SOA和微服务架构的区别是什么? soa架构设计

时间:2022-05-18 14:40:54 作者:admin 89061
soa架构设计

SOA和微服务架构的区别是什么?

笔者目前就职于国内知名互联网公司,做过toG和toB的私有化项目的微服务架构设计,也做过大型产品层面的微服务架构设计,就SOA和微服务架构的区别这个问题,来谈一谈我的看法。

不同的声音

某些针对微服务架构的批评声称微服务其实就是SOA,并没有新鲜的内容。在某些层面,它们的确有些相似。SOA和微服务架构都是特定的架构风格,它们都以一系列服务的方式来把一个系统组织在一起。但如果深入研究,你就会发现微服务和SOA之间巨大的差异。

SOA与微服务差异

SOA与微服务的差异主要体现在三个方面:服务间通信、数据管理、服务规模:

1 服务间通信

SOA和微服务架构通常采用完全不同的技术栈:

  • SOA采用智能管道,如Enterprise Service Bus(ESB,是包含了业务和消息处理的智能管道),往往采用重量级协议,例如SOAP或其他WS*标准;

  • 微服务使用哑管道,例如消息代理,或者服务之间点对点通信,例如restfull请求或者grpc类的轻量级协议。

2 数据管理

SOA和微服务架构在处理数据的方式上也不尽相同:

  • SOA采用全局数据模型并共享数据库;

  • 微服务架构则是每个服务都有自己的数据模型和数据库。更进一步,每一个服务一般都拥有属于它自己的领域模型。(笔者后续会有文章专门讲述领域模型设计)

3 服务规模

SOA和微服务架构之间的另一个重要区别就是服务的尺寸(规模):

  • SOA善于集成大型、复杂的单体应用程序;

  • 微服务则是拆分为较小的服务

SOA与微服务架构图

一个典型的SOA系统架构如下:

一个典型的微服务架构如下:

软件产品架构中什么是单体架构、SOA架构、微服务架构?

软件产品架构是不断迭代演化的,从单体服务架构发展到现在的服务化、微服务的架构。

单体架构

单体架构就是所有的业务模块都是耦合在一个项目中,开发、部署都在一起;如果其中一个模块需要上线升级,那么所有模块都要一起启停;

在早期,单体架构的项目团队成员需要是“全栈”,因为前端、后端、数据库都是一波人负责,后来开始进行了逻辑分层,团队也分成了前端 UI 团队、后端和 DBA 团队,每个团队都有自己负责的职责。

然而随着业务逻辑越来越复杂,模块和模块之间的耦合度越来越高;另外随着用户和数据量的增多,单体架构也不再能够支撑高并发和大数据。

SOA 架构

为了解决上面的问题,SOA 出现了。

SOA 代表了面向服务的架构,SOA 将应用程序的业务模块进行拆分,形成独立的应用系统,系统和系统之间通过明确的接口串联起来;

每个系统内部结构和逻辑发生改变,并不影响对外提供的服务,只要保持接口不变,服务内部对外是透明的;

SOA 架构中,服务定义标注的接口,可以提供给多个调用方使用,增加了服务的重用性。

SOA 架构时代有两个很重要技术实现方式:Web Service 和 ESB :前者提供了标准的数据传输协议,后者实现了服务编排和协议转换。

微服务架构

但是随着用户和数据量的进一步增长,SOA 也暴露出来一些缺点,比如 SOAP 协议、XML较重;服务管理不完善;ESB本身就比较重,而且它本身算是一个单点,在软件架构中,单点意味着风险。

在微服务的架构中,各个微服务可以独立开发,独立部署;微服务之间通常使用Restful风格的API通信,传输格式也通常选择JSON;

微服务是SOA架构的延续,它们和单体应用相比,大大提高了系统的负载能力,解决了应用高并发的需求;

服务和服务之间的耦合度也被降低,并且项目团队可以被拆分成多个小团队,每个微服务都可以进行敏捷开发部署;

每个团队的技术栈也可以不相同,只要遵守接口协议即可。

至于微服务和 SOA 架构的区别,我是这样理解的:SOA 架构和微服务架构都属于分布式架构,分布式的思想就是把不同的业务模块,部署在不同的服务器上,以应对高并发的问题;SOA 是一种分布式架构,把业务系统分成多个子系统,提供不同的服务,再通过服务组合、编排实现业务流程;微服务是SOA的升华,如果非要说点儿不同的,那么微服务更加强调服务的细分和专业,去ESB总线、去中心化,部署粒度更细,服务扩展更灵活。

当然SOA、微服务的出现,在解决一些问题的时候,也带来了另外一部分的问题,比如增加了网络开销、服务依赖性、增加了测试运维难度、数据一致性问题等等。

我将持续分享Java开发、架构设计、程序员职业发展等方面的见解,希望能得到你的关注。

什么是SOA架构?

SOA本身就是一个组件模型,它可以根据需求通过网络对松散耦合的粗粒度应用组件进行分布式部署、组合和使用。服务层是SOA的基础,可以直接被应用调用,从而有效控制系统中与软件代理交互的人为依赖性。 SOA将能够帮助软件工程师们站在一个新的高度理解企业级架构中的各种组件的开发、部署形式,它将帮助企业系统架构者以更迅速、更可靠、更具重用性架构整个业务系统。较之以往,以SOA架构的系统能够更加从容地面对业务的急剧变化。 方正飞鸿智能信息平台基于SOA架构体系,结合数据建模、业务建模、可视化流程引擎、动态表单设计等多种实现工具,是企业应用开发的一个高效、强大、开放的开发工具。其柔性的特点,保障了基于平台开发的系统可在.Net平台与J2EE平台上无缝的切换运行。

soa软件架构如何理解?

面向服务的体系结构(SOA)是一个组件模型,它将应用程序的不同功能单元(称为服务)通过这些服务之间定义良好的接口和契约联系起来。接口是采用中立的方式进行定义的,它应该独立于实现服务的硬件平台、操作系统和编程语言。这使得构建在各种这样的系统中的服务可以以一种统一和通用的方式进行交互。

这种具有中立的接口定义(没有强制绑定到特定的实现上)的特征称为服务之间的松耦合。松耦合系统的好处有两点,一点是它的灵活性,另一点是,当组成整个应用程序的每个服务的内部结构和实现逐渐地发生改变时,它能够继续存在。而另一方面,紧耦合意味着应用程序的不同组件之间的接口与其功能和结构是紧密相连的,因而当需要对部分或整个应用程序进行某种形式的更改时,它们就显得非常脆弱。

对松耦合系统的需要来源于业务应用程序需要,根据业务的需要变得更加灵活,以适应不断变化的环境,比如经常改变的政策、业务级别、业务重点、合作伙伴关系、行业地位以及其他与业务有关的因素,这些因素甚至会影响业务的性质。我们称能够灵活地适应环境变化的业务为按需业务,在按需业务中,一旦需要,就可以对完成或执行任务的方式进行必要的更改。

虽然面向服务的体系结构不是一个新鲜事物,但它却是更传统的面向对象的模型的替代模型,面向对象的模型是紧耦合的,已经存在二十多年了。虽然基于 SOA 的系统并不排除使用面向对象的设计来构建单个服务,但是其整体设计却是面向服务的。由于它考虑到了系统内的对象,所以虽然 SOA 是基于对象的,但是作为一个整体,它却不是面向对象的。不同之处在于接口本身。SOA 系统原型的一个典型例子是通用对象请求代理体系结构,它已经出现很长时间了,其定义的概念与 SOA 相似。然而,现在的 SOA 已经有所不同了,因为它依赖于一些更新的进展,这些进展是以可扩展标记语言(eXML)为基础的。

实际上,SOA作为一种面向服务的架构,是一种软件架构设计的模型和方法论。从业务角度来看,一切以最大化“服务”的价值为出发点,SOA利用企业现有的各种软件体系,重新整合并构建起一套新的软件架构。这套软件架构能够随着业务的变化,随时灵活地结合现有服务,组成新软件,共同服务于整个企业的业务体系。简单的理解,我们可以把SOA看作是模块化的组件,每个模块都可以实现独立功能,而不同模块之间的结合则可以提供不同的服务,模块之间的接口遵循统一标准,可以实现低成本的重构和重组。在SOA的技术框架下,可以把杂乱无章的庞大系统整合成一个全面有序的系统,从而增加企业在业务发展过程中应用系统的灵活性,实现最大的IT资产利用率。

SOA架构的中间件有哪些?

SOA准确定义:面向服务的体系结构(Service-Oriented Architecture,SOA)是一个组件模型,它将应用程序的不同功能单元(称为服务)通过这些服务之间定义良好的接口和契约联系起来。接口是采用中立的方式进行定义的,它应该独立于实现服务的硬件平台、操作系统和编程语言。这使得构建在各种这样的系统中的服务可以一种统一和通用的方式进行交互。ESB是SOA的一种解决方案。开源ESB产品有Apache ServiceMix、Iona FuseESB、JBossESB、MuleESB,商业的有WebSphere ESB(WESB),WebSphere Message Broker(WMB),DataPower[IBM有三款ESB产品]国内的金蝶也有ESB产品。开源的操作起来都不简单...

SOA架构图是什么意思?

SOA架构,是一种粗粒度、开放式、松耦合的服务结构,要求软件产品在开发过程中,按照相关的标准或协议,进行分层开发。通过这种分层设计或架构体系可以使软件产品变得更加弹性和灵活,且尽可能的与第三方软件产品互补兼容,以达到快速扩展,满足或响应市场或客户需求的多样化、多变性。在一系列的产品结果中会生成设计图,把各个细节相互联系在一起会形成架构图,让程序可以根据一个流程进行下去。 当今社会,光有好的架构图,并不能给产品带来好的效益,还需要完善的平台来协助完成,我在这里推荐你们一个开发平台 FIXB。Fix EPMES平台基于SOA架构体系,结合数据建模、业务建模、可视化流程引擎、动态表单设计等多种实现工具,,是企业应用开发的一个高效、强大、开放的开发工具。其柔性的特点,保障了基于平台开发的系统可在.Net平台与J2EE平台上无缝的切换运行。

微服务架构下,API如何治理?

都不要说微服务架构,就是单体应用架构中,API服务也是需要治理的。

首先是API接口文档的问题,这一点经常会被大家忽视,相信很多公司还在写接口文档,项目开始的时候还好,但是随着项目的发展,如果接口有改动,但是文档更新的不是那么及时甚至是不更新,那么这会加重团队之间沟通的成本。

虽然我们可以通过管理流程强制大家写文档,但是再怎么说,代码和文档是要修改两次的,难免会有疏漏。所以可以考虑使用一些框架或插件,自动地根据代码生成文档,这样开发人员只修改代码就好了,文档始终会和代码保持一致(当然开发人员还是要修改代码和Annotation,但是它们毕竟是在一起的)。

第二就是API接口测试的问题了,新开发一个接口很简单,难的是修改一个接口功能的时候,如何保证之前功能的正确性和稳定性;而对于接口调用方来说,同样需要确保自身依赖接口的正确性,因为用户是不会区别是你们系统的问题还是你们依赖系统的问题。我们是依靠单元测试覆盖率的统计和每天定时跑所有系统单元测试用例的方式,来提高各个系统的可用性(虽然这只是一种管理手段,单元测试用例覆盖率也很容易造假,但正是“防君子不防小人”)。

监控和缺陷追踪,如果是在分布式架构下,就是调用链路的管理;以往的系统,更多的是A系统调用B系统,而现在可能面对这A->B->C->D,而在这种情况下,如果没有链路跟踪的方案,那么查找和定位问题就会非常困难;这时候可以使用Sleuth来做服务之间调用提供链路追踪;使用Sleuth的时候,也可以和zipkin做集成,将搜集到的信息发送到zipkin,利用zipkin进行数据的存储和展示。

个人经验,新项目怎么都好说,老项目的改造是老大难,这种时候,可以考虑引入日志平台吧,对各个系统的API日志进行主动抓取,然后在日志平台里面加工展示。

我将持续分享Java开发、架构设计、程序员职业发展等方面的见解,希望能得到你的关注。

简述SOA软件体系结构的基本概念?

Web服务(WebServices)在很多人眼里还是个十分神秘的概念,究其根源,我想主要是由于Web服务被宣传得很多,但实际应用却鲜见,给人一种很复杂和难以理解的感觉。另外,Web服务是基于XML的,不少人对XML本身也缺乏理解,虽然他们可能每天都在写XML格式的配置文件。提到Web服务的起源就一定要先说一说SOA(面向服务的体系结构),和很多具有划时代意义的软件技术一样,SOA的出现根本上也是为了解决软件危机问题。做过项目的人都有过这种感受,随着项目推进,模块之间关系越来越紧密,任何一个小的修改都可能引起整个系统的不稳定,而客户需求偏偏总是在改变,结果是项目以差不多失败的结果告终。从(分布式)软件发展的趋势来看,C/S->B/S->SOA,模块之间的耦合度是由紧密到松散的,松散的耦合有利于修改。我们常说的各种设计模式,其中大部分不也是为了降低类之间的耦合度吗。这里我引用一下IBM网站上对SOA的定义:面向服务的体系结构(service-orientedarchitecture)是一个组件模型,它将应用程序的不同功能单元(称为服务)通过这些服务之间定义良好的接口和契约联系起来。接口是采用中立的方式进行定义的,它应该独立于实现服务的硬件平台、操作系统和编程语言。这使得构建在各种这样的系统中的服务可以以一种统一和通用的方式进行交互。(全文)说得通俗一点就是,系统中分为三种角色:服务提供者、服务使用者和注册中心,提供者发布服务到注册中心,使用者通过注册中心发现所需服务,然后与该服务的提供者绑定,并调用服务。那么Web服务和SOA是什么关系呢,可以这样说,Web服务是SOA的一种实现,有点像Tomcat和JSP/Servlet规范的关系。SOA是一个比较虚的概念,例如它只提出定义一些接口和协议,那么这些东西具体应该怎样定义呢,Web服务就将它们具体化了:Web服务使用的协议都是基于XML的SOA只说应该有三种角色,而Web服务里这三种角色都有具体的实现方式。看到这里你应该会问,那么SOA还有哪些实现呢?CORBA、DCOM和J2EE都可以算是,但我认为它们不能算很纯粹,至少它们并不都具有中立的协议。现在该用一个具体的例子来说明一下Web服务了,假设我们的系统中需要一项功能是查询当地的天气情况(世界时间、货币汇率等等,都一样),显然我们不会自己做一个从气象部门数据库中查找数据的程序,这需要很多手续也没有必要,更要命的是,这样做会增加我们与气象部门的耦合度。试想某一天气象部门的数据库结构改变了,我们将不得不修改自己的代码,如果他们忘记通知我们这一改变,想象一下客户会看到什么?为了利用Web服务,我们从某一注册中心查找和天气有关的服务,在结果中也许我们会选择收费较低,或者收费稍高但更稳定和准确的服务。从注册中心我们能够得到所选服务的完整描述,其中包含了各种数据类型和调用方式,利用这些信息,可以使用工具生成这些必要的类,以及客户端Stub,利用这个Stub就可以调用远程的Web服务了。在我们的例子中,调用后服务提供者会返回一个含有结果的消息,在我们的系统中可以从这个消息里得到所要的结果,并显示给客户。这样就形成一个完整的Web服务调用。这种调用方式被称为静态调用,因为在Stub里服务提供者的地址(被称为调用端点endpoint)是写定的,还有另外一种方式被称为动态调用,以后会讲到。那么Web服务和以前的RPC(远程过程调用)有什么分别呢?RPC通常要求调用者和被调用者是同构的,即使用同样的语言编写,而Web服务没有这个要求(诀窍在于使用了XML封装消息),这就大大增加了灵活程度另外,Web服务的调用除这种类似RPC的方式外,还可以是基于消息的方式,服务使用者可以只接收消息,或是只发送消息,在一些应用中这种方式十分有用。内容总结一下就是:Web服务是SOA的实现,Web服务不是RPC。

什么是物联网?

谢邀!

很多人认为,物联网是智能家居,有的人认为是智能工业,有些人认为是智能硬件。其实,细分地说,基于电脑的服务叫做互联网;基于智能手机得分服务叫做移动互联网;基于所有智能终端的服务叫做物联网。

所谓的物联网,就是物物相连相通的互联网,万物互联,时刻在线。

第一,物联网的核心和基础仍然是互联网,是在互联网基础上的延伸和扩展的网络;

第二,其用户端延伸和扩展到了任何物品与物品之间,进行信息交换和通信,也就是物物相连相关。

物联网通过智能感知、识别技术与普适计算等通信感知技术,广泛应用于网络的融合中,也因此被称为继计算机、互联网之后世界信息产业发展的第三次浪潮。它是互联网的应用延伸和拓展,与其说物联网是网络,不如说物联网是业务和应用。在物联网时代,一个显著的特征就是大数据时代的到来。

很显然,要想处理好这些信息,从而进行筛选、分析、数据挖掘等任务,单靠人是远远不够的。现有的数据库系统其固有的弊端又对这些信息的处理能力有限,包括现有的计算方式和软件能力也限制了信息的过滤能力。而人工智能的目标,就在于为人们提供能够有所超越的信息处理能力,提高信息采集和应用的效率。

人工智能和物联网技术相结合,在未来有着无限广阔的应用空间,其影响力不会仅仅围绕单个个人用户,而是渗透着更大的范围,全面的影响整个人类社会、生活的方方面面。

目前物联网在“智能家居”、“智慧城市”上的研究已经取得了一定的成绩,这些都还是基础性的。而如何将人工智能和物联网技术相连接,还有很长的路要走,但其影响会慢慢体现出来。通俗地设想一下这样的场景:

家中的各种设备通过物联网技术连接到一起,并有一个人工智能的管家全面控制,可以根据我们的实际需要,在正确的时间做出最正确的选择,让我们的生活更为舒适。不仅仅是我们的家居,整个城市、国家(比如军事、科技、工业、金融应用等等),都将变得更加智能化、便捷化。

如果我们能够解决人工智能和物联网目前面临的隐私、安全和信任问题,我们可能会让进化进程实现历史性实现!

SOA/MVC架构是什么意思?

SOA是面向服务的架构 面向服务的体系结构(Service-oriented architecture)是构造分布式系统的应用程序的方法。它将应用程序功能作为服务发送给最终用户或者其他服务。 它采用开放标准、与软件资源进行交互并采用表示的标准方式。 企业系统的架构师认为SOA能够帮助业务迅速和高效地响应变化的市场条件 . 服务导向的架构在宏观(服务)上,而不是在微观上(对象)提高了重复使用性。同时,服务导向的架构可以简化与传统系统的互连和使用。 在某种意义上说,服务导向的架构可以被认为是一种演化,而不是革命。它捕捉到了之前体系架构的许多最佳实践或实际应用。比如在通信系统中,近年来进展有限的解决方案多采用完全静态的绑定来与网路中的其他设备沟通,但若正式采用SOA方式,解决方案就更能妥善定位,进而突显定义明确且可高度跨平台操作介面的重要性。 MVC的概念更接近于代码,SOA的概念更接近于系统。 MVC跟SOA是两个层面的东西,没有可比性。 具体到用途和取舍,要具体问题具体分析。每个公司负责开发的主管各有其自己的风格

什么是物联网产业链?

物联网概念

一、世界的物联网

物联网(Internet of Things,简称IOT)概念始终处于一个动态的、不断拓展的过程。 物联网概念,国内外普遍公认的是MIT Auto-ID中心Ashton教授1999年在研究RFID时提出来的。当时叫传感网,其定义是:通过射频识别(RFID)、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备,按约定的协议,把任何物品与互联网相连接,进行信息交换和通信,以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络概念。

在2005年国际电信联盟(ITU)发布的同名报告中,物联网的定义和范围已经发生了变化,覆盖范围有了较大的拓展,不再只是指基于RFID技术的物联网,提出任何时刻、任何地点、任何物体之间的互联,无所不在的网络和无所不在计算的发展愿景,除RFID技术外、传感器技术、纳米技术、智能终端等技术将得到更加广泛的应用。

在国外,物联网概念往往以可视化的形式来深入人心,如图:

来源:《物联网白皮书》

物联网体系可以形象地比喻成一棵树木,其由三部分构成: 底层的是树根,即技术部分。由传感器技术&设备、嵌入式处理器技术&设备、连接技术&设备构成,是整个树木赖以生存和发展的根基。技术&设备的发展程度决定了树干和树冠的茂盛程度。

传感器技术&设备:压力传感器、温度传感器、湿度传感器等;

嵌入式处理技术&设备:微控制器MCU、微处理器MPU、网络处理器等;

连接技术&设备:NFC、Zigbee、GPS、WIFI等。

树根上面是树干,即软件部分。这是树木的躯干和中枢神经。包括设备驱动软件、服务器端软件和应用客户端软件。

树干上面是树冠。即应用部分。这是整个物联网体系的成果,可分为工业性应用和民用型应用两部分。

二、中国的物联网

在我国,物联网的覆盖范围与时俱进,已经超越了1999年Ashton教授和2005年ITU报告所指的范围,物联网已被贴上“中国式”标签,其含义为: 物联网是将无处不在(Ubiquitous)的末端设备(Devices)和设施(Facilities),包括具备“内在智能”的传感器、移动终端、工业系统、楼控系统、家庭智能设施、视频监控系统等、和“外在使能”(Enabled)的,如贴上RFID的各种资产(Assets)、携带无线终端的个人与车辆等等“智能化物件或动物”或“智能尘埃”(Mote),通过各种无线和/或有线的长距离和/或短距离通讯网络实现互联互通(M2M)、应用大集成(Grand Integration)、以及基于云计算的SaaS营运等模式,在内网(Intranet)、专网(Extranet)、和/或互联网(Internet)环境下,采用适当的信息安全保障机制,提供安全可控乃至个性化的实时在线监测、定位追溯、报警联动、调度指挥、预案管理、远程控制、安全防范、远程维保、在线升级、统计报表、决策支持、领导桌面(集中展示的Cockpit Dashboard)等管理和服务功能,实现对“万物”的“高效、节能、安全、环保”的“管、控、营”一体化。 简单概括可为:把所有物品通过信息传感设备与互联网连接起来,进行信息交换,即物物相息,以实现智能化识别和管理。

物联网体系

一、物联网基本要素

物联网发展的关键要素包括由感知、网络和应用层组成的网络架构,物联网技术和标准,包括服务业和制造业在内的物联网相关产业,资源体系,隐私和安全以及促进和规范物联网发展的法律、政策和国际治理体系。

二、物联网网络架构

物联网网络架构由感知层、网络层和应用层组成。 感知层实现对物理世界的智能感知识别、信息采集处理和自动控制,并通过通信模块将物理实体连接到网络层和应用层。

网络层主要实现信息的传递、路由和控制,包括延伸网、接入网和核心网,网络层可依托公众电信网和互联网,也可以依托行业专用通信网络。

应用层包括应用基础设施/中间件和各种物联网应用。应用基础设施/中间件为物联网应用提供信息处理、计算等通用基础服务设施、能力及资源调用接口,以此为基础实现物联网在众多领域的各种应用。

来源:工业和信息化部电信研究院

三、物联网技术体系

物联网涉及感知、控制、网络通信、微电子、计算机、软件、嵌入式系统、微机电等技术领域,因此物联网涵盖的关键技术也非常多,为了系统分析物联网技术体系,特将物联网技术体系划分为感知关键技术、网络通信关键技术、应用关键技术、共性技术和支撑技术。

1. 感知、网络通信和应用关键技术。

传感和识别技术是物联网感知物理世界获取信息和实现物体控制的首要环节。传感器将物理世界中的物理量、化学量、生物量转化成可供处理的数字信号。识别技术实现对物联网中物体标识和位置信息的获取。

2. 网络通信关键技术。

网络通信技术主要实现物联网数据信息和控制信息的双向传递、路由和控制,重点包括低速近距离无线通信技术、低功耗路由、自组织通信、无线接入M2M 通信增强、IP 承载技术、网络传送技术、异构网络融合接入技术以及认知无线电技术。

3. 应用关键技术。

海量信息智能处理综合运用高性能计算、人工智能、数据库和模糊计算等技术,对收集的感知数据进行通用处理,重点涉及数据存储、并行计算、数据挖掘、平台服务、信息呈现等。面向服务的体系架构(Service-oriented Architecture ,SOA)是一种松耦合的软件组件技术,它将应用程序的不同功能模块化,并通过标准化的接口和调用方式联系起来,实现快速可重用的系统开发和部署。SOA 可提高物联网架构的扩展性,提升应用开发效率,充分整合和复用信息资源。

4. 支撑技术。

物联网支撑技术包括嵌入式系统、微机电系统(Micro ElectroMechanical Systems,MEMS)、软件和算法、电源和储能、新材料技术等。

5. 共性技术。

物联网共性技术涉及网络的不同层面,主要包括架构技术、标识和解析、安全和隐私、网络管理技术等。

四、物联网标准化体系

物联网标准是国际物联网技术竞争的制高点。由于物联网涉及不同专业技术领域、不同行业应用部门,物联网的标准既要涵盖面向不同应用的基础公共技术,也要涵盖满足行业特定需求的技术标准;既包括国家标准,也包括行业标准。

物联网标准体系相对庞杂,若从物联网总体、感知层、网络层、应用层、共性关键技术标准体系等五个层次可初步构建标准体系。 物联网总体性标准:包括物联网导则、物联网总体架构、物联网业务需求等。

感知层标准体系:主要涉及传感器等各类信息获取设备的电气和数据接口、感知数据模型、描述语言和数据结构的通用技术标准、RFID 标签和读写器接口和协议标准、特定行业和应用相关的感知层技术标准等。 网络层标准体系:主要涉及物联网网关、短距离无线通信、自组织网络、简化IPv6 协议、低功耗路由、增强的机器对机器(Machineto Machine,M2M)无线接入和核心网标准、M2M 模组与平台、网络资源虚拟化标准、异构融合的网络标准等。

应用层标准体系:包括应用层架构、信息智能处理技术、以及行业、公众应用类标准。应用层架构重点是面向对象的服务架构,包括SOA 体系架构、面向上层业务应用的流程管理、业务流程之间的通信协议、元数据标准以及SOA 安全架构标准。信息智能处理类技术标准包括云计算、数据存储、数据挖掘、海量智能信息处理和呈现等。云计算技术标准重点包括开放云计算接口、云计算开放式虚拟化架构(资源管理与控制)、云计算互操作、云计算安全架构等。

共性关键技术标准体系:包括标识和解析、服务质量(Quality ofService,QoS)、安全、网络管理技术标准。标识和解析标准体系包括编码、解析、认证、加密、隐私保护、管理,以及多标识互通标准。安全标准重点包括安全体系架构、安全协议、支持多种网络融合的认证和加密技术、用户和应用隐私保护、虚拟化和匿名化、面向服务的自适应安全技术标准等。

物联网产业

一、产业体系

物联网相关产业是指实现物联网功能所必需的相关产业集合,从产业结构上主要包括服务业和制造业两大范畴。

来源:工业和信息化部电信研究院

物联网制造业以感知端设备制造业为主。感知端设备的高智能化与嵌入式系统息息相关,设备的高精密化离不开集成电路、嵌入式系统、微纳器件、新材料、微能源等基础产业支撑。部分计算机设备、网络通信设备也是物联网制造业的组成部分。

物联网服务业主要包括物联网网络服务业、物联网应用基础设施服务业、物联网软件开发与应用集成服务业以及物联网应用服务业四大类,物联网应用基础设施服务主要包括云计算服务、存储服务等,物联网软件开发与集成服务又可细分为基础软件服务、中间件服务、应用软件服务、智能信息处理服务以及系统集成服务,物联网应用服务又可分为行业服务、公共服务和支撑性服务。 物联网产业绝大部分属于信息产业,但也涉及其它产业,如智能电表等。物联网产业的发展不是对已有信息产业的重新统计划分,而是通过应用带动形成新市场、新业态,整体上可分三种情形:

一是因物联网应用对已有产业的提升,主要体现在产品的升级换代。如传感器、RFID、仪器仪表发展已数十年,由于物联网应用使之向智能化网络化升级,从而实现产品功能、应用范围和市场规模的巨大扩展,传感器产业与RFID 产业成为物联网感知终端制造业的核心;

二是因物联网应用对已有产业的横向市场拓展,主要体现在领域延伸和量的扩张。如服务器、软件、嵌入式系统、云计算等由于物联网应用扩展了新的市场需求,形成了新的增长点。仪器仪表产业、嵌入式系统产业、云计算产业、软件与集成服务业,不独与物联网相关,也是其它产业的重要组成部分,物联网成为这些产业发展新的风向标;

三是由于物联网应用创造和衍生出差异化的市场和服务,如传感器网络设备、M2M 通信设备及服务、物联网应用服务等均是物联网发展后才形成的新兴业态,为物联网所特有。物联网产业当前浮现的只是其初级形态,市场尚未大规模启动。

二、产业链条

梳理产业体系能够对物联网产业的内容有全局性了解,但想明确自身企业在产业链中的位置以及做相应战略规划,就需要知道整个物联网上下游产业链。

以我国为例,在物联网概念热炒之前,物联网产业链已经存在,主要以集成商为主角,但集成商又分布在各个行业、地域中。所以目前的物联网产业链基本可以理解为战国时代,同样的模式在不同的地域、行业被不同的集成商控制。

产业链上各部分的产业价值占比大约为:

(1)传感器/芯片厂商 通信模块提供商→15%;

(2)电信运营商提供的管道→15%;

(3)中间件及应用供应商 系统集成商 服务提供商→70%;

由此可见,在整个物联网产业价值链中,上游硬件厂商所占价值较小,绝大部分由中下游集成商/服务提供商分享,而这类占产业价值大头的公司通常都集多种角色为一体,以系统集成商的角色出现。电信运营商竭力在向两端延伸价值,但产业链的演变不是以运营商的意志为转移的,运营商可以在其中努力扩大产业链的自身价值,通过构建M2M平台和模块/终端标准化来逐步实现,但在实际的商业模式中,要让广大的集成商使用运营商标准的模块和平台,需要价值让利,通过模块的补贴、定制、集采逐步让集成商接纳运营商的标准,进而将行业应用数据流逐步迁移到运营商的平台上。

附:全球产业链各环节主要参与者产业定位和规模:

三、资源体系

物联网发展中的关键资源主要包括标识资源和频谱资源。

1. 标识。

目前,物联网物体标识方面标准众多,很不统一。但大致有条码表示、智能物体标识、RFID标识、通信标识这四种。

2. 频谱资源。

物联网的发展离不开无线通信技术,因此频谱资源作为无线通信的关键资源,同样是物联网发展的重要基础资源。目前在物联网感知层和网络层采用的无线技术包括RFID、近距离无线通信、无线局域网(IEEE 802.11)、蓝牙、蜂窝移动通信、宽带无线接入技术等。目前物联网应用大部分还在发展之中,物联网业务模型尚未全部确定,因此根据物联网业务模型和应用需求对频谱资源需求的分析、对多种无线技术体制“物联”带来的干扰问题分析、对频谱检测技术的研究、对提高空闲频谱频率利用率的方法研究、物联网频谱资源管理方式等方面将是物联网频谱资源研究的关键所在。

四、我国物联网产业概况

1. 产业保持较快增长,部分领域取得局部突破。

从2009年至今,我国物联网产业迅猛发展,从1700多亿元增长到6000多亿元,年复合增长率超过三成。同时物联网产业链不断健全,政策环境日趋完善、示范项目示范区建设取得较大成效,使我国物联网产业在量增的基础上实现了质的提升。

物联网制造业中,我国感知制造获得局部突破,与国外差距在逐步缩小。

(1)在光纤传感器在高温传感器和光纤光栅传感器方面获得了重大突破,在石油、钢铁、运输、国防等行业实现了批量应用,产品质量达到国际先进水平。

(2)在RFID 领域,我国中高频RFID 技术产品在安全防护、可靠性、数据处理能力等方面接近国际先进水平,产业链业已成熟,在国内市场占据90%的份额。我国已成功研发出自主的超高频产品并打进了国际市场。

(3)在工业物联网领域研制成功了面向工业过程自动化的工业无线通信芯片。

物联网服务业中,我国三大运营商的M2M服务一直是产业亮点。 中国移动和中国电信分别把物联网业务基地升级成为物联网分公司进行市场化经营。中国联通各类近场支付卡发卡量已经超过200 万张,基于WCDMA 网络的企业专网提供智能公交行车监控及调度系统,用户规模超过100 万,覆盖城市已超过200 个。

2. 产业体系相对完善,但不同产业环节所处阶段不同。

我国物联网产业体系已基本齐全,包括以感知端设备和网络设备为代表的物联网制造业,以网络服务、软件与集成服务、应用服务为代表的物联网服务业。

整体看来,我国在M2M 服务、中高频RFID、二维码等产业环节具有一定优势,在基础芯片设计、高端传感器制造、智能信息处理等产业环节依然薄弱;网络通信相关技术和产业支持能力与国外差距相对较小,传感器、低频RFID 等感知端制造产业、高端软件与集成服务与国外差距相对较大。仪器仪表、嵌入式系统、软件与集成服务等产业虽已有较大规模,但真正与物联网相关的设备和服务尚在起步。 从全球来看,物联网大数据处理和公共平台服务处于起步阶段,物联网相关的终端制造和应用服务仍在成长培育。

3. 我国物联网产业已形成四大发展集聚区的空间格局

已初步形成分别以北京、上海、深圳、重庆为核心的环渤海、长三角、珠三角、中西部地区四大物联网产业集聚区的空间格局,其中:

(1)环渤海区域以北京为核心,主要借助产学研资源和总部优势,成为我国物联网产业研发、设计、运营和公共服务平台的龙头区域;

(2)长三角区域以上海、无锡双核发展为带动,是我国物联网初始起步的区域,产业规模在国内也是排前列的,整体发展比较均衡,尤其无锡市作为“国家传感网创新示范区”,集聚了大批物联网龙头企业,在技术研发与产业化、以及应用推广方面发挥了引领示范作用;

(3)珠三角区域以深圳为核心,延续其在传统电子信息领域的研发制造优势,成长为物联网产品制造、软件研发和系统集成的重要基地;

(4)中西部地区以重庆和武汉为代表,在软件、信息服务、传感器等领域发展迅猛,成为第四大产业基地。

4. 传统设备厂商借助物联网技术探索全新的产品服务模式。 与国际上传统产业与信息产业跨界融合的趋势相辉映,我国也出现设备制造业与物联网、互联网融合,创新产品和服务新模式的现象。家电行业借力物联网技术,已经率先开展拓展价值空间并改善产品服务的模式探索。这种创新模式,不仅涉足智能家居领域和家居设备,还将催生融合物联网元素的多种智能产品,如可穿戴设备、智能汽车设备、医疗健康设备、智能玩具等等。传统产业通过与物联网技术深度融合,同时利用互联网的平台服务以及移动互联网的商业模式,形成开放产业生态创新产品和服务的模式,将成为物联网产业发展的重要方向。

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