Интернет вещей: история, архитектура, принципы

9 
наблюдения, безопасности, транспорта и пр. Третья была вызвана потребностью в 
геолокационных сервисах. Четвертая волна будет обусловлена необходимостью 
дистанционного присутствия человека на месте совершения требующего его 
внимания событий, которое станет возможным благодаря миниатюрным 
встроенным процессорам. А следующим шагом будет возможность создания 
будущих сетей (Future Networks) с ячеистой топологией, включающих в себя 
метки, датчики, средства измерения и управляющие устройства. 
Рисунок 2 – Технологическая дорожная карта Интернета вещей 
С развитием Интернета вещей все большее количество предметов 
будетподключено к глобальной сети, тем самым создавая новые возможности в 
сферах: безопасности, аналитики, управления.Будут открыты новые и широкие 
перспективы, которые будут способствовать улучшению качества жизни 
населения. Предполагается, что в будущем «вещи» станут активными 
участниками социальных и информационных процессов, где они будут 
взаимодействовать между собой, обмениваясь информацией об окружающей 

10 
среде, реагируя и влияя на процессы, происходящие в окружающем мире, без 
вмешательства человека.[2] 
1.2 Базовые принципы IoT 
Интернет вещей основывается на трех базовых принципах:
а)
повсеместно распространенная коммуникационная инфраструктура; 
б)
глобальнаяидентификация каждого объекта; 
в)
возможность каждого объекта отправлять и получать данные 
посредством персональной сети или сети Интернет, к которой он подключен. 
Наиболее важными отличиями Интернета вещей от существующего 
интернета людей являются: 
а)
фокус на вещах, а не на человеке;
б)
существенно большее количество подключенных объектов; 
в)
существенно меньшие размеры объектов и невысокие скорости 
передачи данных;
г)
фокус на считывании информации, а не на коммуникациях; 
д)
необходимость создания новой инфраструктуры и альтернативных 
стандартов. 
Концепция сетей NGN предполагает возможность коммуникаций людей в 
любое время и в любой точке пространства. Концепция Интернета вещей 
включает еще одно направление – коммуникация любых устройств или вещей, 
данная информация отображена на рисунке 3.[1] 

11 
Рисунок 3 – Новое направление коммуникаций, реализуемое Интернетом вещей 
Концепция IoT и термин для нее впервые сформулированы основателем 
исследовательской группы Auto-ID при Массачусетском технологическом 
институте Кевином Эштоном в 1999 году на презентации для руководства 
компании Procter & Gamble. В презентации рассказывалось о том, как 
всеобъемлющее внедрение радиочастотных меток RFID сможет видоизменить 
систему управления логистическими цепями в корпорации. 
Официальное определение Интернета вещей приведено в Рекомендации 
МСЭ-Т Y.2060, согласно которому IoT – глобальная инфраструктура 
информационного общества, обеспечивающая передовые услуги за счет 
организации связи между вещами (физическими или виртуальными) на основе 
существующих 
и 
развивающихся 
совместимых 
информационных 
и 
коммуникационных технологий.[3] 
Понятие «вещи» (things) определяет физический объект или объект 
виртуального мира (виртуальная вещь, например, мультимедийный контент или 
прикладная программа), которые могут быть идентифицированы и объединены 
через коммуникационные сети. 
Понятие «устройство» (device), определяет часть оборудования с 
обязательными возможностями по коммуникации и необязательными 
возможностями по сенсорингу/зондированию, приведению в действие вещи, 
сбору, обработке и хранению данных.

12 
Схема отображения физических и виртуальных вещей изображена на 
рисунке 4. Виртуальные вещи могут существовать без их физических 
воплощений, в то время как физическим объектам/вещам обязательно 
соответствует минимум один виртуальный объект. При этом ведущую роль 
играют именно устройства, которые могут собирать различную информацию и 
распространять ее по коммуникационным сетям различными способами:
а)
через шлюзы и через сеть;
б)
без шлюзов, но через сеть;
в)
напрямую между собой.
Рисунок 4 – Схема отображения физических и виртуальных вещей 
У Интернет-вещейесть единый протокол взаимодействия, согласно 
данному протоколу любой узел сети является равноправным в предоставлении 
своих сервисов.Каждый узел сети интернет-вещей предоставляет свой сервис, 
оказывая некую услугу поставки данных. В то же время узел такой сети может 
принимать команды от любого другого узла. Это значит, что все интернет-вещи 
могут взаимодействовать друг с другом и решать совместные вычислительные 
задачи. Интернет-вещи могут образовывать локальные сети, объединенные какой-
либо одной зоной обслуживания или функцией. 
1.3 Стандартизация IoT 

13 
Вопросами стандартизации и практического внедрения отдельных 
составляющих Интернета вещей (М2М, RFID, всепроникающие сенсорные сети и 
др.) занимаются многие международные организации, неправительственные 
ассоциации, альянсы производителей и операторов, партнерские проекты. В 
целом 
для 
Интернета 
вещей, 
как 
нового 
направления 
развития 
инфокоммуникаций, 
в 
настоящее 
время 
определены 
самые 
общие 
концептуальные и архитектурные решения. В ближайшее время основной 
проблемой будет гармонизации различных стандартов с целью формирования 
единой и непротиворечивой нормативной базы для практической реализации 
Интернета вещей.[3] 
В рамках деятельности сектора стандартизации телекоммуникаций 
Международного союза электросвязи (МСЭ-Т) имеются три глобальных 
инициативы GSI (Global StandardsInitiative). Под глобальной инициативой 
понимается 
комплекс 
работ, 
выполняемых 
параллельно 
разными 
исследовательскими комиссиями МСЭ в соответствии со скоординированным 
планом работы. Одна из таких инициатив посвящена стандартизации Интернета 
вещей – IoT-GSI (Global Standards Initiative on Internet of Things). Две другие 
глобальные инициативы – по стандартизации сетей последующих поколений 
NGN-GSI и систем телевидения на основе протокола Интернет IPTV-GSI – также 
базируются на использовании IP-технологий, как и IoT-GSI. 
IoT-GSI строит свою работу на основе усилий МСЭ-Т в таких областях, 
как сетевые аспекты идентификационных систем (Network Identificator, NID), 
всепроникающие сенсорные сети (Ubiquitous Sensor Networks, USN), 
межмашинная связь (M2М), WEB вещей (WoT) и т.п. В рамках серии МСЭ-Т 
Y.2хxx, посвященной сетям следующего поколения NGN, уже утверждены 
первые рекомендации, посвященные специально Интернету вещей: Y.2060 
«Обзор Интернета вещей», Y.2063 «Основа WEB вещей» и Y.2069 «Термины и 
определения Интернета вещей» и др. 

14 
В Рекомендации Y.2060 приведена эталонная модель IoT, которая очень 
похожа на модель NGN и также включает четыре базовых горизонтальных 
уровня, изображенных на рисунке 5: 
а)
уровень приложений IoT; 
б)
уровень поддержки приложений и услуг;
в)
сетевой уровень;
г)
уровень устройств. 
Рисуник 5 – Эталонная модель IоT согласно МСЭ-Т Y.2060 
Уровень приложений IoT в Рекомендации Y.2060 детально не 
рассматривается. Уровень поддержки приложений и услуг включает общие 
возможности для различных объектов IoT по обработке и хранению данных, а 
также возможности, необходимые для некоторых приложений IoT или групп 
таких приложений. Сетевой уровень включает сетевые возможности (функция 
управления ресурсами сети доступа и транспортной сети, управления 
мобильностью, функции авторизации, аутентификации и расчетов, AAA) и 
транспортные возможности (обеспечение связности сети для передачи 
информации приложений и услуг IoT). Наконец, уровень устройств включает 
возможности устройства и возможности шлюза.
Существует также два вертикальных уровня – уровень управления и 
уровень безопасности, охватывающие все четыре горизонтальных уровня. 

15 
Возможности 
вертикального 
уровня 
эксплуатационного 
управления 
предусматривают управление последствиями отказов, возможностями сети, 
конфигурацией, безопасностью и данными для биллинга. Основными объектами 
управления являются устройства, локальные сети и ихтопология, трафик и 
перегрузки на сетях. Возможности вертикального уровня безопасности зависят от 
горизонтального уровня. Для уровня поддержки приложений и услуг определены 
функции AAA, антивирусная защита, тесты целостности данных. Для сетевого 
уровня – возможности авторизации, аутентификации, защиты информации 
протоколов сигнализации. На уровне устройств – возможности авторизации, 
аутентификации, контроль доступа и конфиденциальность данных. 
Основной целью проекта Европейского интеграционного проекта IoT-A 
(Internet of Things – Architecture), участниками которого являются различные 
компании, является разработка эталонной архитектурной модели Интернета 
вещей с описанием основных составляющих компонентов, которая бы позволила 
интегрировать разнородные технологии IoT в единую взаимосвязанную 
архитектуру. 
Функциональная модель IoT-A, представлена на рисунке 6, несколько 
отличается от модели МСЭ, хотя она тоже является иерархической, но состоит 
уже из семи горизонтальных уровней, дополняемых двумя вертикальными 
(управление и безопасность), которые участвуют во всех процессах. 

16 
Рисунок 6 – Функциональная модель архитектуры IoT-A 
Модель передачи данных в Интернете вещей IoT-A отличается от 
существующей модели передачи данных через Интернет. В модели архитектуры 
IoT-A фигурируют два важных понятия. Сеть с ограничениями характеризуется 
относительно низкими скоростями передачи – менее 1 Мбит (например, стандарт 
IEEE 802.15.4) и достаточно высокими задержками. Сеть без ограничений 
соответственно характеризуется высокими скоростями передачи данных (десятки 
Мбит/с и более) и похожа на существующую сеть Интернет. Различие данных 
моделей сетей показано на рисунке 1.7. 
Рисунок 1.7 – Сравнение моделей передачи данных в Интернете и в IoT 
1.4 Архитектура IoT 
Интернет вещей концептуально принадлежит к сетям следующего 
поколения, поэтому его архитектура во многом схожа с известной 
четырехслойной архитектурой NGN. IоT состоит из набора различных 
инфокоммуникационных технологий, обеспечивающих функционирование 
Интернета вещей, и его архитектура показывает, как эти технологиисвязаны друг 
с другом.Архитектура IоT включает четыре функциональных уровня. 
Архитектура Интернета вещей изображена на рисунке 8. 

17 
Уровень сенсоров и сенсорных сетей 
Самый нижний уровень архитектуры IoT состоит из «умных» (smart) 
объектов, интегрированных с сенсорами (датчиками). Сенсоры реализуют 
соединение физического и виртуального (цифрового) миров, обеспечивая сбор и 
обработку информации в реальном масштабе времени. Миниатюризация, 
приведшая к сокращению физических размеров аппаратных сенсоров, позволила 
интегрировать их непосредственно в объекты физического мира. Существуют 
различные типы сенсоров для соответствующих целей, например, для измерения 
температуры, давления, скорости движения, местоположения и др. Сенсоры могут 
иметь небольшую память, давая возможность записывать некоторое количество 
результатов измерений. Сенсор может измерять физические параметры 
контролируемого объекта/явления и преобразовать их в сигнал, который может 
быть принят соответствующим устройством. Сенсоры классифицируются в 
соответствии с их назначением, например, сенсоры окружающей среды, сенсоры 
для тела, сенсоры для бытовой техники, сенсоры для транспортных средств и т.д. 

18 
Рисунок 8 – Архитектура IoT 
Большинство сенсоров требует соединения с агрегатором сенсоров 
(шлюзом), которые могут реализоваться быть реализованы с использованием 
локальной вычислительной сети(LAN, Local Area Network), таких как Ethernet и 
Wi-Fi или персональной сети (PAN, PersonalArea Network), таких как ZigBee, 
Bluetooth и ультраширокополосной беспроводной связи на малых расстояниях 
(UWB, Ultra-Wide Band). Для сенсоров, которые не требуют подключения к 
агрегатору, их связь с серверами/приложениями может предоставляться с 
использованием глобальных беспроводных сетей WAN, таких как GSM, GPRS и 
LTE. Сенсоры, которые характеризуются низким энергопотреблением и низкой 
скоростью передачи данных, образуют широко известные беспроводные 
сенсорные сети (WSN, Wireless Sensor Network). WSN набирают все большую 

19 
популярность, поскольку они могут содержать гораздо больше сенсоров с 
поддержкой работы от батарей и охватывают большие площади.[3] 
Уровень шлюзов и сетей 
Большой объем данных, создаваемых на первом уровне IoT 
многочисленными 
миниатюрными 
сенсорами, 
требует 
надежной 
и 
высокопроизводительной проводной или беспроводной сетевой инфраструктуры 
в качестве транспортной среды. Существующие сетисвязи, использующие 
различные протоколы, могут быть использованы для поддержки межмашинных 
коммуникаций M2M и их приложений. Для реализации широкого спектра услуг и 
приложений в IoT необходимо обеспечить совместную работу множества сетей 
различных технологий и протоколов доступа в гетерогенной конфигурации. Эти 
сети должны обеспечивать требуемые значения качества передачи информации, и 
прежде всего по задержке, пропускной способности и безопасности. Данный 
уровень состоит из конвергентной сетевой инфраструктуры, которая создается 
путем интеграции разнородных сетей в единую сетевую платформу. 
Конвергентный абстрактный сетевой уровень в IoT позволяет через 
соответствующие шлюзы нескольким пользователям использовать ресурсы в 
одной сети независимо и совместно без ущерба для конфиденциальности, 
безопасности и производительности. 
Сервисный уровень 
Сервисный уровень содержит набор информационных услуг, призванных 
автоматизировать технологические и бизнес операции в IoT: поддержки 
операционной и бизнес деятельности (OSS/BSS, Operation Support System/Business 
Support 
System), 
различной 
аналитической 
обработки 
информации 
(статистической, интеллектуального анализа данных и текстов, прогностическая 
аналитика и др.), хранения данных, обеспечения информационной безопасности, 

20 
управления бизнес-правилами (BRM, Business Rule Management), управления 
бизнес-процессами (BPM, Business Process Management) и др. 
Уровень приложений 
На четвертом уровне архитектуры IoT существуют различные типы 
приложений для соответствующих промышленных секторов и сфер деятельности 
(энергетика, транспорт, торговля, медицина, образование и др.). Приложения 
могут быть «вертикальными», когда они являются специфическими для 
конкретной отрасли промышленности, а также «горизонтальными», (например, 
управление автопарком, отслеживание активов и др.), которые могут 
использоваться в различных секторах экономики. 
1.5 Веб вещей WoТ 
Составной частью Интернета вещей является Веб вещей (WEB of Things, 
WoT), который обеспечивает взаимодействие различных интеллектуальных 
объектов («вещей») с использованием стандартов и механизмов Интернет, таких 
как унифицированный (единообразный) идентификатор ресурса URI (Uniform 
Resource Identifier), протокол передачи гипертекста HTTP (HyperText Transfer 
Protocol), стиль построения архитектуры распределенного приложения REST 
(Representational State Transfer) и др. Фактически WoT предусматривает 
реализацию концепции IoT на прикладном уровне с использованием уже 
существующих архитектурных решений, ориентированных на разработку web-
приложений. Другими словами данные с умных вещей или управление ими 
должно быть доступно через WWW-страницы. На рисунке 9 показан пример, как 
используя специальную страницу в интернет через браузер можно считать данные 
с датчика света в беспроводной сенсорной сети или изменить цвет четвертого 
индикатора в сенсоре.[1] 

21 
Рисунок 9 – Примеры веб-взаимодействия с устройствами сенсорной сети 
Основные свойства WoT: 
а)
использование протокола HTTP в качестве приложения, а не в 
качестве транспортного механизма передачи данных, как он применяется для 
традиционных WWW-услуг; 
б)
обеспечение синхронной работы интеллектуальных (смарт) объектов 
через прикладной программный интерфейс REST и в целом соответствие 
ресурсно-ориентированной архитектуре ROA (Resource-Oriented Architecture); 
в)
предоставление асинхронного режима работы интеллектуальных 
объектов с использованием в значительной степени стандартных Web-
технологий, таких как Atom, содержащей формат для описания ресурсов на веб-
сайтах и протокол для их публикации, или Web-механизмов передачи данных, 
таких как модель работы веб-приложения Comet, при которой постоянное HTTP-
соединение позволяет 
веб-серверу 
отправлять данные 
браузеру 
без 
дополнительного запроса со стороны браузера. 
Эти характеристики WoT обеспечивают простое взаимодействие 
интеллектуальных объектов через Интернет, кроме того они реализуют 

22 
единообразный интерфейс для доступаи поддержки функциональности смарт-
объектов. 
1.6 Интернет нано-вещей 
Нано-технологии привели к разработке миниатюрных устройств, размеры 
которых варьируются от одного до нескольких сотен нано-метров. На этом 
уровне нано-машины состоят из нано-компонентов и представляют себя 
отдельные 
функциональные 
блоки, 
способные 
выполнять 
простые 
измерительные, регулирующие или управляющие операции. Координация и 
обмен информацией между нано-устройствами позволяют образовывать так 
называемые нано-сети. В случае соединения нано-устройств с существующими 
сетями и Интернетом возникает новая сетевая парадигма, называемая Интернетом 
нано-вещей. 
Для взаимодействия нано-устройств с существующими сетями и 
Интернетом требуется разработка новых сетевых архитектур. На Рисуноке10 
представлена архитектура Интернета нано-вещей в двух различных реализациях – 
сеть на теле человека для мониторинга показателей здоровья и отправки их в 
медицинский центр, и современная офисная сеть, соединяющая множество 
различных устройств.[4] 
Рисунок 10 – Примеры архитектуры Интернета нано-вещей 

23 
Сеть на теле человека состоит из нано-сенсоров и нано-актуаторов, 
которые могут отправлять информацию через внешний шлюз в медицинское 
учреждение. В данном случае на нано-уровне используются молекулы, протеины, 
ДНК, органические вещества и основные компоненты клеток. Таким образом, 
биологические нано-сенсоры и нано-актуаторы обеспечивают интерфейс между 
биологической средой человека и электронными нано-устройствами, которые 
могут использоваться в новой сетевой парадигме – Интернете нано-вещей. 
Внутриофисная сеть соединяет множество даже самых небольших 
устройств с нано-приемопередатчиками, обеспечивающими соединение с сетью 
Интернет. В результате этого взаимодействия пользователь может отслеживать 
состояние и местонахождение любых вещей, без каких либо усилий и временных 
затрат. При разработке новых миниатюрных устройств могут использоваться 
самые передовые энергосберегающие технологии, позволяющие получать 
механическую, электромагнитную и другие виды энергии из окружающей среды. 
Независимо от области применения, основными компонентами 
архитектуры сети Интернета нано-вещей являются: 
а)
нано-узлы - миниатюрные и простейшие нано-устройства. Позволяют 
выполнять простейшие расчеты, имеют ограниченную память и ограниченную 
дальность передачи сигналов. Примерами нано-узлов могут быть биологические 
нано-сенсоры на человеческом теле или внутри него или нано-устройства, 
встроенные в повседневные окружающие нас вещи – книги, часы, ключи и т.д; 
б)
нано-шлюзы – данные нано-устройства имеют относительно высокую 
производительность по сравнению с нано-узлами и выполняют функцию сбора 
информации от нано-узлов. Так же, нано-шлюзы могут контролировать поведение 
нано-узлов путем выполнения простых команд (вкл./выкл., режим сна, передать 
данные и т.д.); 
в)
нано-микро интерфейсы 
–
устройства, собирающие информацию от 
нано-шлюзов, и передающие ее во внешние сети. Данные устройства включают в 

24 
себя как нано-технологии коммуникаций, так и традиционные технологии для 
передачи информации в существующие сети; 
г)
шлюз – данное устройство осуществляет контроль всей нано-сети 
через сеть Интернет. Например, в случае сети с сенсорами на теле человека 
данную функцию может выполнять мобильный телефон, транслирующий 
информацию о нужных показателях в медицинское учреждение. 
1.7 Способы взаимодействия с интернет-вещами 
Используют три способа взаимодействия с интернет-вещами: 
а)
прямой доступ взаимодействия; 
б)
доступ взаимодействия через шлюз; 
в)
доступ взаимодействия через сервер. 
В случае прямого доступа взаимодействия интернет-вещи должны иметь 
собственный IP-адрес по которому к ним можно обратиться из любого 
пользовательского приложения и они должны выполнять функции веб-сервера. 
Обычно интерфейс с такими вещами выполнен в виде web-ресурса с графическим 
интерфейсом для управления посредством веб-браузера. Возможно использование 
специализированного программного обеспечения. В такие веб-устройства должен 
быть интегрирован прикладной программный интерфейс RESTful API для 
прямого доступа к ним через Интернет. Соответствующая архитектура WoT 
показана на Рисуноке 11. Каждое устройство имеет собственный IP-адрес, 
работает как веб-сервер и использует интерфейс RESTful API для реализации веб-
приложения, объединяющего данные из нескольких источников в один 
интегрированный сервис. При таком объединении получается новый уникальный 
веб-сервис, изначально не предлагаемый ни одним из источников данных.[4] 

25 
Рисунок 11 – Прямой доступ к IP-устройствам через API 
Недостатки данного способа следующие: 
а)
необходимоиметь фиксированный адрес в сети; 
б)
Существует лимит подключений к устройству, из-за низкого качества 
связи между интернет-вещами.Данную проблему можно решить, если включить в 
состав интернет-вещи высокопроизводительное оборудование, а также 
подключить к стабильному Интернету. 
Если интерент-вещи не имеют встроенной поддержки протоколов IP и 
НТТР, а поддерживают частные протоколы, например Bluetooth или ZigBee, то 
для взаимодействия с ними можно использовать специальный Интернет-шлюз, 
схема изображена на рисунке 12. Он является веб-сервером, который через 
интерфейс REST-API взаимодействует с IP-устройствами, и преобразует 
поступающие от них запросы в запрос к специфическому API устройства, 
подключенного к этому шлюзу. Основное преимущество использования Интернет 
шлюза в том, что он может поддерживать несколько типов устройств, 
использующих собственные протоколы для связи. 

26 
Рисунок 12 – доступ к не IP-устройствам через интеллектуальный шлюз 
Более рациональным способом организации взаимодействия является 
контакт с интернет-вещами через шлюз. Большинство стандартов беспроводных 
сенсорных сетей не поддерживают протокол IP, используя собственные 
протоколы взаимодействия. Такая особенность вызывает необходимость наличия 
устройства для ретрансляции сообщений из сенсорной сети в сеть Интернет для 
совместимости протоколов. 
Недостатки такого подхода те же, что и в случае прямого доступа, но 
распространяются они уже на шлюз. 
Третья форма взаимодействия устройств в IoT через сервер подразумевает 
наличие посредника между интернет-вещами и пользователем и может быть 
реализована с помощью посреднической платформы данных. Данный подход 
предполагает наличие централизованного сервера или группы серверов, в 
основные функции которых входит: 
а)
прием сообщений от интернет-вещей и передача их пользователям; 
б)
хранение принятой информации и ее обработка; 

27 
в)
обеспечение пользовательского интерфейса с возможностью 
двустороннего обмена между пользователем и интернет-вещью. 
Основной целью использования посреднических платформ данных 
является упрощение поиска, контроля, визуализации и обмена данными с 
разными «вещами». В основе данного подхода лежит централизованное 
хранилище данных. Каждое устройство, имеющее доступ в сеть Интернет 
(прямой или через интернет-шлюз), должно быть зарегистрировано в системе, 
прежде чем оно сможет начать передачу данных. При этом существенно 
снижаются требования к производительности устройств, так как от них не 
требуется 
выполнение 
функций 
web-сервера. 
Набор 
инструментов, 
предоставляемых платформами, существенно упрощает разработку новых 
приложений для взаимодействия и управления объектами WoT. 
1.8 Зрелость концепции IoT и составляющих ее технологий 
Известная исследовательская компания Gartner с 1995 года регулярно 
составляет графики цикла зрелости технологий (так называемая S-образная 
кривая или кривая хайпа), где отмечает технологии, которые нашли свою нишу и 
продолжили уверенное развитие, к которым проявляется избыточное внимание и 
которые находятся в самом начале своего зарождения. Начиная с 2011 года 
Gartner помещает Интернет вещей в общий цикл зрелости новых технологий на 
начальный этап «технологического триггера» с указанием срока становления 
более 10 лет, а в 2012 году был выпущен специальный цикл зрелости для 
технологий, составляющих основу IoT, который изображен на рисунке 13.[2] 
Конечно, трудно точно предсказать, когда именно технология IoT 
достигнет полной зрелости. В любом случае преимущества Интернета вещей 
очевидны и это дает основание утверждать, он станет повсеместно распространен. 
Так как базовые составляющие Интернета вещей, такие как беспроводные 
сенсорные сети (Wireless Sensor Network, WSN), коммуникации малого радиуса 
действия (NFC, Near Field Communication) и межмашинные коммуникации (М2М, 

28 
Machine-to-Machine), уже прошли пик завышенных ожиданий и находятся на 
третьем этапе – избавления от иллюзий, для того чтобы концепция IoT получила 
стабильное развитие в будущем, необходима ее практическая востребованность. 
А это случиться, если Интернет вещей продемонстрирует на практике новые, 
более широкие возможности коммуникаций любых вещей в различных областях 
человеческой деятельности.[2] 
Рисунок 13 – Цикл зрелости технологий IoT 
1.9 Взаимодействие IоT с перспективными ИК технологиями 
Важную роль в становлении и успешном внедрении Интернета вещей 
играют различные перспективные инфокоммуникационные технологии, такие как 
большие данные, облачные технологии и повсеместная компьютеризация, с 
которыми IoT активно взаимодействует. Эволюция Интернета вещей и 

29 
сопутствующих инфокоммуникационных технологий на ближайшую перспективу 
показана на Рисунок 14. В настоящее время IoT находит свое практическое 
воплощение в основном в виде систем М2М, в ближайшей перспективе на базе 
чипсетов с ультранизким энергопотреблением и миниатюрных RFID-меток будут 
созданы интегральные сенсорные сети, а затем и когнитивные сети («умные» сети 
на основе знаний).[4] 
Рисунок 14 – Эволюция Интернета вещей и сопутствующих 
инфокоммуникационных технологий 
Большие данные (Big Data) 
До начала XX века объем знаний удваивался каждое столетие, сегодня 
объем знаний человечества удваивается каждые 2-3 года. 70% всей доступной 
информации появилось после изобретения Интернета. Интернет вещей 

30 
радикальным образом увеличивает объем собираемых данных, что является 
следствием огромного количества источников информации (прежде всего 
различные сенсоры). Гигантские сенсорные сети уже сейчас производят огромные 
потоки данных, которые надо уметь не только хранить, но и обрабатывать, делать 
по ним выводы, принимать решения – и все это с учетом неточности как 
оригинальных данных, так и процедур обработки. В конце 2000-х годов для 
обработки большого объема данных сформировался подход, который называется 
«большие данные» (англ. Big Data) – это серия инструментов и методов обработки 
структурированных и неструктурированных данных огромных объемов и 
значительного многообразия для получения необходимых результатов обработки. 
В качестве определяющих характеристик для больших данных отмечают «три V»: 
объем (англ. volume, в смысле величины физического объема), скорость (англ. 
Velocity, в смыслах как скорости прироста, так и необходимости 
высокоскоростной обработки и получения результатов), многообразие (англ. 
variety, в смысле возможности одновременной обработки различных типов 
структурированных и неструктурированных данных). Характеристики больших 
данных изображены на рисунке 15.[6] 

31 
Рисунок 15 – Три основные характеристики больших данных 
Основное отличие больших данных от «обычных» заключается в том, что 
эти данные невозможно обработать традиционными системами управления 
базами данных (СУБД) и решениями класса Business Intelligence из-за их 
большого объема и разнообразного состава. Другое важное их свойство – 
феноменальное ускорение накопления данных и постоянное изменение. Такие 
популярные задачи, как сведение данных, полученных из разных источников 
(Data Cleaning, Data Merging, De-deduplication), требуют особых методов анализа в 
случае неточных данных, особенно данных огромных размеров. В связи с этим и 
был разработан набор инструментов, получивший название «большие данные», 
позволяющих работать с данными вне зависимости от их типа и объема. 
Прогнозируется, что внедрение технологий больших данных наибольшее 
влияние 
окажет 
на 
информационные 
технологии 
в 
производстве, 
здравоохранении, торговле, государственном управлении, а также в сферах и 

32 
отраслях, где регистрируются индивидуальные перемещения ресурсов и где 
потенциально могут быть использованы технологии Интернета вещей. 
Облачные вычисления (Cloud Computing) 
Так как Интернет вещей порождает «большие данные», поэтому возникает 
закономерный вопрос: где их хранить и чем обрабатывать? Ответом этот вопрос 
является перспективная инфокоммуникационная технология – облачные 
вычисления (СС, Cloud Computing). Облачные вычисления подразумевают аренду 
услуг и ресурсов для хранения и обработки данных в глобальной сети вместо 
собственной инфраструктуры. У систем CC должны быть пять основных 
характеристик: самообслуживание по требованию, широкополосный сетевой 
доступ, пул ресурсов, возможность быстрой перенастройки или расширения и 
измеряемое обслуживание. 
Существуют четыре модели развертывания облачной инфраструктуры (так 
называемых «облаков»): 
а)
частное 
облако 
(англ. 
private 
cloud) 
– 
инфраструктура, 
предназначенная для использования одной организацией, включающей несколько 
потребителей (например, подразделений одной организации), возможно также 
клиентами и подрядчиками данной организации. Частное облако может 
находиться в собственности, управлении и эксплуатации, как самой организации, 
так и третьей стороны (или какой-либо их комбинации), и оно может физически 
существовать как внутри, так и вне юрисдикции владельца; 
б)
публичное облако (англ. public cloud) – инфраструктура, 
предназначенная для свободного использования широкой публикой. Публичное 
облако может находиться в собственности, управлении и эксплуатации 
коммерческих, научных и правительственных организаций (или какой-либо их 
комбинации). Публичное облако физически существует в юрисдикции владельца 
– поставщика услуг; 

33 
в)
гибридное облако (англ. hybrid cloud) – это комбинация из двух или 
более различных облачных инфраструктур (частных, публичных или 
общественных), остающихся уникальными объектами, но связанных между собой 
стандартизованными или частными технологиями передачи данных и 
приложений; 
г)
общественное облако (англ. community cloud) – вид инфраструктуры, 
предназначенный для использования конкретным сообществом потребителей из 
организаций, имеющих общие задачи (например, миссии, требований 
безопасности, политики, и соответствия различным требованиям). Общественное 
облако может находиться в кооперативной (совместной) собственности, 
управлении и эксплуатации одной или более из организаций сообщества или 
третьей стороны (или какой-либо их комбинации), и оно может физически 
существовать как внутри, так и вне юрисдикции владельца.[6] 

34 

жүктеу/скачать 2,1 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: