اینترنتاینترنت اشیاءمیم تک 19

پروتکل ها و استانداردهای اینترنت اشیا (قسمت اول)

استانداد ها و پروتکل های اینترنت اشیا
IOT Standard and Protocol
مقدمه:

 اگر شرکت شما در حال آماده شدن برای IoT صنعتی است ، خبر خوب و بدی در مورد پروتکل ها و استانداردهای اینترنت اشیا وجود دارد.

بیایید با خبر بد شروع کنیم: پروتکل ها و استانداردهای اینترنت اشیا هنوز در حال پیشرفت هستند. استانداردها به خوبی توسعه یافته و به طور گسترده ای در زمینه های تاسیس شده که در آن تکنولوژی فناوری اطلاعات و عملیات (OT)، متخصصان و گروه های استاندارد به مدت طولانی اداره می شوند، به کار گرفته شده اند. با این حال، در زمینه های جدید مانند ارتباطات بی سیم و ماشین – ماشین (M2M) کم قدرت، استانداردهای در حال ظهور برای غلبه بر آن  ها مبارزه می کنند.

علاوه بر این، سؤال های طولانی در مورد اینکه چگونه می توان استانداردهای مدرن را در ماشین آلات قدیمی OT در تولید و سایر ابزارهای صنعتی استفاده کرد، وجود دارد.

خبر خوب: با وجود این عدم اطمینان، شرکت ها هنوز هم می توانند به طیف گسترده ای از راه حل های مبتنی بر استانداردهای اینترنت اشیا و نیز محصولاتی که از استانداردهای IT و OT پایدار استفاده می کنند، دست یابند تا پروژه های IoT با ارزش واقعی تولید کنند. در این مقاله با تعدادی از پروتکل ها و استانداردهای اینترنت اشیا آشنا خواهیم شد و در مقالات آتی به طور تفضیلی درباره ی آن ها به بحث خواهیم پرداخت.

افزایش پروتکل ها و استانداردهای اینترنت اشیا :

با اینکه  که اصطلاح “اینترنت چیزها” نسبتا جدید است اما ایده ی اتصال و کنترل ماشین آلات صنعتی با استفاده از رایانه ها به اوایل دهه 1960 باز می گردد. از آن به بعد در دهه های اخیر تغییرات متنوعی از فن آوری ها و همچنین پیچیدگی آن به لطف قانون مور و نوآوری در حال انجام است.

در حال حاضر می توان فرآیندها را به صورت اتوماتیک ، بهینه سازی کرد، که 15 یا 20 سال پیش غیر قابل تصور بود. این اعمال با استفاده از سرویس های بی سیم و ابر و سخت افزار محاسباتی قدرتمند امکان پذیر است. به معنای دیگر، IoT صنعتی (IIoT) می تواند به عنوان یک برنامه کاربردی برای توسعه ی استانداردهای فناوری اطلاعات و ارتباطات (OT) در نظر گرفته شود، حتی با اینکه بازار اینترنت اشیا را به عنوان یک پدیده جدید در نظر می گیرد.

تعداد زیادی از استانداردهای اینترنت اشیا در حال ظهور وجود دارد. آخرین چرخه هپتیک گارتنر برای استانداردهای اینترنت اشیا و پروتکل ها 30 استاندارد را تشکیل می دهد.

  • Infrastructure (ex: 6LowPAN, IPv4/IPv6, RPL)
  • Identification (ex: EPC, uCode, IPv6, URIs)
  • Comms / Transport (ex: Wifi, Bluetooth, LPWAN)
  • Discovery (ex: Physical Web, mDNS, DNS-SD)
  • Data Protocols (ex: MQTT, CoAP, AMQP, Websocket, Node)
  • Device Management (ex: TR-069, OMA-DM)
  • Semantic (ex: JSON-LD, Web Thing Model)
  • Multi-layer Frameworks (ex: Alljoyn, IoTivity, Weave, Homekit)

تعداد زیادی از استانداردهای IoT در حال ظهور وجود دارد. آخرین چرخه هپتیک گارتنر برای استانداردهای IoT و پروتکل ها 30 استاندارد را تشکیل می دهد

زیر ساخت یا Infrastructure :

IPv6

یک پروتکل لایه اینترنت برای ارتباط متقابل بسته است و امکان انتقال دیتاگرام به اینترنت را در سراسر شبکه های مختلف IP فراهم می کند.

6LoWPAN

 6LoWPAN مخفف IPv6 روی شبکه های وایرلس شخصی بی سیم است. این یک لایه انطباق برای IPv6 بر روی لینک های IEEE 802.15.4 است. این پروتکل فقط در دامنه فرکانسی 2.4 گیگاهرتز با سرعت انتقال 250 کیلوبیت بر ثانیه عمل می کند.

UDP یا User Datagram Protocol:

پروتکل لایه حمل و نقل ساده مدل OSI برای برنامه های کاربردی شبکه / سرویس دهنده بر اساس پروتکل اینترنت (IP) است . UDP جایگزین اصلی TCP و یکی از قدیمی ترین پروتکل های شبکه ای است که در سال 1980 معرفی شد. UDP اغلب در برنامه های کاربردی مخصوصی برای عملکرد در زمان واقعی تنظیم شده است.

QUIC یا Quick UDP Internet Connections, pronounced quick :

برای پشتیبانی از مجموعه ای از اتصالات چندگانه بین دو نقطه پایانی بر پروتکل دیتاگرام کاربر (UDP) و برای حفاظت امنیتی معادل TLS / SSL، همراه با کاهش زمان اتصال و حمل و نقل و تخمین پهنای باند در هر جهت برای جلوگیری از احتقان طراحی شده بود.

 Aeron :

UDP unicast قابل اعتماد، UDP چند بخشی و انتقال پیام IPC.

uIP :

uIP یک منبع باز TCP / IP است که می تواند با میکرو کنترلر های 8 و 16 بیتی کوچک مورد استفاده قرار گیرد. این در ابتدا توسط Adam Dunkels از گروه “سیستم های جاسازی شده شبکه” در موسسه علوم کامپیوتر سوئد، مجوز تحت مجوز سبک BSD، توسعه داده شد و توسط گروه گسترده ای از توسعه دهندگان توسعه داده شد.

DTLS یا Datagram Transport Layer :

پروتکل DTLS حریم خصوصی ارتباطات را برای پروتکل های دیتاگرام فراهم می کند. این پروتکل برنامه های کاربردی client / server را قادر می سازد تا به روشی ارتباط را برقرار سازد که شیوه هایی را برای جلوگیری از  سوءاستفاده، دستکاری و یا جعل پیام طراحی کنند. پروتکل DTLS بر اساس پروتکل امنیت حمل و نقل (TLS) و تضمین های امنیتی معادل آن عمل می کند. “

ROLL :

RPL (مسیریابی IPv6 برای شبکه های کم قدرت / تلفات)

NanoIP :

مخفف پروتکل نانو اینترنت است، یک مفهوم است که برای ایجاد خدمات شبکه ای مانند خدمات شبکه به دستگاه های جاسازی شده و حسگر، بدون سربار TCP / IP ایجاد شده است. NanoIP با حداقل سربارها، شبکه های بی سیم و آدرس های محلی طراحی شده است. “

Content-Centric Networking (CCN) – Technical Overview :

معماری شبکه نسل بعدی برای حل چالش های مقیاس پذیری، تحرک و امنیت توزیع محتوا.

CCN به طور مستقیم مسیرها را ارائه می دهد و محتویات نامی را در سطح بسته شبکه ارائه می دهد و امکان ذخیره سازی خودکار و کاربردی را در حافظه ،در هر جایی که در شبکه قرار دارد، فراهم می کند. نتیجه؟ ارائه موثر محتوا در هر جا و هر زمان که لازم باشد. تا زمانی که  که معماری این جلوه های ذخیره سازی را به عنوان یک اثر جانبی خودکار از تحویل بسته تبدیل می کند، حافظه را می توان بدون ساختن خدمات ذخیره سازی در سطح کاربرد گران قیمت استفاده کرد. “

Time Synchronized Mesh Protocol یا TSMP :

یک پروتکل ارتباطی برای شبکه های خود سازمانده از دستگاه های بی سیم به نام motes. دستگاه های TSMP با یکدیگر هماهنگ می شوند و در زمان های مختلف، مانند سایر سیستم های TDM (سیستم تقسیم زمان)، ارتباط برقرار می کنند.

کشف یا Discovery :

mDNS یا multicast Domain Name System :

نام میزبان را به آدرس های IP در شبکه های کوچک حل می کند که شامل یک سرور نام محلی نیستند.

Physical Web :

وب فیزیکی شما را قادر می سازد تا لیستی از URL هایی را که در محیط اطراف شما با استفاده از یک چراغ بی سیم بلوتوث (BLE) پخش می شوند، مشاهده کنید.

HyperCat :

یک فرمت کاتالوگ پرتابل مبتنی بر JSON سبک فرمت catalog hypermedia برای کشف مجموعه ای از URI ها.

UPnP یا Universal Plug and Play :

در حال حاضر توسط بنیاد Open Connectivity اداره می شود مجموعه ای از پروتکل های شبکه است که اجازه می دهد دستگاه ها به طور یکپارچه حضور یکدیگر را در شبکه  کشف و ایجاد سرویس های کاربردی شبکه برای به اشتراک گذاری داده ها، ارتباطات، و سرگرمی را انجام دهند.

 

پروتکل های دیتا یا Data Protocols :

MQTT یا Message Queuing Telemetry Transport :

پروتکل MQTT یک مدل تبادل پیام / اشتراک را در یک سبک بسیار سبک وزن فراهم می کند. برای ارتباط با مکان های دور افتاده که در آن یک رد پای کوچک کد لازم است و / یا پهنای باند شبکه در ، مفید است.

MQTT-SN یا MQTT For Sensor Networks :

یک پروتکل انتشار / اشتراک مجانی و سبک طراحی شده به طور خاص برای برنامه های کاربردی ماشین –و- ماشین و تلفن همراه است.

CoAP یا Constrained Application Protocol :

“CoAP یک پروتکل لایه کاربردی است که برای استفاده در دستگاه های اینترنت محدود با منابع مانند گره WSN در نظر گرفته شده است. CoAP به راحتی به HTTP برای ساده سازی ادغام با وب طراحی شده و در عین حال از نیازهای تخصصی مانند پشتیبانی چند رسانه ای کم هزینه و سادگی پشتیبانی می کند.

 گروه CoRE ویژگی های زیر را برای CoAP ارائه داده است:

  • طراحی پروتکل RESTful، به حداقل رساندن پیچیدگی نقشه برداری با HTTP،
  • سربار کم هدر و پیچیدگی تجزیه،
  • URI و پشتیبانی از نوع محتوا،
  •  پشتیبانی از کشف منابع ارائه شده توسط خدمات CoAP شناخته شده. اشتراک ساده برای یک منبع
  • پیام های فشار در نتیجه،
  •  ذخیره ساده بر اساس حداکثر سن.

 SMCP :

پشته CoAP مبتنی بر  است C که مناسب محیط های جاسازی شده و سیستم های نهفته  است. امکانات  آن عبارتند از: پشتیبانی از پیش نویس-ietf-core-coap-13،I / O به طور کامل نا همزمان، پشتیبانی از هر دو سوکت BSD و UIP.

 STOMP :

پروتکل پیام متنی متن ساده

XMPP یا Extensible Messaging and Presence Protocol :

“یک تکنولوژی باز برای ارتباطات در زمان واقعی است ، که طیف گسترده ای از برنامه های کاربردی از جمله پیام های فوری، حضور، چت چند حزبی، تماس های صوتی و تصویری، همکاری، میان افزار سبک، سندیکای محتوا و مسیریابی عمومی داده های XML را تأمین می کند.”

Mihini/M3DA :

“عامل Mihini یک جزء نرم افزاری است که به عنوان یک واسطه بین سرور M2M و برنامه های در حال اجرا بر روی دروازه جاسازی شده عمل می کند. M3DA یک پروتکل بهینه سازی شده برای انتقال داده های باینری M2M است . این در پروژه Mihini هم به منظور مدیریت دستگاه در دسترس است، با تسهیل دستکاری و هماهنگ سازی  داده های دستگاه طبق یک مدل وبرای ابزار مدیریت دارایی، با اجازه دادن به کاربر برنامه های کاربردی برای تبادل داده ها / دستورات تایید بازگشت با استفاده از M2M  سرورها ، به طریقی که استفاده از پهنای باند را بهینه می کند.

AMQP  یا Advanced Message Queuing Protocol :

“یک پروتکل استاندارد لایه باز ا برای میان افزارهای پیام گرا است. ویژگی های تعریف شده AMQP عبارتند از: پیام گیری، صف بندی، مسیریابی (از جمله نقطه به نقطه و انتشار و اشتراک)، قابلیت اطمینان و امنیت”.

DDS یا Data-Distribution Service for Real-Time Systems :

“اولین استاندارد باز بین المللی Middleware است که به طور مستقیم ارتباطات انتشار و اشتراک را برای سیستم های زمان واقعی و جاسازی شده مورد توجه قرار می دهد.”

LLAP یا lightweight local automation protocol :

“LLAP یک پیام کوتاه ساده است که بین اشیاء هوشمند با استفاده از متن معمول ارسال می شود، مانند TCP / IP، بلوتوث، zigbee، 6lowpan، WiFi و غیره که در سطح پایین” چگونگی  “حرکت داده ها را در بر می گیرد. این به این معنی است که LLAP می تواند در هر محیط ارتباطی اجرا شود. سه خط قدرت LLAP، حالا بر روی هر چیزی اجرا می شود، هر چیزی در آینده و به راحتی قابل درک توسط انسان است.

LWM2M یا Lightweight M2M :

” یک استاندارد سیستم در Open Mobile Alliance است که شامل DTLS، CoAP، Block، Observe، SenML و دایرکتوری منابع است و آنها را به یک رابط دستگاه-سرور همراه با یک ساختار Object می برد.”

SSI یا Simple Sensor Interface :

“یک پروتکل ارتباطی ساده برای انتقال داده بین رایانه ها یا پایانه های کاربر و سنسورهای هوشمند”

Reactive Streams :

“یک استاندارد برای پردازش جریان نا همزمان با فشار غیر مسدود کردن بازگشت به JVM.”

HTTP/2 :

با استفاده از فشرده سازی فیلد هدر، امکان استفاده بیشتر از منابع شبکه و ادراک کاهش زمان تأخیر را فراهم می کند و اجازه می دهد تا چندین تبادل همزمان در همان اتصال برقرار شود.

SOAP (Simple Object Access Protocol) , JSON/XML, WebHooksJelasticMongoDB
Websocket :

مشخصات WebSocket که به عنوان بخشی از ابتکار HTML5 توسعه یافته است، رابط کاربری WebSocket JavaScript را معرفی کرد، که ارتباط یک سوکت تک دوبلکس را مشخص می کند که کدام پیام ها می توانند بین سرویس گیرنده و سرور ارسال شوند. استاندارد WebSocket، پیچیدگی های زیادی را در ارتباط با مدیریت دو جانبه وب و ارتباطات، ساده می کند.

 

در این مقاله با برخی از پروتکل ها و استانداردهای اینترنت اشیا آشنا شدیم.

ادامه :

پروتکل ها و استانداردهای اینترنت اشیا (قسمت دوم)

ارسال پاسخ