国开《网络实用技术基础》第六章 6.1 移动互联网
6.1 移动互联网
一、移动互联网发展
如图6-1所示，互联网的发展经历了以下3个阶段：
1．固定、有线互联网：互联网主要依靠固定、有线的方式进行互联互通。
2．无线互联网：随着无线网络技术的快速发展和带宽容量的不断增加，用户可以更多地通过无线链路接入互联网。
3．移动互联网：用户使用移动终端，通过移动通信网络接入互联网，移动性是此阶段互联网的特性。
图 6-1 移动互联网的发展趋势
二、移动互联网概念
移动互联网本质上是移动通信网络和互联网络的融合，以移动通信网络作为接入网，通过路由器和网关等网络设备接入到互联网，并由互联网向用户提供所需的服务。
如图6-2所示，移动互联网包括三个基本要素：
1．公众互联网，如Web、WAP等。
2．移动无线通信网络，如2G GSM、3GWCDMA和4G LTE蜂窝网络等。
3．移动终端，如智能手机、平板电脑等。
图6-2 移动互联网要素
移动性是移动互联网的重要特点，主要体现在以下3个方面：
1．移动场景，表现为可随时随地地进行信息访问和沟通交流，如手机上网浏览、手机QQ和微信聊天等。
2．移动终端，表现为终端的高便携性、智能化和应用随时随地更新等。
3．移动网络，表现为移动互联网可提供定位服务，并支持移动支付，如手机钱包等。
三、移动互联网特征
1．媒体化
移动运营商每天提供的手机版新闻早晚报和彩信等业务已成为用户获得最新信息的主要途径之一。
2．社交化
随着智能手机和平板电脑的普及，用户逐渐习惯利用智能终端在网络社区上与他人交流和分享信息。
3．高便携性
由于移动终端的便携性，用户能够在任何有网络覆盖的地方利用移动终端访问互联网，这是PC机无法比拟的。
4．宽带化
3G、4G蜂窝技术的发展使得视频通话成为了可能，更高的传输速率将促使一些新的商业模式诞生。尤其是4G移动通信技术的成功应用，使得一些带宽密集型（Bandwidth Bound）的视频类业务得到迅速发展。
5．融合化
移动通信网和互联网的融合已经成为一种发展趋势，主要体现在两个方面：
1）网络的融合，移动通信网正向着IP化的方向演进，与现有的互联网逐渐融合。
2）桌面互联网的应用逐渐搬迁至移动互联网上，同时，移动互联网的一些创新应用也促进了桌面互联网新业务的诞生。
四、移动IP技术
移动IP技术是实现移动互联时代的基础。为了使终端在移动互联网中具有连续通信的能力，移动IP（MIP，Mobile IP）协议，在不改变IP地址的前提下，保持终端通信的连续性，实现网络的无缝漫游。
如图6-3所示，移动IP在网络层提供了一种路由机制，使移动终端可用固定的IP连接到任何链路上，无中断地接收数据。
如图6-4所示，在移动IP技术中，本地代理通过隧道将发送给移动节点的IP数据包转发到移动节点。隧道是一种传送数据包的路径，通常一个数据包被封装在另一个数据包的载荷中进行传输时，所经过的路径称为隧道。
图6-3 移动IP的结构示意图
图6-4 隧道传输移动IP数据包的过程
移动IPv6是未来主流的移动IP技术。
移动IPv6与移动IPv4的区别在于，移动IPv6取消了外地代理，只有本地代理的概念。如果移动节点位于本地链路，则本地代理的作用与一般的路由器相同，将目的地址为移动结点的数据包直接转发给移动结点；移动结点离开本地链路后，本地代理将截取发往移动结点本地地址的数据包，并将这些数据包通过隧道发往移动结点的转交地址。
五、移动云计算技术
云计算是一种商业计算模型，它将计算任务调度到由大量服务器组成的数据中心进行分布式处理，使各种应用能够根据需要获取处理、存储和网络等计算资源。
如图6-5所示，云计算的服务模式包括：
1.基础设施即服务（IaaS，Infrastructure as a Service）。以服务的形式提供虚拟CPU、存储、网络等虚拟硬件资源。用户无需购买服务器、网络设备和存储设备，只需通过虚拟机（VM，Virtual Machine）租赁即可搭建自己的应用系统。
2.平台即服务（PaaS，Platform as a Service）。云服务提供商将开发环境和服务器平台作为服务，提供给个人及第三方进行应用的开发和部署。如微软Windows Azure 为用户提供强健的基础设施和开发环境，以开发移动应用程序、网站和游戏等。
3.软件即服务（SaaS，Software as a service）。SaaS提供商将应用软件统一部署在服务器平台上，客户可根据自己的实际需求，通过互联网向SaaS提供商定购所需的应用软件服务。著名的SaaS产品有Salesforce客户关系管理软件和Zoho办公套件等。
移动云计算（MCC，Mobile Cloud Computing）是指移动用户/终端通过移动互联网，以按需、易扩展的方式，获得所需的基础设施、平台、软件或应用等IT资源或信息服务的交付和使用模式。它是移动计算与云计算相结合的产物，可以看作云计算技术在移动网络中的拓展应用。
图6-5 云计算的技术框架与服务模式
图6-6 移动云的基本架构
如图6-6所示，移动云的架构由移动终端、服务器端和后台系统组成。其中，移动终端可以通过GSM、3G、Wi-Fi等链路连接到互联网，移动云运营商在云上部署中转服务器，用于响应移动终端的请求，中转服务器通过防火墙与企业的后台系统相连，后台系统对请求的响应沿着相反的方向反馈给移动终端。
六、物联网
物联网（IoT，Internet of Things）是指通过射频标签（RFID，Radio Frequency Identification）、红外感应器、全球定位系统和激光扫描器等信息传感设备，按约定的协议，把物与物、人与物进行智能化连接，通过信息交换和通信，实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种新兴网络。物联网架构在现有互联网、下一代公网或专网的基础上，强调智能应用，不是一种物理上独立存在的完整网络。
物联网的价值在于让物体也拥有了“智慧”，从而实现人与物、物与物之间的沟通。
物联网的特征在于感知、互联和智能的叠加，物联网的体系架构有3个层次：感知层、网络层、应用层。
如图6-7所示，底层是用于感知数据的感知层，中间层是传输数据的网络层，最上面则是内容应用层。
图6-7 物联网体系架构示意图
可以这样理解物联网体系架构中层次间的关系：感知层是物联网的皮肤和五官，包括二维码标签和识读器、RFID标签和读写器、摄像头和GPS等，其主要作用是识别物体和采集信息；网络层是物联网的神经中枢和大脑，包括通信与互联网的融合网络、网络管理中心和信息处理中心等，网络层将感知层获取的信息进行传递和处理；应用层是物联网的“社会分工”，主要负责与行业需求结合，实现广泛智能化。在各层之间，信息不是单向传递的，也有交互和控制等，所传递的信息多种多样，其中关键的是物品信息，包括在特定系统应用范围内能唯一标识物品的识别码和物品的静态与动态信息。
物联网的应用领域主要有智能交通、智能医疗、智能农业和智能家居等方面。智能交通利用现代通信技术，将人、车、路三者紧密协调、和谐统一，建立起大范围、全方位发挥作用的实时、准确、高效的综合交通运输管理系统。如图6-8所示给出了物联网技术在智能医疗方面的应用，通过使用生命体征检测设备和数字化医疗设备等传感器，采集用户的体征数据，并利用有线或无线网络将这些数据发送到远端的服务平台，平台上的服务医师根据数据指标，为远端用户提供集保健、预防、监测、呼救于一体的远程医疗与健康管理服务体系。智能农业可实现农业生产的在线管理、科学育种育秧、智能灌溉、生产过程管理、食品溯源和农业电子商务等。物联网环境下的智能家居系统融合了无线传感器网络和人工智能等多种先进技术，将家居中的所有物品连接起来，实现家居网络中的所有终端均可被寻址，所有终端均具有通信能力，所有终端均可被操作，以及部分终端具有传感和信息的上传、共享能力。
图6-8 智能医疗应用
