浅析互联网与物联网的联系及其发展趋势

摘要：该文通过对互联网与物联网之间的联系与差异进行探讨，提出了连接互联网与物联网之间实现通信的协议架构。

关键词：互联网；物联网；联系；发展趋势

中图分类号：TP393 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2016）03-0276-03

互联网从诞生到现在，给人们的生产生活带来了极大的便利，互联网已经成为了人们生产生活中的主力军，成为了人们不可或缺的因素。物联网是在互联网的基础的上诞生的一项网络，从字面上理解，就是连接物与物的网络。通过网络将生活中使用的物品连接起来，从而实现对这些物品的控制。物联网与互联网之间有着密切的联系，在未来，互联网与物联网的发展也会为人们的生活提供更多的便利。

1 互联网与物联网的概述

1.1 互联网的概述

国际上对互联网的概念定义为“覆盖全球的信息系统”。通过在互联网协议（TCP/IP）的基础上建立全球唯一的地址逻辑，并且将全球所有的信息系统连接在一起[1]。无论是传输控制协议还是传输互联网协议都可以通过这个信息系统实现。在今后的发展中，这个信息系统可以接替的其他协议或者与互联网协议（TCP/IP）兼容的协议来实现通信。这一方式可以为公共用户提供高品质服务，或者为私人用户提供高品质的服务。但是这种服务是以信息系统中通信或者相关的基础的建立的。

互联网并不具备具体的网络界限，局域网（LAN）、广域网（WAN）、城域网（MAN）都是计算机网络的重要组成部分。所以，互联网可以将网关连接起来，从而实现网络的集合。这些网络可以与全球的各种网络资源相连接，将这些资源进行交换与共享。

1.2 物联网的概述

物联网主要是指一种嵌入式的芯片与软件。这种芯片与软件具有一定程度的感应能力、执行能力以及计算的能力，但是这些能力却是专指在物理世界的实体之中[2]。

物联网建立在互联网的基础之上，通过传感设备来获取所需要的信息，之后在一定的标准之下让物品与互联网相连接，从而实现通信。通过这一过程可以实现对物品的控制与管理。物联网可以实现在任何时间、任何地点实现人与物或者是物与物之间的任何连接。主要是实现任何物品之间的通信，同时也能实现人与人或者是人与物之间的联系。目前物联网主要包括两类，一种不仅体积小，而且储存小，运算能力并不强，只能实现小物体之间的互联，还有一类是可以实现智能终端的互联，能够实现智能化。

2 互联网与物联网的比较

2.1 互联网与物联网网络性能的比较

2.1.1共同点

具有共同的技术基础；都是通过分组数据技术的基础来进行工作的；都具有共同的承载网；互联网与物联网的承载网与业务网都是分离的，业务网可以实现独立的设计与发展。

2.1.2 不同点

互联网与物联网分组数据网中的网络性能与功能、网络要求、网络组织形态都不同。

互联网比较注重网络性能的开放性与通达性。但是对于网络的效率与管理却没有明确的要求。只要网络的传输能力和资源管理处于优先地位便可。

物联网注重网络的要求与互联网相比则高得多。在物联网系统中已经具有了太多孤立的系统，这些系统无论是对网络的安全性、实时性、可靠性还是有效性都有着很高的要求，但是这些要求在现阶段的技术中是难以实现的。

物联网与传统的互联网相比，物联网已经不再限制于电脑之间的连接，它已经拓展到了物品之间的相互连接，让物品之间也能实现信息的交换。物联网能够通过无线与有线这两种方式进行连接，通过物联网与互联网的连接之后便可实现对物品的控制与管理.

2.2 互联网与物联网产品与业务的比较

2.2.1 互联网

互联网的应用大多是虚拟的。因此，互联网企业需要为计算机配置驱动器与处理器，但是这些硬件的价格不菲，即使企业实现了大批量的购买，在技术方面也要投入资金[3]。再加上互联网的规模大，各种消费高，只能将互联网的成本分摊于日益增多的用户群之上。互联网在竞争之中不断占据有利地位的同时，数字信息的边际成本已经实现了向零转变的趋势。

互联网的应用与开发并没有具体的限制。无论是企业或者个人都可以完成对互联网的开发工作，所以互联网在发展中种类丰富，能够把握用户的需求，吸引更多的用户参与其中。

2.2.2 物联网

物联网的应用大多是针对实物的。物联网通过将终端嵌入每一个物体之上才能实现对网络的应用，所以物联网的成本一直居高不下，在短期内很难出现下降的趋势。

物联网的应用基本都是针对实物设计开发的，具有的技术性强，技术种类多，所以只能依靠企业来开发，具有一定的局限性，无法把握住人们各种各样的需求，因此在应用方面种类并没有互联网丰富。

2.3 互联网与物联网技术与标准的比较

2.3.1 互联网

终端统一，能为各种服务器与计算机提供终端。互联网的自治度很高，并没有固定、统一的管理中心与管理平台。

2.3.2 物联网

物联网与互联网相比，物联网的网络结构比互联网复杂。物联网既需要终端又需要具有传感器网络才能完成信息的传输。

物联网在技术上种类众多，无线技术、软件技术以及智能芯片技术，这些技术基本上已经将信息通信中所有的技术涵盖了。物联网现在还处于起步阶段，但是已经开始了技术标准的争夺。物联网的核心技术还需要进行深入的研究，这样才能实现大规模的推广与应用。

3 互联网与物联网的联系

物联网是建立在互联网的基础之上，通过传感设备来获取所需要的信息，之后在一定的标准之下让物品与互联网相连接，从而实现通信的一种方式。

物联网是以互联网为基础发展而来的网络。在当今时代，互联网技术的发展已经进入了一个相当成熟的阶段，在未来具有非常好的发展前景。互联网具有非常有效、可靠的信息传输能力，我国在互联网信息技术通信设备上已经进入了一个成熟的阶段，再加上物联网是互联网的拓展，互联网能够实现对物联网的管理。所以互联网是物联网建设的基础。

4 基于TCP/IP协议架构的物联网通信

4.1 面向物联网的互联网关

4.1.1 网关的功能

网关能够实现网络的互联互通。网关是物联网网络层中间核心。即使传感网的类型并不相同，网关也能够对数据进行识别并将其提取出来，在一定的规定与方法下做到数据的传输[4]。同时，网关还能在不同的传感类型下对数据的封装，之后再将数据传输到需要的传感网络中，达到共享信息的目的。物联网具有兼容性、可靠性、安全性管理性、健壮性这几项功能。通过这些功能可以实现对网络的保护，完成对信息的传输。

4.1.2 TCP/IP协议架构的物联网通信

因为物联网的主要功能是为了完成数据的传输。物联网的主要任务是对数据格式进行转换或者是完成数据格式的提取。数据格式经过转换之后必须要具备标准与安全两种性能。同时，网关在不同的传感网络之下能够通过不同的数据报格式实现数据格式的转换与提取，同时在不同的通信协议下也能完成这一转换。TCP/IP协议已经在互联网中得到了广泛的应用，这一协议刚好能够满足物联网数据传输的要求，这样，就可以实现与高速互联网之间的连接，且更加的方便、快捷。在这种情况下，物联网可以在保证传输可靠性与安全性的前提下实现与互联网之间方便、快捷的连接，实现物联网与互联网之间的互通。

TCP在物联网之中有许多特性都能吸引人们的目光。智能物件网络运行存在着丢包的情况，一些应用都需要有一种可以实现数据自动重传的机制来实现数据报的重新传送。物联网所使用的数据报需要保持足够小的体积才能实现数据报的分组大小，从而适应网络中的各种资源[5]。但是，人们又希望数据报保持足够大的体积来实现对各种网络资源的利用。所以，网络中发送的TCP包的分组大小可以通过TCP协议来完成。而UDP却限制着发送与接收的分组大小，所以，TCP与UDP的分组大小机制形成了对比。

4.1.3 适用于物联网的TCP/IP

TCP/IP名为网络通信协议，也是传输控制协议或者因特网互联协议。TCP/IP事互联网中最基本的协议与全球互联网的基础。TCP/IP协议对数据传输的标准进行了严格的定义，所以将TCP/IP协议分为四层，每一层都能将需要的数据传输到上层。TCP/IP与UDP协议有很大的区别，TCP在IP上实现服务至上还能为数据传输提供一个可靠的字节流，能够实现缓冲数据机制、主动确认与重传机制，为数据提供一个对应的可靠性保证。

TCP可以实现在一个虚电路的抽象概念之下完成面向分组的IP网络的隐藏。其中每一个虚电路都能够实现一个连接。想要完成数据之间的连接，就需要在两个端点之间建立一个连接，通过这个连接实现数据的发送功能。连接必须要由IP地址与TCP端号口共同确定，应用层通常将协议建立在TCP上[6]。

通过这种协议，建立了一个OSI的七层抽象参考模型，这个模型中的每一层都具有不同的数据传输功能与信息服务功能。其中每一层对上层传输需要的数据，实现数据的传输。如图1所示：

1）网络接口层

物理层与数据链路层都是属于网络接口层。IP数据想要在两个终端之间实现数据的转发，就必须通过网络接口层。数据链路层是在网络上实现IP数据的接收与发送，这个过程涉及物理层中的接收数据帧。将IP数据报从帧中提取出来之后，在IP层下接收IP数据报。

2）网络层

网络层的主要工作是实现两个相邻计算机之间的通信。计算机之间的通信功能主要是指IP层接受到传输层传输的IP数据之后，在将IP数据报装入数据报之中，完成报头的传输之后将数据传输给网络接口层。网络层完成网络接口层数据线的排查之后，在确定传输的数据是否已经到达了目的地。

3）传输层

传输层的主要工作是接受网络层传输的IP数据报，负责程序之中的相互通信。传输层协议中的TCP协议主要是通过三种机制在实现了IP层上的传输服务之后再实现字节的可靠传输。不管是确认数据报还是重传数据报都是通过传输层的TCP发送的数据都需要经过接收端进行确认，如果发送端在接收数据之后在规定的时间间隔内并没有收到“已确认”的回馈，则需要将这个数据重新传送。

序列号是在传输时TCP字节中的每一个数据在进行确认或匹配时使用的序列号。TCP字节之中的每个字节都有一个序列号，这样在数据传输的过程中能够实现数据的快速确认。

4）应用层

应用层是整个协议中的更高层协议。这个协议的内容很长，是支持应用的更高层次的协议。如表1所示：

应用层的协议主要包括超文本传输协议（HTTP）、文件传输协议（FTP）、简单文件传输协议（TFTP）、Telnet以及SNMP。

4.2采用IP协议的重要性

4.2.1 IP协议的互通性

IP协议最原始的设计是为了实现网络层的互通而设计的。IP网络的工作可以在不同类型的链路层上完成。单一的IP网络可以实现各种底层媒介之间的运转。物联网内的智能物件是否可以实现不同链路层与不同链路层间的通信是非常重要的一项。

在整个IP架构中，IP已经在当今的互联网中实现了广泛的应用。IP发展到今天已经不再是定义互联网标准的一个协议，它同样可以在互联网之外的计算机中实现标准[7]。IP智能物件对通信设备没有硬性的规定，并在任意设备上都可以完成通信。

IP系统在一般的计算机与服务器上都是可用的。在很多的智能物件中，IP网络软件正在增加当中。通信技术在日渐发展的互联网中已经出现了更多支持IP的通信技术。IP可以在高速、高吞吐量的通信技术中得到快速的运行。

4.2.2 IP架构

IP架构已经证明在互联网中是可以持续发展的。IP架构的基础原则促进了网络的发展能力与应用个多功能性的发展。IP架构中的端到端原则规定了IP架构中应用层协议机制的发展，这种发展使得IP架构能够脱离底层网络和机制发展。其中，网络并不包含任何与应用级相关的信息，而网络的最终功能只是实现了端点之间数据的传输。

4.2.3 IP架构的普遍性

IP协议可以离开在未来的发展中可能发生改变的，具有特殊性的应用进行信息的传输与共享，所以，这个架构基础的稳定性决定了IP协议是否可以支持互联网未来的发展。在物联网的发展中，智能物件的系统设计一般可以到达十年，所以，对于IP架构基础技术要具有稳定性，能够保证IP系统的周期时刻保持可用性。

IP架构在我国已经有几十年的历史了，IP架构在发展中还存在这一定的空间，这些空间能够使用应用层与链路层间的继续发展，整体架构的稳定性是在其他协议中并不常见的。IP架构的网络层是整个架构的核心，有IPv4与IPv6这两个版本存在。这两者之间的架构并没有主要的区别，但是IPv6与IPv4相比能够提供更多的地址[8]。IP已经具有了大量已经安装使用的用户于网络基础设施作为基础，所以，IP网络访问以及网络设备在随时都可以发挥功能，提供使用。

IPv6是整个物联网中的基础协议，在网络通信技术中具有非常多的优点。IPv6不仅可以解决物联网使用时关于网络方面的限制，可以将更多的地址作为智能物件的使用基础，同时IPv6已经广泛的运用到了互联网之中。IPv6在未来的通信之中将会成为主流标准，占据通信方式的主导地位，同时，在互联网与物联网之间的应用也会更加的广泛。

5 结束语

随着时代的不断前进，互联网与物联网的发展已经成为了时代的一种趋势。互联网让人们的生活更加的便利，物联网的出现促进了时代快速发展。物联网与互联网相比，有着属于自身的优势，而互联网与物联网的相互连接，给人们创造了更多的研究项目，这些项目的出现无疑是人们生活中的另一笔财富。物联网与互联网在未来的发展中将回实现与平台之间的互联，实现更多的通信。

参考文献：

[1] 邬贺铨. 从互联网到物联网[J]. 办公自动化， 2011， 7（1）： 7-8.

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[4] 白炳波. 物联网是互联网的继承和发展[J]. 物联网技术， 2013，5（9）： 85-87.

[5] 刘昕， 徐恪， 陈文龙， 等. 融合物联网的下一代互联网体系结构研究[J]. 电信科学， 2011，11（8）： 66-74.

[6] 肖峰. 从互联网到物联网： 技术哲学的新探索[J]. 东北大学学报：社会科学版， 2013（9）3： 221-227.

[7] 陈柳钦. 物联网： 国内外发展动态及亟待解决的关键问题[J]. 决策咨询通讯， 2012，6（5）： 15-25.

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