Contents

Введение

Интернет вещей (IoT) стал одной из самых преобразующих технологических инноваций нашего времени. Поскольку все больше устройств подключаются к Интернету, образуя обширную сеть датчиков и интеллектуальных устройств, Интернет вещей фундаментально меняет то, как мы взаимодействуем с физическим миром.

Но что такое Интернет вещей и чем он отличается от традиционных сетей устройств?

Учитывая, что в ближайшие несколько лет в сеть подключатся миллиарды подключенных устройств, важно иметь четкое представление об уникальной архитектуре, возможностях и проблемах, связанных с системами Интернета вещей.

В этой статье будут подробно рассмотрены основные концепции и компоненты, составляющие экосистему Интернета вещей, а также выделены ключевые различия между сетями Интернета вещей и устаревшими сетями связи. Мы рассмотрим такие важные темы, как масштабируемость, обработка данных в реальном времени, уязвимости безопасности, роль облачных вычислений и проблемы конфиденциальности данных. Кроме того, в статье будут продемонстрированы реальные реализации Интернета вещей посредством тематических исследований и примеров, демонстрирующих преобразующий потенциал этой технологии в различных отраслях.

К концу вы получите окончательные ответы на такие актуальные вопросы, как:

  • В чем фундаментальное отличие Интернета вещей от традиционных сетей?
  • Как Интернет вещей влияет на конфиденциальность и безопасность данных?
  • Какую роль облачные вычисления играют в решениях Интернета вещей?
  • Могут ли традиционные сети легко интегрироваться с системами Интернета вещей?

Давайте начнем раскрывать тайны этого быстро развивающегося технологического ландшафта.

Растущее значение Интернета вещей в современном обществе

Интернет вещей вышел за рамки модных словечек и стал неотъемлемой частью деловых операций и повседневной жизни. От умных домов до промышленных систем внедрение Интернета вещей ускоряется во всех секторах. Сетевое соединение физических объектов через Интернет открывает эру автоматизации, принятия решений на основе данных и удаленного управления.

Интернет вещей предлагает значительную ценность с точки зрения оптимизации систем, снижения затрат и повышения качества жизни. Исследование McKinsey прогнозирует, что к 2025 году IoT сможет приносить экономическую ценность до 11,1 триллиона долларов в год. Таким образом, интеллектуальное подключение устройств является для организаций стратегической необходимостью, а не вариантом.

Понимание того, что отличает Интернет вещей, имеет жизненно важное значение, учитывая его огромный потенциал и быстрое распространение. Цель этой статьи — расшифровать фундаментальные атрибуты, которые отличают решения Интернета вещей от традиционных ИТ-сетей. Эти знания помогут вам оценить актуальность Интернета вещей для вашего сценария использования.

Понимание Интернета вещей и его компонентов

Определение и основные концепции Интернета вещей

Интернет вещей обычно относится к системе подключенных к Интернету физических устройств, которые могут собирать, обмениваться данными и обрабатывать их автономно. Этот термин обозначает, как обычные объекты получают вычислительную мощность через встроенные системы и возможности подключения, облегчая обмен данными через Интернет.

сеть Интернет

По сути, Интернет вещей означает расширение функциональности Интернета за пределы традиционных устройств, таких как компьютеры, смартфоны и планшеты, на повседневные сенсорные устройства. Это позволяет им генерировать, анализировать и передавать данные по сети без вмешательства человека.

Основные концепции и возможности, лежащие в основе Интернета вещей, включают:

  • Возможность подключения. Проводное или беспроводное подключение позволяет конечным точкам Интернета вещей передавать данные датчиков в централизованные места.
  • Обнаружение. Датчики, такие как акселерометры, гироскопы, магнитометры и т. д., позволяют устройствам Интернета вещей обнаруживать события или изменения в окружающей среде и предоставлять соответствующие выходные данные.
  • Сбор данных. Постоянный сбор данных обеспечивает отслеживание, мониторинг и анализ для получения скрытой информации и оптимизации принятия решений.
  • Дистанционное управление. Двунаправленная связь облегчает удаленный мониторинг и управление приборами, системами и оборудованием через Интернет.

Таким образом, система Интернета вещей по существу использует подключенные датчики и данные для цифровой революции в физических процессах и инфраструктуре посредством автоматизации, аналитики и интеграции искусственного интеллекта.

Устройства и датчики в экосистеме Интернета вещей

Арена Интернета вещей включает в себя огромный спектр оборудования: от маломощных датчиков до высокопроизводительных периферийных устройств. В зависимости от уровня вычислительной мощности ключевые категории продуктов включают в себя:

Простые датчики

Базовые датчики обнаруживают активы, события или условия, такие как движение, скорость потока, уровни заполнения, температура и т. д. Они передают соответствующие аналоговые/цифровые сигналы на шлюзовые устройства.

Примеры: датчики освещенности, датчики приближения, датчики уровня, расходомеры.

Бюджетные устройства Интернета вещей

Устройства на базе микроконтроллеров, такие как платы Arduino, платы Raspberry Pi и т. д., могут собирать сенсорные данные и обмениваться данными через Интернет для обмена простой телеметрической информацией.

Примеры: макетные платы, одноплатные компьютеры.

Передовые продукты Интернета вещей

Сложные устройства Интернета вещей имеют встроенные процессоры/память, встроенное ПО, операционные системы и хорошо оснащенное оборудование для подключения для надежной и безопасной передачи данных.

Примеры: интеллектуальные термостаты, счетчики электроэнергии, подключенные транспортные средства.

Контроллерные устройства

В промышленных и корпоративных установках Интернета вещей используются программируемые контроллеры автоматизации с прочной конструкцией для агрегирования данных датчиков и управления реальным оборудованием/аппаратурой с использованием логики управления.

Примеры: ПЛК, PAC, встроенные системы управления.

Устройства шлюзов Интернета вещей

Шлюзы обеспечивают подключение, безопасность и поток данных между датчиками/контроллерами и инфраструктурой облака/центра обработки данных. Обычно они включают преобразование протоколов, аналитику, шифрование и т. д.

Примеры : промышленные периферийные шлюзы Интернета вещей , шлюзы M2M.

Таким образом, экосистема Интернета вещей охватывает интеллектуальные устройства самого широкого спектра — от базовых тегов и датчиков до сложных систем автоматизации и шлюзов.

сеть в iot

Протоколы связи в сетях IoT

Обмен данными от устройств IoT к другим конечным точкам основан на протоколах связи, которые определяют стандартный набор правил, обеспечивающих плавную передачу. Выбор правильного проводного или беспроводного протокола зависит от требований конкретного случая использования, таких как задержка, потребности в электропитании, соображения безопасности и т. д.

Протоколы проводного подключения IoT

Технологии проводной связи, используемые в IoT, включают:

Ethernet: Обеспечивает высокие скорости и низкую задержку, что критически важно для видеопотоков и больших объемов полезных данных. Обычно используется для заводских сетей и транспортных средств.

сеть Интернет

RS-485: Дифференциальная передача сигналов обеспечивает устойчивость в шумных промышленных условиях на больших расстояниях по витой паре.

CAN-шина: специализированный протокол автомобильной шины, хорошо подходящий для управления связью в реальном времени между компонентами автомобиля. Обеспечивает обнаружение ошибок.

Протоколы беспроводного подключения, используемые в IoT

Ключевые беспроводные технологии включают в себя:

Сотовая связь 4G/5G: обеспечивает подключение с высокой пропускной способностью, подходящее для потоковой передачи мультимедиа и широкого покрытия через базовые станции сотовой связи.

LoRaWAN: протокол LPWAN, предназначенный для приложений IoT на большие расстояния с низкой скоростью передачи данных. Работает в нелицензионном диапазоне.

Zigbee: протокол ячеистой сети, работающий в сетях IEEE 802.15.4, хорошо подходящий для домашней автоматизации из-за низкого энергопотребления.

Bluetooth/BLE: протокол ближнего радиуса действия с минимальным энергопотреблением, идеально подходящий для носимых устройств и приложений на телефоне.

Wi-Fi: повсеместный протокол, обеспечивающий высокую пропускную способность, подходящий для видео и локальной связи в зданиях и домах.

Таким образом, экосистемы Интернета вещей используют ряд проводных и беспроводных протоколов, адаптированных для удовлетворения конкретных требований к подключению. Шлюзы обычно объединяют данные из разных протоколов перед их маршрутизацией на конечные точки обработки.

Что отличает Интернет вещей от традиционных сетей?

Ключевые различия между Интернетом вещей и традиционными сетями

Хотя Интернет вещей может показаться продолжением традиционных сетевых технологий, существуют фундаментальные различия в архитектурных структурах, возможностях и приложениях.

Проблемы масштабируемости в IoT

Ключевым контрастом является огромный масштаб распределенных конечных точек, которыми необходимо управлять в сетях IoT. Миллиарды датчиков, приборов и устройств превзойдут человеческие возможности ручной настройки и обновления. Традиционные сети не сталкиваются с такой проблемой, как развертывание сверхкрупномасштабных устройств и ограниченность ресурсов.

Беспроводной доступ с низким энергопотреблением, миниатюрные схемы и беспорядочные соединения создают технологические препятствия. Функциональная совместимость также усложняется при использовании гетерогенных устройств и нестандартных протоколов. По умолчанию традиционные сети имеют более единообразные серверы и протоколы.

Устранение ограничений, связанных с ненадежным подключением, ограниченной пропускной способностью и идентификацией устройств, имеет важное значение для масштабируемости систем Интернета вещей.

Обработка данных в реальном времени в IoT

Решения Интернета вещей часто ориентированы на срочные сценарии автоматизации, требующие сбора данных и реагирования в реальном времени. Например, автономным транспортным средствам может потребоваться принимать решения о безопасности за миллисекунды на основе потоковой информации от датчиков.

Напротив, традиционные сети отдают приоритет доступу и передаче информации, а не немедленному анализу для реального срабатывания. В то время как обычные сети обеспечивают ретроспекцию, Интернет вещей дает представление о текущем состоянии.

Обеспечение оперативности реагирования в режиме реального времени требует децентрализованной обработки данных ближе к узлам Интернета вещей с помощью парадигм периферийных и туманных вычислений.

Уникальные проблемы безопасности устройств Интернета вещей

Конечные точки с подключением к Интернету, такие как датчики, камеры и транспортные средства, представляют собой уязвимые поверхности для атак, в которых отсутствуют надежные средства безопасности. Слабые механизмы аутентификации и несанкционированный доступ могут привести к серьезным последствиям для физической безопасности и конфиденциальности.

Для традиционной ИТ-инфраструктуры, такой как серверы и компьютеры на предприятиях, меры безопасности относительно более строгие и обеспечиваются единообразно. Однако разнообразие устройств Интернета вещей значительно усложняет реализацию общесистемных мер безопасности.

Регулярное обновление прошивки на устройствах становится сложным. Управление рисками требует адаптации к развивающимся угрозам. Эти факторы подчеркивают, почему сети Интернета вещей требуют более надежной и отказоустойчивой основы безопасности, чем традиционные ИТ-системы.

Роль облачных вычислений в Интернете вещей

Экспоненциальный объем данных, производимых сетями Интернета вещей, было бы невозможно эффективно собирать, обрабатывать и хранить без масштабируемости облачной инфраструктуры по требованию. Таким образом, облачные вычисления имеют решающее значение для реализации решений Интернета вещей.

Интеграция облака в архитектуру Интернета вещей

В типичной среде Интернета вещей шлюзы и периферийные устройства передают данные датчиков от подключенных конечных точек на централизованные или облачные платформы. Основные обязанности, управляемые через облако, включают:

Консолидация данных – агрегирование разнородных потоков данных для унифицированного анализа.

Масштабируемое хранилище — хранение экспоненциально растущих данных, накопленных с периферийных устройств.

Аналитика в реальном времени – обеспечение быстрой аналитики посредством потоковой передачи данных через конвейеры больших данных.

Хостинг приложений – запуск приложений Интернета вещей, необходимых для мониторинга, прогнозной аналитики и управления системой.

Возможности искусственного интеллекта: использование машинного/глубокого обучения для автоматизации и принятия решений.

Визуализация и информационные панели – создание графических отчетов, карт и показателей.

Таким образом, облако наделяет инфраструктуру Интернета вещей надежными возможностями подключения, гибкостью хранения и расширенными функциями обработки, что в противном случае было бы технически и экономически нецелесообразно.

Преимущества и проблемы облачных решений Интернета вещей

Ключевые преимущества

  • Никаких первоначальных инвестиций в оборудование
  • Безграничная емкость
  • Более высокая вычислительная мощность
  • Простая миграция приложений
  • Автоматические обновления
  • Исключительная надежность

Критические соображения

  • Постоянное подключение к Интернету
  • Проблемы с задержкой для промышленных установок
  • Ограниченный контроль над ресурсами
  • Мультитенантные риски безопасности
  • Проблемы конфиденциальности и утечки данных

Пригодность облачных решений Интернета вещей полностью зависит от приоритетов вариантов использования, касающихся потребностей в реальном времени, контроля, конфиденциальности данных и требований безопасности.

Влияние на хранение и обработку данных

Объем, скорость и разнообразие данных Интернета вещей выводят традиционные подходы к хранению и аналитике за пределы их возможностей. Простое размещение необработанных данных в озерах данных также не приносит существенной пользы.

Чтобы в полной мере использовать аналитические данные, аналитика Интернета вещей требует специализированных конвейеров больших данных, включающих:

  • Масштабируемые базы данных, такие как Cassandra, для сохранения притока записей датчиков.
  • Обработка в реальном времени с помощью Spark Streaming для обработки мгновенных данных.
  • Экосистемы Hadoop для преобразования разнообразных данных
  • Расширенная аналитика посредством рабочих процессов обработки данных
  • Пользовательские алгоритмы машинного обучения, которые постоянно обучаются на новых данных

Облачная инфраструктура предоставляет платформы распределенной обработки и бессерверное ускорение, необходимые для такого анализа, а также обеспечивает безопасность корпоративного уровня и управление конфиденциальными данными.

Таким образом, облачные вычисления существенно меняют управление данными в системах Интернета вещей по сравнению с традиционной аналитикой.

Управление данными в IoT и традиционных сетях

Данные, поступающие из экосистем Интернета вещей, существенно отличаются от обычных ИТ-систем по объему, а также по необходимости локализации и безопасности.

Обработка огромных объемов данных Интернета вещей

Множество подключенных конечных точек в развертываниях Интернета вещей генерируют наборы данных астрономического масштаба, готовые для получения информации по оптимизации. Традиционные хранилища данных плохо приспособлены для обработки сотен петабайт, непрерывно передаваемых с высокой скоростью.

Динамическое масштабирование объектного хранилища, оптимизация доступа для чтения и записи, сегментирование баз данных и потоковая аналитика становятся обязательными независимо от размера бизнеса. Традиционные сети редко сталкиваются с острой необходимостью совершенствовать архитектуру исключительно ради полезности аналитики. Интернет вещей также требует сохранения истории для обучения моделей машинного обучения.

Таким образом, требования к хранению данных наряду с обработкой в реальном времени добавляют дополнительные инфраструктурные накладные расходы.

Периферийные вычисления: перенос обработки данных ближе к источнику

Хотя облачные инфраструктуры значительно помогают в анализе больших данных, передача необработанных потоков данных датчиков IoT в облако для незначительной обработки приводит к задержкам и интенсивному использованию полосы пропускания.

Граничные вычисления решают эту проблему за счет кэширования, агрегирования и простого анализа данных в точках входа, таких как шлюзы и локализованные серверы, расположенные вблизи конечных точек. Это уменьшает объемы полезной нагрузки, отправляемой в облако, и одновременно ускоряет процесс принятия решений для срочных случаев автоматизации.

Традиционные сети не сталкиваются с сопоставимыми проблемами масштаба, распределения и задержки при предварительной обработке данных. Таким образом, периферийные ресурсы превращаются в ключевую основу управления данными в средах Интернета вещей.

сеть Интернет

Проблемы конфиденциальности данных в IoT

Чувствительность в отношении владения данными, их видимости и ограничений на хранение значительно усиливается в контексте Интернета вещей из-за увеличения воздействия на физический мир. Непрерывный сбор телеметрических данных с устройств, используемых в повседневной жизни, может выявить подробные поведенческие профили, которые могут быть использованы без явного согласия или не по назначению.

В традиционных сетях границы доступа и права могут быть относительно простыми для сотрудников, имеющих доступ к корпоративным данным и системам. Но осведомленность пользователей и управление правами должны развиваться более осторожно для внедрения Интернета вещей в умных домах, зданиях или общественной инфраструктуре, где передаются личные данные.

Таким образом, в то время как традиционные сети сосредоточены на управлении ИТ, Интернет вещей добавляет специализированные аспекты, такие как политики совместного использования данных и локализованная обработка.

Энергопотребление и эффективность

Для конечных точек, зависящих от батареи, таких как метки и датчики, постоянные требования к питанию для подключения IoT, передачи данных и встроенной аналитики требуют наличия высокооптимизированных устройств. Традиционные сети обеспечивают стабильную проводную электроэнергию.

Устройства с низким энергопотреблением в сетях IoT

Для повсеместного развертывания необходим длительный срок службы сети от нескольких лет до десяти лет. Таким образом, миниатюрные чипы и модули Интернета вещей специально разработаны с учетом функциональной экономичности, чтобы выдерживать длительный период бездействия и суровые условия окружающей среды. Это приводит к общим методам, таким как:

Энергосбережение по событию — использование циклов пробуждения/сна для активации компонентов только при необходимости

Сбор энергии – использование солнечных, кинетических и электромагнитных источников для устройств с автономным питанием.

Протоколы с низким энергопотреблением. Использование ограниченных протоколов, таких как BLE, Zigbee и LTE-M, для минимизации энергопотребления при передаче данных.

Прерывистые вычисления – сохранение памяти при включении и выключении питания для синхронизации состояния устройства.

Агрессивная цикличность работы – агрессивная оптимизация периодических действий, включая проверки безопасности.

Аппаратное ускорение — специальные чипы искусственного интеллекта для обеспечения аналитики при низком энергопотреблении.

Масштабирование напряжения и тактовой частоты — динамическая настройка подаваемого напряжения и тактовой частоты в зависимости от вычислительных потребностей.

Энергоэффективные протоколы и технологии

Для увеличения срока службы в масштабе необходимы стандартизированные технологии обмена метаданными энергопотребления внутри элементов системы Интернета вещей для унифицированной оптимизации:

Облегченный обмен сообщениями — DDS, MQTT полагаются на простую инфраструктуру публикации-подписки, требующую ограниченной передачи.

Асинхронный — обеспечивает подключение без постоянной синхронизации, требующей ресурсов.

«Сонные» устройства — такие протоколы, как 6LoWPAN и функция планирования, минимизируют энергию для изменения состояния.

Интеллектуальные уведомления — выборочные push-уведомления предотвращают ненужные пробуждения системы благодаря объединению датчиков.

Управление топологией – ячеистая/многопереходная маршрутизация для динамической адаптации мощности передачи и возможности подключения.

Возобновляемая энергия – интеграция возможностей использования энергии окружающей среды для беспроводных датчиков с использованием протокола EnOcean.

Экологические последствия Интернета вещей

Распространение подключенных устройств также способствует технологическим отходам из-за неадекватных систем восстановления. Сложность переработки специализированной электроники и датчиков требует рассмотрения проектов, пригодных для вторичной переработки, и устойчивого производства.

Для традиционных электронных товаров, таких как компьютеры и мобильные устройства, в настоящее время существует структурированное регулирование электронных отходов. Но обеспечение столь же ответственного управления жизненным циклом и обеспечение соблюдения требований остается открытой проблемой по мере роста внедрения Интернета вещей.

Таким образом, с экологической точки зрения революция Интернета вещей требует комплексных действий в области энергоэффективных технологий и управления электронными отходами во всем мире.

Тематические исследования: приложения

Понимание отличий от традиционных ИТ бессмысленно без учета того, как Интернет вещей способствует цифровой трансформации во всех областях посредством специализированных вариантов использования.

Умные города: революция в городской жизни

Развертывание городского Интернета вещей направлено на создание предложений на китайском языке, эффективное управление переводами и устойчивую инфраструктуру. Рассмотрите интеллектуальные системы освещения, которые калибруют интенсивность на основе естественного освещения и датчиков движения, чтобы сократить счета за электроэнергию и выбросы.

Традиционная инфраструктура освещения не может динамически адаптироваться или настраивать потребление электроэнергии, требуя обширного ручного обслуживания. Интернет вещей повышает надежность и удобство.

Интегрированные структуры также помогают контролировать дорожное движение, обеспечивать видимость парковок, утилизировать отходы и контролировать загрязнение. Эти детальные гражданские улучшения завершаются улучшением условий жизни.

Промышленный Интернет вещей: совершенствование производственных процессов

Сетевые датчики облегчают профилактическое обслуживание, отслеживание активов, прозрачность цепочки поставок и автоматизацию самостоятельной настройки. Например, фабрики с поддержкой Интернета вещей могут автономно перенаправлять производственные потоки на основе обнаруженных узких мест или неизбежных сбоев оборудования, интерпретируемых ИИ.

Такая эффективность сводит к минимуму время простоя и ускоряет вывод продукции на рынок, одновременно максимизируя производительность по сравнению с устаревшими заводами, которым не хватает аналитического предвидения. Корпоративный Интернет вещей способствует принятию более разумных решений.

Интернет вещей в здравоохранении: трансформация ухода за пациентами

Носимые устройства, удаленно собирающие биометрические данные, позволяют осуществлять круглосуточный мониторинг без госпитализации, а умные дозаторы лекарств с оповещениями о соблюдении режима лечения обещают удобство и улучшение результатов.

Инфраструктуры Интернета вещей по сути переводят здравоохранение с эпизодических вмешательств на непрерывный уход, одновременно устраняя географические барьеры для доступа к лечению. Этот прогресс остается беспрецедентным благодаря традиционным медицинским технологиям до подключения к Интернету.

Проблемы совместимости в сфере Интернета вещей

Интернет вещей характеризуется разнообразием устройств, протоколов, архитектур, приложений, охватывающих отрасли и варианты использования. Эта неоднородность препятствует сквозной интеграции, необходимой для целостной автоматизации, и ограничивает долговечность технологий. Давайте рассмотрим ключевые проблемы, препятствующие функциональной совместимости.

Усилия по стандартизации в IoT

Фрагментация продуктов и платформ Интернета вещей создает препятствия для прозрачного обмена данными в изолированных развертываниях. Решение этой проблемы требует согласованных стандартов в отношении интерфейсов связи, управления устройствами, моделирования данных, контроля безопасности и т. д.

Многие организации по стандартизации активно публикуют общие руководящие принципы и рекомендации, обеспечивающие сотрудничество между разрозненными компонентами. Некоторые ведущие стандарты совместимости включают в себя:

oneM2M — определяет функциональную архитектуру, охватывающую устройства, шлюзы и облачную инфраструктуру, а также нормы безопасности, форматы данных и т. д.

OCF – описывает протоколы обнаружения устройств и безопасного подключения для экосистем IoT/граничных экосистем.

OPC-UA – подчеркивает семантическую совместимость между промышленными активами для обмена данными, не зависящего от поставщика.

W3C Web of Things — использует веб-протоколы для единой связи оборудования IoT с приложениями.

OMA LWM2M – ориентирован на управление устройствами в ограниченных средах M2M.

OMA NGSI-LD — поддерживает моделирование контекстной информации и запрос сложных взаимосвязей IoT.

Эти структуры иллюстрируют согласованные усилия по техническому согласованию, чтобы Интернет вещей оставался доступным для всех поставщиков для удовлетворения потребностей бизнеса.

Преодоление проблем совместимости

Однако предприятия, внедряющие собственные решения, специфичные для конкретных поставщиков, создают препятствия для внедрения стандартных интерфейсов. Эта проблема приводит к тому, что вертикали Интернета вещей становятся разрозненными, что затрудняет модернизацию или внедрение лучших в своем классе точечных инструментов в операционной инфраструктуре.

Поставщики также продвигают индивидуальные варианты, заявляя о конкурентных преимуществах. Но организации должны комплексно оценивать, способствуют ли фрагментированные среды общей эффективности или препятствуют будущей масштабируемости.

Другой подход заключается в том, чтобы требовать, чтобы продукты IoT соответствовали утвержденным спецификациям во время закупок. Реализации с открытым исходным кодом позволяют настраивать стандартизированные ядра.

Миграция устаревших систем также требует гармонизации интерфейсов между современным Интернетом вещей и традиционными SCADA или сенсорными платформами. Таким образом, функциональная совместимость — это диалог, требующий сотрудничества как со стороны предложения, так и со стороны спроса.

Необходимость единой экосистемы Интернета вещей

Возможность беспрепятственного подключения и участия различных классов конечных точек максимизирует рентабельность инвестиций в подключение. Для этого необходима общая основа посредством организационного партнерства, помимо технической документации по лицензированию, тестированию, сертификации и т. д.

Такие платформы, как AWS, Microsoft Azure или Google Cloud, предлагают комплексные услуги Интернета вещей, направленные на упрощение интеграции в облаке, сети, периферии и устройствах. Развертывание частных сетей 5G позволяет создавать настраиваемые сети с гарантированным качеством обслуживания.

Но в специализированных вертикалях фрагментация сохраняется из-за потребностей ниши или собственных преимуществ. Постоянные согласованные действия необходимы для того, чтобы Интернет вещей полностью реализовал свой потенциал во всем мире.

Путь вперед остается открытым для инноваций в области универсальных трансляторов, ячеистой архитектуры и новых методологий проектирования, которые могли бы органично формировать единство.

Меры безопасности для сетей Интернета вещей

Безопасность представляет собой наиболее насущную проблему для безопасного масштабирования инфраструктуры Интернета вещей между приложениями. Расширенная поверхность атаки из-за увеличения числа конечных точек, слабая защита устройств и последствия для физической безопасности гарантируют надежную защиту во всей экосистеме.

Шифрование и аутентификация в IoT

Синтезирование защиты начинается со строгой идентификации устройств и управления доступом для разрешенных пользователей и конечных точек. Это требует:

Идентификация устройства и подключение — уникальные идентификаторы, учетные данные и установление доверия

Контроль доступа – аутентификация, авторизация и условный доступ

Управление жизненным циклом учетных данных — предоставление, ротация и отзыв

Многоуровневое шифрование охватывает сквозные потоки данных, обеспечивая целостность от кражи или подделки:

Транспортное шифрование — TLS, DTLS и VPN для связи.

Шифрование данных – стандарты AES или SM4 с использованием криптографических ключей.

Управление ключами – защищенные механизмы генерации/распределения ключей.

Защита устройств Интернета вещей от киберугроз

Усиление конфигурации устройств также повышает устойчивость к распространенным методам атак:

Обновления программного обеспечения – тщательное исправление версий прошивки.

Flash Protection – предотвращение внедрения или изменения кода.

Ограничение привилегий – минимизация ненужного доступа к ресурсам.

Защита данных – безопасное хранение в изолированных средах

Тестирование устойчивости — стресс-тестирование для обеспечения безопасности и сохранения производительности.

сеть Интернет

Лучшие практики обеспечения безопасности Интернета вещей

Важными указателями также являются внедрение модулей безопасности, адаптированных к устройствам с ограниченными возможностями, мониторинг угроз с помощью инструментов SIEM и обеспечение конфиденциальности пользователей посредством анонимизации с контролем доступа.

Комплексный план безопасности, специально разработанный для постоянно появляющихся векторов угроз Интернета вещей, остается жизненно важным для снижения рисков. Интеграция защиты с самого начала, а не усиление защиты ретроспективно определяет ответственные инновации, поскольку Интернет вещей преобразует пространство.

Часто задаваемые вопросы (FAQ)

Обширный потенциал Интернета вещей наряду с ключевыми отличиями от традиционных сетей, выявленных до сих пор, потенциально может вызвать несколько вопросов у лиц, принимающих решения в области технологий. Давайте обратимся к критическим областям, вызывающим путаницу.

В чем фундаментальное отличие Интернета вещей от традиционных сетей?

Основной контраст вращается вокруг Интернета вещей, влекущего за собой экосистему специализированных физических устройств, таких как приборы, датчики и товары. Таким образом, возможность подключения фокусируется на взаимодействии с физической средой для уведомлений о статусе, контроля или оптимизации. Традиционные сети преимущественно обеспечивают связь между явно вычислительными конечными точками, такими как серверы, компьютеры и мобильные устройства, в цифровой сфере.

Как Интернет вещей влияет на конфиденциальность данных?

Постоянный сбор данных с датчиков Интернета вещей, связанных с бытовой техникой, коммунальными услугами, носимыми устройствами и т. д., создает больший риск для конфиденциальности из-за использования или неэтичного анализа поведенческих данных, связанных с отдельными людьми. Пользователи могут не знать о сборе детальной телеметрии с гаджетов. Таким образом, Интернет вещей требует более строгих рамок согласия и контроля видимости для пользователей наряду с мерами по анонимизации данных.

Существуют ли конкретные риски безопасности, связанные с устройствами Интернета вещей?

Да, в отличие от серверов и компьютеров, устройствам Интернета вещей часто не хватает зрелых функций безопасности или механизмов для аутентифицированных обновлений программного обеспечения. Их встроенная природа также допускает киберфизические атаки с нанесением ущерба. Сложность интеграции еще больше скрывает риски, ведущие к появлению уязвимых поверхностей угроз для большинства настроек Интернета вещей из-за подключения к облакам.

Какую роль облачные вычисления играют в IoT?

Облако позволяет создавать архитектуры Интернета вещей, предлагая масштабируемые и гибкие функции хранения и вычислений для управления подключением, запуска аналитических приложений или безопасного предоставления данных службам, нуждающимся в доступе. Облако также организует связь между центрами обработки данных и полевыми сетями.

Могут ли традиционные сети легко интегрироваться с Интернетом вещей?

Ограниченная поддержка протоколов в устаревших системах и отсутствие встроенной совместимости создают проблемы на пути объединения Интернета вещей с традиционной инфраструктурой. Но внедрение тактических периферийных устройств, таких как шлюзы, в сочетании с промежуточными веб-сервисами, преобразователями данных и интеграцией на основе API, позволяет создавать гибридные среды.

Как периферийные вычисления решают проблемы обработки данных Интернета вещей?

Выполнение аналитики на узлах периферийных вычислений, расположенных ближе к датчикам, снижает задержку, повышает надежность соединений на большие расстояния и снижает нагрузку на полосу пропускания сетей за счет фильтрации данных, требующих передачи в облако. Это подходит для промышленной автоматизации с использованием устаревшего оборудования.

Существуют ли экологические проблемы, связанные с широким распространением Интернета вещей?

Да, хотя Интернет вещей позволяет более разумно управлять энергопотреблением, крупномасштабное развертывание подключенных устройств или датчиков, которые не имеют достаточных возможностей для переработки или являются энергоемкими, рискует нанести долгосрочный ущерб. Устойчивое производство, эффективные протоколы и сознательное использование центров обработки данных помогают компенсировать ситуацию.

сеть Интернет

Какие отрасли получают наибольшую выгоду от приложений Интернета вещей?

Точное земледелие, умные города, производство и здравоохранение демонстрируют огромный потенциал для создания стоимости и преобразования качества обслуживания клиентов с использованием ориентированных на данные возможностей Интернета вещей для оптимизации использования воды, прогнозирования перебоев в работе, повышения производительности и т. д.

Как можно смягчить проблемы совместимости в сетях IoT?

Предприятия могут согласовать политику закупок устройств с продуктами, соответствующими стандартам, с общими протоколами и API. Тестирование совместимости оборудования и поиск интегрированных периферийных/облачных платформ также способствуют гармонии. Приоритизация программного обеспечения с открытым исходным кодом позволяет настраивать платформы в соответствии с конкретными потребностями без вертикальной привязки.

Какие меры могут предпринять отдельные лица для защиты своих устройств Интернета вещей?

Потребители должны изменить пароли по умолчанию, включить автоматические обновления, установить приложения безопасности, обеспечивающие брандмауэры, отключить неиспользуемые функции, подключать устройства только к частным сетям и постоянно изучать безопасные настройки в качестве отправной точки.

Таким образом, реализация уникальных потребностей в безопасности, конфиденциальности и интеграции инфраструктуры Интернета вещей остается ключевой, хотя стандартизация и модульное мышление продолжают снижать барьеры внедрения.

Заключение

В заключение отметим, что Интернет вещей отличается от традиционных сетевых технологий универсальностью устройств, потребностями в режиме реального времени, масштабируемостью и дизайном безопасности. Облачные вычисления, периферийный интеллект и анализ данных лежат в основе раскрытия преимуществ цифровой трансформации на основе Интернета вещей.