Internet of Things》，将IoT无线技术做了比较详细的划分，如下图所示：相关术语如下：NFC，Near Field CommunicaTIon - 近场通信。
CH无线网络
临时建立的移动自组网络进行通信。 这种组网方式也能够应用到作战的地面车辆 群和坦克群，以及海上的舰艇群、空中的机 群。 当出现自然灾害时，在抢险救灾时利用移动 自组网络进行及时的通信往往很有效的，
无线传感器网络 WSN (Wireless Sensor Network)
由大量传感器结点通过无线通信技术构成的自组
802.x 局域网
接入点 AP 门桥 门桥
分配系统 DS
因特网 接入点 AP
A
基本服务集 BSS
基本服务集 BSS
Btal)为无线用户提供 到非 802.11 无线局域网（例如，到有线连接 的因特网）的接入。门桥的作用就相当于一个网桥。
802.x 局域网
的同时，还必须不间断地检测信道，但在无线 局域网的设备中要实现这种功能就花费过大。 即使我们能够实现碰撞检测的功能，并且当 我们在发送数据时检测到信道是空闲的，在接 收端仍然有可能发生碰撞。
这种未能检测出媒体上已存在的信号的问题 无线局域网的特殊问题 叫做隐蔽站问题(hidden station problem)
ZigBee 的特点
功耗非常低。在工作时，信号的收发时间
很短；而在非工作时，ZigBee 结点处于休 眠状态，非常省电。对于某些工作时间和 总时间之比小于 1% 的情况，电池的寿命 甚至可以超过10 年。 网络容量大。一个 ZigBee 的网络最多包 括有255 个结点，其中一个是主设备，其 余则是从设备。若是通过网络协调器，整 个网络最多可以支持超过 64000 个结点。
802.11 的 MAC 层
MAC 层通过协调功能来确定在基本服务集 BSS 中 的移动站在什么时间能发送数据或接收数据。 无争用服务（选用） 点协调功能 PCF (Point Coordination Function)
物联网感知层和传输层的安全问题
物联网感知层与传输层的安全问题物联网作为一个多网的异构融合网络，不仅存在与传感器网络、移动通信网络与因特网同样的安全问题[4]，同时在隐私保护问题、异构网络的认证与访问控制问题、信息的安全存储与管理等问题上还有其自身的安全特点。
物联网相较于传统网络，其感知层的感知节点大都部署在无人监控的环境，具有能力脆弱、资源受限等特点，并且由于物联网是在现有的网络基础上扩展了感知网络与应用平台，物联网应用比一般的网络系统更易受侵扰，传统网络安全措施不足以提供可靠的安全保障，从而使得物联网的安全问题具有特殊性，其安全问题更复杂。
如Skimming问题[5]：在末端设备或RFID持卡人不知情的情况下，信息被读取；Eavesdropping问题：在一个通道的中间，信息被中途截取；Spoofing问题：伪造复制设备数据，冒名输入到系统中；Cloning 问题：克隆末端设备，冒名顶替；Killing问题：损坏或盗走末端设备；Jamming问题：伪造数据造成设备阻塞不可用；Shielding问题：用机械手段屏蔽电信号，让末端无法连接等。
所以在解决物联网安全问题时候，必须根据物联网本身的特点研究设计相应的安全机制。
以下分析物联网感知层与传输层的安全问题。
1.1 物联网感知层的安全问题物联网感知层主要解决对物理世界的数据获取的问题，以达到对数据全面感知的目的。
目前研究有小范围示范应用的是基于RFID的物联网与基于WSN（无线传感器网络）的物联网。
（1）基于RFID的物联网感知层的安全威胁RFID是物联网感知层常用的技术之一，针对RFID的安全威胁主要有：1）物理攻击：主要针对节点本身进行物理上的破坏行为，导致信息泄露、恶意追踪等；2）信道阻塞：攻击者通过长时间占据信道导致合法通信无法传输；3）伪造攻击：伪造电子标签产生系统认可的合法用户标签；4）假冒攻击：在射频通信网络中，攻击者截获一个合法用户的身份信息后，利用这个身份信息来假冒该合法用户的身份入网；5）复制攻击：通过复制他人的电子标签信息，多次顶替别人使用；6）重放攻击：攻击者通过某种方法将用户的某次使用过程或身份验证记录重放或将窃听到的有效信息经过一段时间以后再传给信息的接收者，骗取系统的信任，达到其攻击的目的；7）信息篡改：攻击者将窃听到的信息进行修改之后再将信息传给接收者。
物联网网络层技术
Ad hoc网络技术
Ad hoc网络是一种特殊的无线移动网络。网络中所有结点的地位平等，无 需设置任何的中心控制结点。网络中的结点不仅具有普通移动终端所需的功 能，而且具有报文转发能力。 Ad hoc网络特点： 1、无中心
Ad hoc网络没有严格的控制中心。所有结点的地位平等，即是一个对等 式网络。结点可以随时加入和离开网络。任何结点的故障不会影响整个网络 的运行，具有很强的抗毁性。 2、自组织 网络的布设或展开无需依赖于任何预设的网络设施。结点通过分层协议和分 布式算法协调各自的行为，结点开机后就可以快速、自动地组成一个独立的 网络。 3、多跳路由
当结点要与其覆盖范围之外的结点进行通信时，需要中间结点的多跳转 发。与固定网络的多跳不同，Ad hoc网络中的多跳路由是由普通的网络结点 完成的，而不是由专用的路由设备（如路由器）完成的。
4、 动态拓扑 Ad hoc网络是一个动态的网络。网络结点可以随处移动，也可以随时开
机和关机，这些都会使网络的拓扑结构随时发生变化。 这些特点使得Ad hoc网络在体系结构、网络组织、协议设计等方面都与普通的蜂窝移动通信网 络和固定通信网络有着显著的区别。
M2M示意图
蓝牙组网方式 ：
无线个域网技术还有UWB超宽带技术、Z－wave技术、RFID通讯技术、 NFC和IrDA等。
Wi－Fi技术
Wi－Fi技术是一种将个人电脑、手持设备（如PDA、手机）等终端以无 线方式互相连接的技术。 Wi－Fi技术具有五大技术优势：无线电波覆盖范围 广、传输速度相当快、厂商进入该领域的门槛较低、健康安全、目前Wi－Fi 技术应用现在已经非常普遍。
4、个人通信 个人局域网（PAN,Personal Area Network）是Ad hoc网络技术的另一应用
概要说明物联网安全的逻辑层次
概要说明物联网安全的逻辑层次
物联网安全的逻辑层次分为三个层次：安全数据传输层，网络安全层和应用安全层。
安全数据传输层主要负责加密数据以及验证发送者和接收者的身份和资源接入。
这一层面主要包括入网认证机制，网络访问控制，安全报文处理，设备认证/密钥分发，网络加密和安全日志分析等功能。
网络安全层是物联网安全的核心层，主要负责抵御外部的网络攻击，比如僵尸网络和DDoS攻击等。
网络安全层的安全措施主要是建立安全基础设施，如网关、防火墙和入侵检测系统，以及应用安全测试和对安全漏洞进行修补等。
应用安全层是物联网安全的最后一道防线，主要负责收集和处理物联网系统数据，比如可信的认证和访问管理机制，身份认证服务，可信网络等。
这一层还包括可信软件安全，如安全签名服务，安全更新机制等。
物联网层次架构
物联网层次架构随着技术的进步和发展，物联网已经成为人类社会的一个重要的技术支撑。
物联网的发展提供了更多的可能性，可以实现更多高效、便捷的服务，并且可以改进现有的服务系统。
为了充分利用物联网的潜力，人们需要一个结构化的架构来支撑物联网的发展。
物联网层次架构是一种模型，它从上到下，由不同层次组成，每一层都有它自己的功能和作用。
物联网层次架构的主要层次包括：物理层、网络层、传输层、应用层和服务层。
物理层是物联网的基础层，由传感器、控制器、网络硬件等组成。
物理层负责收集物联网环境中的实际数据，如温度、湿度、光强度等，并将这些实际数据转换为电子信号。
网络层是物联网的网络层，负责实现物联网节点之间的连接，以及实现数据在网络中的传输。
网络层可以使用多种网络技术，如：局域网、无线局域网、蓝牙、蜂窝网络等。
传输层是物联网的传输层，主要负责在物联网环境中实现对数据的传输。
传输层可以使用多种协议，如：TCP/IP、UDP、HTTP等。
应用层是物联网的应用层，主要负责实现物联网的应用，如远程控制、数据收集等。
应用层可以使用多种协议，如：CoAP、MQTT、XMPP等。
服务层是物联网的服务层，负责实现物联网的服务，如数据分析、物联网设备管理等。
服务层可以使用多种协议，如：REST、SOAP等。
物联网层次架构是一种结构化的架构，它允许物联网系统中的多个节点之间的联系，实现物联网的功能，有效地利用物联网的潜力。
物联网层次架构的发展同时也提高了物联网系统的安全性。
物联网层次架构允许物联网系统中设置安全措施，以确保物联网系统中的数据安全。
此外，物联网层次架构还可以支持物联网系统中的多种安全协议，如SSL、TLS等，以确保物联网系统的安全性。
物联网层次架构的发展也为物联网的应用提供了更多的可能性。
例如，可以使用物联网层次架构搭建智能家居系统，实现家居环境的智能化管理；还可以使用物联网层次架构搭建智能交通系统，实现智能交通的控制和管理；还可以使用物联网层次架构搭建智能医疗系统，实现自动化的诊断和治疗。
网络安全传输层
网络安全传输层网络安全是当今互联网发展中亟待解决的一个重要问题。
随着网络技术的快速发展，越来越多的敏感信息通过互联网进行传输，网络安全传输层的保护显得尤为重要。
本文将探讨网络安全传输层及其相关技术，旨在提供一种全面且有效的保护网络传输的方法。
一、传输层概述传输层是OSI（开放系统互联）参考模型中的一层，它主要负责实现端到端的数据传输和控制。
网络安全传输层的目标是保护数据传输的机密性、完整性和可靠性，以抵御各种网络攻击和威胁。
二、传输层安全协议为了实现网络安全传输层，人们开发了各种安全协议。
针对数据机密性的保护，SSL（安全套接层）和TLS（传输层安全）协议提供了加密传输的机制，确保数据在传输过程中不会被窃取。
为了保证数据完整性，HMAC（哈希消息认证码）协议提供了数据完整性校验的功能。
此外，传输层安全协议还可以提供身份验证、密钥协商等功能，以确保传输过程的安全性。
三、数字证书技术数字证书技术是网络安全传输层中关键的一环。
它通过用数字签名的方式对公钥进行认证，确保通信双方的身份可信。
数字证书中包含了公钥、证书签发者的信息以及签名等内容，可以有效抵御中间人攻击和身份伪造等威胁。
四、虚拟专用网络（VPN）虚拟专用网络是一种通过公共网络（如互联网）建立起的安全通信隧道，将局域网扩展到广域网中。
VPN通过加密和隧道技术，实现了对数据通信的保护，可用于远程办公、跨地域连接等应用场景。
在传输层上部署VPN可以有效增强网络安全性，保护数据传输不受攻击和窃听。
五、传输层防火墙传输层防火墙是一种位于传输层的网络安全设备，用于检测和过滤传输层数据包，以保护网络免受各种网络攻击。
传输层防火墙主要依赖于传输层协议的特性和规则，如TCP（传输控制协议）和UDP（用户数据报协议）等，对数据包进行检查和过滤。
通过灵活配置和管理，传输层防火墙可以有效地防止网络攻击和入侵行为。
六、传输层攻击与防御传输层作为网络中的重要一环，也是攻击者进行网络攻击的目标。
物联网网络层技术
协议性能分析 各种协议的性能对比 协议选择的重要性
通信协议的优劣 蓝牙、Wi-Fi、LoRa等协议对比 适用场景和优劣分析
未来应用场景
智能家居
01 家庭设备联网，实现智能控制
智慧城市
02 城市基础设施智能化，提升生活质量
工业物联网
03 生产环节自动化，提高生产效率
结束语
在物联网快速发展的时代，物联网网络层技术 作为关键部分，将持续演化和创新，为各行业 带来更多可能性和便利。
THANKS 感谢观看
总结内容
物联网网络层技术介绍
详细介绍物联网网络层 的相关技术
研究现状分析
分析物联网网络层技 术当前的研究状况
关键技术点
列举物联网网络层技术 的重要技术特点
未来展望
未来物联网网络层技术将迎来更多创新，应用 场景将不断扩展和深化，为物联网技术的发展 带来新的可能性。
研究方向比较
AI在网络层的应用 AI技术将如何影响物联网网络层 AI对网络层性能的优化
边缘计算优势分析
02 降低数据传输成本
边缘计算在物联网中的应用案例
03 智能家居系统
智能物联网系统
智能感知技术 传感器技术 环境监测 数据采集
智能控制技术 远程控制 自动化调节 智能执行
智能推荐与优化算法
个性化推荐 自适应算法 智能优化
未来发展趋势与展望
物联网网络层技术将继续发展，随着5G和6G的 普及，物联网将变得更加快速和稳定。人工智 能与物联网的合作将更加紧密，共同推动各行 各业的发展。物联网网络层技术的应用前景广 阔，涉及到生活、绝服务攻击
网络资源可能受到拒绝 服务攻击
网络基础之OSI七层模型详解
网络基础之OSI七层模型详解高考历史、文综历史专题复习【全部完成】OSI参考模型；物理层；数据链路层；网络层；传输层；会话层；表示层；应用层在计算机网络产生之初，每个计算机厂商都有一套自己的网络体系结构的概念，它们之间互不相容。
为此，国际标准化组织（ISO）在１９７９年建立了一个分委员会来专门研究一种用于开放系统互连的体系结构(OpenSytemInterconnection)简称OSI，"开放"这个词表示：只要遵循OSI标准，一个系统可以和位于世界上任何地方的、也遵循OSI标准的其他任何系统进行连接。
这个分委员提出了开放系统互联，即OSI参考模型，它定义了连接异种计算机的标准框架。
OSI参考模型分为７层，分别是物理层，数据链路层，网络层，传输层，会话层，表示层和应用层。
各层的主要功能及其相应的数据单位如下：·物理层(PhyicalLayer) 我们知道，要传递信息就要利用一些物理媒体，如双纽线、同轴电缆等，但具体的物理媒体并不在OSI的7层之内，有人把物理媒体当作第0层，物理层的任务就是为它的上一层提供一个物理连接，以及它们的机械、电气、功能和过程特性。
如规定使用电缆和接头的类型，传送信号的电压等。
在这一层，数据还没有被组织，仅作为原始的位流或电气电压处理，单位是比特。
·数据链路层(DataLinkLayer) 数据链路层负责在两个相邻结点间的线路上，无差错的传送以帧为单位的数据。
每一帧包括一定数量的数据和一些必要的控制信息。
和物理层相似，数据链路层要负责建立、维持和释放数据链路的连接。
在传送数据时，如果接收点检测到所传数据中有差错，就要通知发方重发这一帧。
·网络层(NetworkLayer) 在计算机网络中进行通信的两个计算机之间可能会经过很多个数据链路，也可能还要经过很多通信子网。
网络层的任务就是选择合适的网间路由和交换结点，确保数据及时传送。
-Unlicensed-4-物联网应用支撑层-01概述
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第4篇 应用支撑层技术
第1讲 应用支撑层技术概述 第2讲 数据库系统 第3讲 海量信息存储
第4讲 搜索引擎技术
第5讲 大数据挖掘
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第1讲 应用支撑层技术概述
1.1应用支撑层的功能
1.2应用支撑层的关键技术
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第1讲 应用支撑层技术概述
应用支撑层, 位于感知识别层和网络传输层
之上, 应用接口层之下, 是物联网智慧的源泉。
当感知识别层生成的大量信息经过网络层传输汇聚到应用支
撑层, 应用支撑层解决数据如何存储（数据库与海量存储技术）
、如何检索（搜索引擎）、如何使用（数据挖掘与机器学习） 、如何不被滥用（数据安全与隐私保护）等问题。
及基于感知数据决策和行为的理论和技术。
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1.1应用支撑层的功能
应用支撑层主要提供对网络获取数据的智能处理和服务支 撑平台。其中: ★服务支撑平台是指具体包括面向服务的架构平台、海量数据 集成服务平台、云计算平台,实现数据的注册、发现元数据、编
制信息资源目录、分类 编码、并行计算、数据挖掘、智能搜索
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1.1应用支撑层的功能
应用支撑层主要提供对网络获取数据的智能处理和服务支 撑平台。其中: ★数据的智能处理是指感知数据管理与处理技术, 是实现以数据 为中心的物联网的核心技术, 包括数据处理与数据分析2大过程,
网络四层协议
网络四层协议在计算机网络中，网络协议是计算机网络中各个设备之间进行通信的规则和约定。
网络协议被分为不同的层次，每个层次负责不同的功能和任务。
其中，网络四层协议指的是OSI（开放系统互连）参考模型中的四个层次，分别是物理层、数据链路层、网络层和传输层。
这四个层次分别负责处理不同的数据传输和通信任务，使得网络通信更加可靠和高效。
本文将对这四个层次进行介绍和解释。
1. 物理层物理层是OSI模型中最底层的一层，它负责传输数据的物理连接和传输介质的传输。
物理层的主要任务包括数据的传输、数据的编码和解码、数据的时序控制以及物理介质的选择和管理。
物理层的数据传输方式可以是电信号、光信号或者无线电信号。
在传输数据之前，物理层将数据转换为相应的信号，并通过传输介质进行传输。
接收方在接收到信号后，物理层将信号转换为原始数据。
物理层的主要设备和技术包括网卡、电缆、中继器、集线器等。
它们共同协作，确保信号的传输和接收的可靠性和稳定性。
2. 数据链路层数据链路层是OSI模型中的第二层，它负责在直接相连的网络节点之间传输数据。
数据链路层的任务包括数据的分帧、数据的发送和接收、数据的差错检测和纠正等。
数据链路层将网络层传递的数据分割为较小的单元，称为帧。
每个帧包含了数据和控制信息，用于保证数据的可靠传输。
接收方在接收到帧之后，会进行差错检测和纠正，并将数据传递给网络层。
数据链路层的主要设备和技术包括交换机、网桥和以太网等。
它们共同协作，确保数据的传输和接收的可靠性和正确性。
3. 网络层网络层是OSI模型中的第三层，它负责在不同网络之间进行数据传输和路由选择。
网络层的任务包括数据的分组、数据的路由和转发、数据的拥塞控制和流量控制等。
网络层将传输层传递的数据分割为较小的单元，称为数据包。
每个数据包包含了源地址和目标地址等信息，用于标识数据的来源和目的地。
网络层根据这些信息选择合适的路径进行数据传输。
网络层的主要设备和技术包括路由器和IP协议等。
五层网络协议
五层网络协议在计算机网络中，网络协议是指计算机网络通信中所采用的规则、标准或约定。
它规定了计算机网络中数据传输的格式、顺序、错误检测和纠正等方面的规则，是计算机网络中的基础设施。
而五层网络协议则是指计算机网络体系结构中的五层协议模型，它包括了物理层、数据链路层、网络层、传输层和应用层。
这五层协议模型是计算机网络中最为重要的一部分，下面我们将逐层介绍这五层网络协议的作用和特点。
首先是物理层，物理层是计算机网络中最底层的一层协议，它主要负责传输数据比特流。
物理层的主要作用是定义传输数据的方式，包括传输介质、接口标准、传输速率等。
在物理层中，我们常见的协议有以太网、无线局域网等，它们定义了数据在传输介质上传输的方式和规则。
其次是数据链路层，数据链路层主要负责将物理层传输的数据进行分组和封装，然后将数据发送到网络层。
数据链路层的主要作用是进行数据的差错检测和纠正，以及数据的流量控制和传输管理。
在数据链路层中，常见的协议有PPP协议、HDLC协议等，它们定义了数据的封装和传输规则。
接下来是网络层，网络层是整个网络体系结构中的核心层之一，它主要负责数据的路由和转发。
网络层的主要作用是将数据从源主机传输到目标主机，同时保证数据的正确到达和顺序传输。
在网络层中，我们常见的协议有IP协议、ICMP协议等，它们定义了数据的路由和转发规则。
然后是传输层，传输层是网络体系结构中的一层协议，它主要负责端到端的数据传输。
传输层的主要作用是提供数据的可靠传输和数据的流量控制。
在传输层中，我们常见的协议有TCP协议、UDP协议等，它们定义了数据的传输和连接管理规则。
最后是应用层，应用层是网络体系结构中的最高层协议，它主要负责为用户提供各种网络服务。
应用层的主要作用是定义了各种网络应用的通信规则和数据格式。
在应用层中，常见的协议有HTTP协议、FTP协议、SMTP协议等，它们定义了各种网络应用的通信规则和数据格式。
总的来说，五层网络协议是计算机网络中最为重要的一部分，它定义了计算机网络中数据传输的各种规则和标准。
物联网传输层技术
物联网传输层技术⒈引言●背景介绍：物联网的快速发展和广泛应用带来了大量数据的传输需求，传输层技术成为保障数据可靠传输的重要环节。
●目的：本文档旨在详细介绍物联网传输层技术的相关知识和应用。
⒉传输层概述●定义：传输层是物联网通信协议栈中的一个层级，负责提供可靠的数据传输服务。
●功能：传输层主要包括数据分段、数据重组、流量控制和拥塞控制等功能。
⒊传输层协议●TCP协议：介绍TCP协议的特点、工作原理和应用场景。
●UDP协议：介绍UDP协议的特点、工作原理和应用场景。
●其他传输层协议：介绍其他常见的物联网传输层协议，如SCTP、DCCP等。
⒋物联网传输层技术●MQTT协议：介绍MQTT协议的特点、工作原理和应用场景。
●CoAP协议：介绍CoAP协议的特点、工作原理和应用场景。
●AMQP协议：介绍AMQP协议的特点、工作原理和应用场景。
⒌传输层技术应用案例●智能家居系统：介绍智能家居系统中传输层技术的应用案例。
●工业物联网：介绍工业物联网中传输层技术的应用案例。
●智慧城市：介绍智慧城市中传输层技术的应用案例。
⒍附件●附录A：传输层协议参考●附录B：传输层技术相关术语解释附加内容：⒈本文档涉及附件，请查看附件部分获取更多详细信息。
⒉本文所涉及的法律名词及注释：●物联网：指利用互联网、传感器等技术实现对物品的感知、感知信息的传递、信息的处理、智能化的终端的组织与管理的网络。
●传输层：在计算机网络体系结构中，位于网络层和应用层之间的一个层次，负责提供可靠的数据传输服务。
●TCP协议：传输控制协议，一种面向连接的、可靠的、基于字节流的传输层协议。
●UDP协议：用户数据报协议，一种无连接的、不可靠的传输层协议。
●MQTT协议：消息队列遥测传输协议，一种基于发布-订阅模式的、轻量级的、开放标准的物联网传输协议。
●CoAP协议：受限制应用协议，一种特殊设计用于物联网的应用层协议。
●AMQP协议：高级消息队列协议，一种用于消息中间件的开放标准的通信协议。
物联网传输层技术
物联网传输层技术1.简介1.1 研究背景1.2 目的与目标1.3 文档范围2.物联网传输层技术概述2.1 物联网架构①边缘设备②网关③云平台2.2 传输层的作用①数据传输②数据安全2.3 传输层技术分类①传统传输协议②物联网专用传输协议3.传统传输协议3.1 TCP/IP协议① TCP协议② UDP协议3.2 HTTP协议3.3 MQTT协议3.4 CoAP协议4.物联网专用传输协议 4.1 RPL协议4.2 6LoWPAN协议4.3 Zigbee协议4.4 Z-Wave协议4.5 LWM2M协议5.传输层技术的应用案例 5.1 智能家居5.2 工业物联网5.3 智慧城市6.传输层技术的挑战与未来发展6.1 安全性挑战6.2 可扩展性挑战6.3 能耗优化挑战6.4 未来发展方向附件：1.附件1、物联网传输层协议比较表格2.附件2、物联网传输层技术市场报告法律名词及注释：1.物联网：指通过互联网将各种实物与云服务器相连接，实现信息共享、数据传输和远程控制等功能的一种技术。
2.传统传输协议：指已经存在并被广泛使用的网络传输协议，如TCP/IP、HTTP等。
3.物联网专用传输协议：指为物联网场景量身定制的传输协议，如MQTT、CoAP等。
4.TCP/IP协议：是一种基于分组交换网络的通信协议，由TCP 协议和IP协议组成。
5.UDP协议：是一种无连接、不可靠的传输协议，用于将数据从一台主机发送到另一台主机。
6.HTTP协议：是一种应用层协议，用于在Web浏览器和Web服务器之间传输超文本。
7.MQTT协议：是一种轻量级的发布订阅协议，常用于物联网领域的消息传输。
8.CoAP协议：是一种应用层协议，专门为受限环境中的物联网设备设计。
9.RPL协议：是一种路由协议，用于IPv6低功耗和有损网络中的节点路由。
10.6LoWPAN协议：是一种基于IPv6的网络通信协议，用于无线传感器网络中的设备连接。
11.Zigbee协议：是一种低功耗的无线通信协议，用于短距离的个人区域网络。
物联网传输层技术
物联网传输层技术1-引言在物联网中，传输层技术起着连接和数据传输的重要作用。
本文档将详细介绍物联网传输层技术的概念、特点、协议以及应用案例。
2-物联网传输层技术概述2-1 定义和作用2-2 物联网传输层技术的特点2-3 传输层与其他网络层的关系3-传输层协议3-1 TCP/IP3-1-1 TCP协议3-1-2 UDP协议3-2 MQTT协议3-3 CoAP协议3-4 AMQP协议3-5 Websockets协议4-物联网传输层技术的应用4-1 基于TCP/IP的物联网传输层技术应用案例4-2 MQTT在物联网中的应用案例4-3 CoAP的应用案例4-4 AMQP在物联网中的应用案例4-5 Websockets的应用案例5-法律名词及注释5-1 数据隐私保护相关法律名词及注释5-2 信息安全相关法律名词及注释5-3 物联网相关法律名词及注释6-结论本文档详细介绍了物联网传输层技术的概念、特点、协议以及应用案例。
通过对传输层技术的研究和应用，可以更好地支持物联网的连接和数据传输需求。
附件：1-相关协议规范文件2-物联网传输层技术应用案例分析报告本文所涉及的法律名词及注释：1-GDPR：欧洲通用数据保护条例，旨在保护个人数据的隐私和安全。
2-CCPA：加州消费者隐私法案，旨在保护加州消费者的个人数据隐私权益。
3-CFAA：计算机欺诈和滥用法案，主要用于打击计算机系统的非法访问和滥用行为。
4-IoT Cybersecurity Improvement Act：物联网网络安全改进法案，要求联邦机构在采购物联网设备时考虑网络安全性能。
osi七层协议及各层标准和协议
osi七层协议及各层标准和协议OSI七层协议是一种网络协议栈，用于将网络通信的过程分为七个不同的层次。
下面是每个层次的标准和协议：1. 物理层（Physical Layer）：负责通过物理介质（如电缆或无线信号）传输比特流。
物理层的标准包括以太网（Ethernet）、WiFi（无线局域网）等。
2. 数据链路层（Data Link Layer）：负责将比特流组织成数据帧，并在链路上实现可靠的传输。
数据链路层的标准包括以太网、PPP（点对点协议）等。
3. 网络层（Network Layer）：负责将数据包从源主机传输到目标主机，提供寻址和路由功能。
网络层的标准包括IP （Internet协议）。
4. 传输层（Transport Layer）：负责在源主机和目标主机之间提供端到端的数据传输服务。
传输层的标准包括TCP（传输控制协议）和UDP（用户数据报协议）。
5. 会话层（Session Layer）：负责建立、管理和终止应用程序之间的会话连接。
会话层的标准包括SSH（安全外壳协议）等。
6. 表示层（Presentation Layer）：负责将数据进行格式转换，以便不同系统之间的数据交换。
表示层的标准包括JPEG图像、MPEG视频等。
7. 应用层（Application Layer）：提供网络应用程序与用户之间的接口，负责处理特定的网络服务和协议。
应用层的标准包括HTTP（超文本传输协议）、FTP（文件传输协议）等。
需要注意的是，不是所有的标准和协议都严格遵循OSI七层协议模型。
实际上，在实际的网络通信中，经常会有多个层次的功能合并在一起或者某些层次的功能被省略。
最常用的网络协议栈是TCP/IP协议栈，它将网络通信分为四个层次：网络接口层、网络层、传输层和应用层。
物联网传输层技术
物联网传输层技术在当今科技飞速发展的时代，物联网已经逐渐融入我们的生活，从智能家居到智能交通，从工业自动化到医疗健康，物联网的应用无处不在。
而在物联网的架构中，传输层技术起着至关重要的作用，它就像是物联网的“血管”，负责将感知层采集到的数据准确、快速地传输到应用层进行处理和分析。
物联网传输层技术主要包括有线传输和无线传输两种方式。
有线传输技术，如以太网、光纤通信等，具有传输速度快、稳定性高的优点，但受到布线限制，灵活性较差。
相比之下，无线传输技术因其无需布线、部署灵活等特点，在物联网中得到了更为广泛的应用。
无线传输技术种类繁多，其中蓝牙、WiFi、Zigbee、LoRa 和NBIoT 等是较为常见的几种。
蓝牙技术大家都不陌生，我们的手机、耳机等设备常常会用到它。
蓝牙具有低功耗、短距离传输的特点，适用于一些小型设备之间的数据传输，比如智能手环与手机的连接。
WiFi 则是我们在家庭和办公环境中常见的无线连接方式。
它能够提供较高的数据传输速率，适用于对带宽要求较高的物联网设备，如智能摄像头、智能电视等。
Zigbee 技术具有低功耗、自组网等优点，适合于大规模的传感器网络，比如在智能家居中用于控制灯光、窗帘等设备。
LoRa 是一种长距离、低功耗的无线传输技术，它的传输距离可以达到数公里，适用于对覆盖范围要求较大的物联网应用，如智能农业中的环境监测。
NBIoT 则是基于蜂窝网络的窄带物联网技术，具有深度覆盖、低功耗、大连接等特性，在智能水表、智能燃气表等领域有着广泛的应用。
在实际应用中，选择合适的传输层技术需要综合考虑多个因素。
首先是传输距离的需求。
如果设备之间的距离较近，蓝牙或 WiFi 可能是较好的选择；如果需要覆盖较大的范围，LoRa 或 NBIoT 则更为合适。
其次是数据传输量和速率的要求。
对于需要传输大量数据或对传输速率要求较高的应用，如高清视频监控，WiFi 可能是首选；而对于只需要传输少量数据的传感器，低功耗的Zigbee 或LoRa 则更能满足需求。
五层网络协议
五层网络协议网络协议是计算机网络中的重要组成部分，常用的网络协议按照OSI模型可分为五层，分别是物理层、数据链路层、网络层、传输层和应用层。
下面我将分别介绍这五层网络协议。
物理层是网络协议的底层，主要负责传输数据的原始比特流，它的任务是确定数据如何在网络媒体上传输，包括传输介质的类型、电气特性、物理接口等。
物理层的协议包括传输方式、数据传输速率、信号的编码和解码等。
例如，常见的物理层协议有以太网、无线局域网等。
数据链路层是物理层之上的一层，主要负责将物理传输层提供的原始比特流组织成有序的数据帧进行传输。
数据链路层的协议包括物理寻址、帧定界、流量控制、差错检测等。
常见的数据链路层协议有以太网协议、PPP协议等。
网络层是数据链路层之上的一层，主要负责数据的路由和转发。
网络层的协议实现了数据在网络中的传输、分组和选择最佳路径等功能。
常见的网络层协议有IP协议和ICMP协议等。
传输层是网络协议中的第四层，主要提供可靠的端到端数据传输服务。
传输层的协议主要包括TCP（传输控制协议）和UDP（用户数据报协议），TCP是面向连接的可靠传输协议，而UDP则是面向无连接的不可靠传输协议。
应用层是网络协议的最上层，为用户提供各种网络应用服务。
应用层的协议包括HTTP协议（超文本传输协议）、FTP协议（文件传输协议）、SMTP协议（简单邮件传输协议）等，通过这些协议，用户可以在计算机间进行文件传输、电子邮件处理、远程登录等操作。
总结一下，五层网络协议分别是物理层、数据链路层、网络层、传输层和应用层。
物理层负责传输数据的原始比特流，数据链路层负责将数据组织成帧进行传输，网络层负责数据的路由和转发，传输层提供端到端的可靠传输服务，而应用层为用户提供各种网络应用服务。
这些网络协议的相互配合和协同工作，使得计算机网络能够高效稳定地运行。
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(9)免执照频段
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2.1ZigBee技术
★ ZigBee技术的应用 基于技术的无线网络应用包括工业、农业、医学、智能家
居、智能交通等方面,典型的应用领域有：
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2.2蓝牙技术
蓝牙(Bluetooth)系统是1994年爱立信公司推出的支持短距 离通信的无线电技术,工作在全球通用的2.4GHz ISM(工业、科
用于手机/耳机等个有通信产品,耗电量和体积较小、方便携带.
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2.2蓝牙技术
2010年7月7日, 蓝牙技术联盟正式采用以低能耗技术为代表 优势的蓝牙核心规格V4.0,包括3个子,即传统蓝牙技术、高速蓝
牙和新的蓝牙低功耗技术。其改进之处主要体现在电池持续时
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2.1ZigBee技术
★ ZigBee协议体系 (2)介质访问控制层(续) →自配置
IEEE 802.15.4在媒体接入控制层中加入了关联和分离功能,
以达到支持自配置的目的.自配置不仅能自动建立起一个星状网 ,而且还允许创建自配置的对等网.在关联过程中可以实现各种 配置,如为个人域网选择信道和识别符(ID)、为器件指配16位短 地址、设定电池寿命延长项等。
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2.1ZigBee技术
★ ZigBee协议体系 (3)网络层(NET) →网络层拓扑
ZigBee网络层拓扑有星形网、网状网和混合网3种结构
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★ ZigBee协议体系 (4)应用层
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2.1ZigBee技术
★ ZigBee协议体系 (2)介质访问控制层(续) →MAC层帧结构
MAC层帧被称为协议数据单元(MPDU),其长度不超过
127B, IEEE 802.15.4协议标准在MAC子层定义了4种不同形式 的帧, 即信标帧、数据帧、命令帧和确认帧
行了标准化
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2.1ZigBee技术
★ ZigBee协议体系 包括IEEE 802.15.4标准定义的物理层、MAC层及ZigBee
联盟定义的网络层和应用层
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2.1ZigBee技术
★ ZigBee协议体系 (1)物理层
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2.1ZigBee技术
★ ZigBee协议体系 (2)介质访问控制层 →MAC层帧结构(续)
④命令帧
为了对设备的工作状态进行控制,同网络中的其他设备进行 通信,ZigBee网络的MAC层将根据命令类型生成相应的命令帧
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2.1ZigBee技术
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2.1ZigBee技术
★ ZigBee协议体系 (2)介质访问控制层 →MAC层帧结构(续)
①信标帧
主要用于使各从设备与协调器进行同步,识别PAN和描述超 帧结构。在信标网络中,协调器通过所有设备发送信标帧,以保 证这些设备之间的帩,从而使得网络运行成本最低。
际上是低功率、小范围、低速率和低价格的电缆替代技术。
用于无线个人区域网通信的技术很多, 其中ZigBee、蓝牙 、UWB等满足低功耗、低成本、低速率的无线通信技术已成为 物联网的重要通信技术。
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2.1ZigBee技术
ZigBee技术作为新一代无线通信技术,主要用于固定、便携 或移动设备等终端之间的短距离互联, 其通信距离在10-80m, 传
输数据速率低、成本低。 ZigBee标准是在IEEE 802.15.4标准基
础上发展而来的, IEEE 802.15.4标准是IEEE确定低速无线个人 局域网的标准,这个标准定义了物理层(Physical Layer,PHY)和 媒体接入控制层(Media Access Control Layer, MAC), ZigBee联 盟则对网络层(Network Layer)和应用层 (Application Layer)进
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2.1ZigBee技术
★ ZigBee协议体系 (3)介质访问控制层 →数据传输
在 IEEE 802.15.4中,有从器件以协调器、从协调器到器件、
在对等网络中从一方到另一方等3种数据传输。为了突出低功 耗的特点,把数据传输分为3种方式 ： ①直接数据传输适用以上所有3种形式 ②间接数据传输仅适用于从协调器到器件的数据转移(单向) ③有保证时隙(GTS)数据传输(同②,双向)
学、医学)频段,使用IEEE802.15.1标准,数据传输率为720kb/s,通
信范围在10m左右,使用蓝牙技术可以在移动电话、PDA、无线 耳机、便携式计算机及相关外设等众多设备之间进行无线通信,
并能有效地简化移动通信终端之间的通信,也能 经设备与互联
网之间的通信,使得数据传输更加迅速高效。
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万维网是九十年代的标志一样, 下一个巨大的变化, 将会是廉价
传感器的到來！ ——Paul Saffo Institute for the Future(美国未来科学院保罗 萨福 )
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第3篇 网络传输层技术
第1讲概述
第2讲无线个人区域网
第3讲无线局域网 第4讲无线移动通信网络
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第2讲 无线个人区域网
2.1ZigBee技术
2.2蓝牙技术
2.3超宽带技术
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2.1ZigBee技术
无线个人网 (Wireless Personal Area Network, WPAN)是在 10m距离范围内将属于个人使用的计算机、手机、信息家电产 品等设备用无线技术连接起来, 也可以是若干人共同使用, 它实
★链路管理层LMP：负责两个或多个设备链路的建立和拆除及
链路的安全和控制 ★蓝牙主机控制器接口HCI:是蓝牙协议中软、硬件之间的接口
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2.1ZigBee技术
★ ZigBee协议体系 (2)介质访问控制层 →MAC层帧结构(续)
②数据帧
应用层产生的数据在ZigBee设备之间传输时,经过逐层数据 处理后发送给MAC层,形成MAC层服务数据单元, MAC层为服 务数据单元封装上帧头和帧尾,构造成完整的MAC数据帧.
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2.1ZigBee技术
★ ZigBee协议体系 (2)介质访问控制层 →MAC层帧结构(续)
③确认帧
确认帧是接收设备在收到发送方设备发送的正确帧信息后 返回给发送设备的一个确认, 确认帧可以保证设备之间通信的 可靠性.
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间、节能和设备种类3个方面。
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2.2蓝牙技术
(1)蓝牙协议体系结构 蓝牙技术标准为IEEE802.15,通信协议采用分层体系结构,
根据通信协议,各种蓝牙设备可以通过人工或自动查询发现其他
蓝牙设备,从而构成微微网或扩大网.蓝牙协议栈的体系结构可 以分为底层协议、中间协议和高端应用协议三部分：
2.1ZigBee技术
★ ZigBee协议体系 (2)介质访问控制层
MAC层定义何时节点应该如何来使用物理层的信道资源,
如何分配使用信道资源以及什么时候释放资源等. MAC层的主 要功能是：完成个人区域网的建立和分离;为PAN协调器发出网
络标识信号、同步时序信号;保证设备的安全;为信道访问提供
CSMA/CA机制;保证两个对待的MAC实体之间的 可靠连接
应用层向终端用户提供接口, ZigBee协议栈在应用层主要
包含3个组件： ①ZigBee协议对象,负责定义每个 功能和角色
②应用对象, 每个应用对象对应一个不同的应用层服务
③应用支持子层,是应用层的基本组件
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2.1ZigBee技术
★ ZigBee网络系统
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2.1ZigBee技术
★ ZigBee协议体系 (3)网络层(NET) 网络层位于MAC层与应用层(APL)之间,主要负责新建网络
、加入网络、退出网络和网络报文的路由传输产功能,通过正确