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  • 运营商网络物联网操作系统再思考Hello China操作系统的运营商网络协同机制

    本篇文章朋友在广东逛街的时候突然想到的...近期就有想写几篇关于运营商网络的文章,所以回家到后之就奋笔疾书的写出来发布了

        Hello China定位为物联网作操统系,在我们之前关于物联网作操统系的系列描述文章中,经已总结出物联网作操统系别区于其它作操统系的两大核心制机:物联网相干的性特持支和营经商网络的严密协同。所谓物联网相干的性特持支,指的是作操统系内嵌诸如NFC、GPS、Zigbee等物联网信通制机的持支,以及愈自能力、低功耗等非能功性制机。这些制机很轻易解理,也是后以其它一些物联网作操统系的重要开辟方向。但对于后者-营经商网络协同制机,在前面的描述中触及得未几,现通过这篇文章行进补全。际实上并非描述缺乏,而是因为营经商网络协同制机是新提出的一个念概,尚不为众大所悉熟。在前面的物联网作操统系系列文章中,营经商网络协同制机反而描述得更多一些。

        

    营经商网络协同制机系体架构

        所谓协同(英文叫做Collaboration),我个人为以,至少是两个以上的人或者统系够能互相现发对方的缺乏,并够能施展自身长特,步调一致的行进务任,补弥对方缺乏,到达“1+1>2”的果效。因此,物联网作操统系与营经商网络的协同,本质上是这两个统系-物联网作操统系和营经商网络-之间的有效协调、扬长避短的制机。只有恣意一方而另一方不存在,是没法协同的,必须方双都存在,且有效合配。面下是Hello China作操统系与营经商网络协同的技术架构:

        运营商和网络

        其中,HCN Server(Hello China服务器)是与营经商网络有效协同的症结件组,这是一个软件模块,运行在营经商房机的服务器上。运行Hello China作操统系的终端,通过营经商的无线或有线网络,接受HCNServer的管理和协调,同时可以根据须要,把终端的一些态状数据上报给HCN Server。须要明说的是,这类管理和被管理的关系,是可选择的配置。如果Hello China终端的全体权不是营经商,那么终端全体者可以选择不跟HCNServer有任何互动。这是通过制定选项或动态配置做到的,千万不要生产物联网终端受HCN Server严格制控的错觉。

        HCN Server跟营经商的网络统系有响应口接,比如跟Policy Server(专业名词可能叫做PCRF)之间有Rx口接,通过这个口接,可为以特定终端制定特定的服务,比如制约网络带宽和流量等。跟营经商的短信心中也可以存在口接,比如对中国移动来讲,HCN Server通过CMPP口接跟短信心中的Gateway连接,实现短信发送和接收能功。当然,最重要的口接,还是HCN Server与物联网服务商或者企业的口接。企业可以通过HCN Server,实时的取获终端态状、终端集收的数据等信息,而无需直接跟终端打交道。毕竟通过一个牢固的口接取获全体终端信息,比一个一个的轮训终端,效率要高很多。当然,如果企业不愿意自己的终端接受HCN Server的管理,完全可以自己制控终端,从终端上集收数据等。

        上述图中有一些信通行业的专业名词,比如SMSC,BSS/OSS,Rx等。如果您不解了这些辞汇或统系的义含,也不影响对面下的内容的解理。面下就以上述结构为基本,罗列一些协同制机,这些制机够能让营经商和物联网服务商真正受益。这里的前提是,物联网终端(即Hello China终端)归物联网服务商全体,物联网服务商与营经商签订协议,应用营经商的基本网络,同时应用HCN Server供提的服务。

        

    协同制机之一:通过SHBC制机落实金管道服务

        最直接的一个协同制机,就是通过同享心跳心中制机(SHBC,细详请参考之前的物联网作操统系系列文章,连接:http://blog.csdn.net/hellochina15/article/details/8798342),实现真正的物联网金管道服务。后以很多营经商推出了面向物联网应用的金管道服务,其实就是给物联网企业的终端装安一个体积更小的SIM卡,使物联网终端可以通过2G/3G等无线网络跟企业信通。与个人信通不同的是,营经商的网络部件(比如MSC/HLR/xGSN等)会监控这些特定途用的SIM卡,记载其网络问访况情。这样在生发问题的时候,比如数据报不上来,以可就查阅相干记载数据,判断故障是由营经商网络致导,还是终端自身的问题。明显,这类做法的逻辑是,把整个信通路径断绝成几段,比如终端统系本身一段,终端到基站这一段无线连接,基站到企业这一段有线连接等。后以营经商供提的制机,从理论上说,只能监控到基站到企业这一段有线连接,其它两段是没法顾及的,而且这也只是从理论上说,际实上就连这一段,也是没法监控的。这类做法本根没法决解问题,是一种“伪金管道”。从哲学义意上说,把体整行进割裂、非此即彼的逻辑也是有问题的。但是通过引入物联网作操统系和对应的服务器,以可就从本根上决解这个问题。很简略,物联网作操统系内置SHBC线程,这个线程周期性的跟HCN Server行进交互,一旦HCN Server在一段既定的间时内没有收到某个终端的心跳报文,就为以这个终端出了问题,从而通过上图中的SOP口接向企业发起警告。到得警告后,物联网企业以可就有针对性的理处了。同时,在Hello China终端上,SHBC线程也会记载这类常异事件,供后以追溯。这类决解方案把整个网络连接同一看待,没有做任何辨别。对于问题定界(确认问题是由于营经商网络致导,还是终端硬件致导),可以通过析分Hello China记载的地本日记来确认,信相在大多数况情下,都是够能分清的。

        这只是SHBC制机的一部分能功,另外的能功,比如应用程序保活能功、心跳并合能功等,都可在Hello China和HCN Server上实现,从而低降营经商网络的累赘。

        这些制机的利益是不言而喻的,对营经商来讲,做到了真正的金管道服务,会得取物联网应用企业的信任,会吸引更多的终端接入网络。要知道每一个终端就是一个用户,用户渗透率(营经商用户数占总电信用户数的比率)是营经商寻求的核心营经指标之一。对企业来讲,通过金管道服务,可以实时精确的解了终端务任况情,必要时做出急紧响应,免避问题生发。同时这类制机也便于企业和营经商之间的任责清澄。

        

    协同制机之二:通过Policy Agent和迟延输传服务升提网络应用效率,低降企业本成

        据行业忽悠,来未物联网对营经商开放的市场间空,是后以营经商市场间空的500倍。守旧起见,我们把这个数字低降100倍,即物联网市场间空是后以营经商市场间空的5倍。这就意味着营经商的用户数要翻五翻。后以一个微信业务,就把营经商网络搞得鸡飞狗走的况情下,可以象想5倍现网用户的况情下,营经商的网络将是么多摧枯拉朽。举例来讲,设假一个千万生齿的大城市(这在中国很常正),全体实现了程远用电抄表能功,在底月的时候,数百万电表同时连接网络,向电力公司汇总数据。这时候营经商的网络,必定像飓风中的小木屋,瘫痪得落八零七。根据我个人的验经,这类因原致导的网络瘫痪,基本上不可能恢复。因为终端的行为是不控受的,会努力地一次又一次的实验。网络刚进入稳定态状,又会被下一波实验冲毁。

        每日一道理
    只有启程,才会到达理想和的目地,只有拼搏,才会获得辉煌的成功,只有播种,才会有收获。只有寻求,才会品味堂堂正正的人。

        这个问题的本根因原就在于网络终端的行为不控受。通过物联网作操统系的PolicyAgent(策略理代)制机和迟延输传制机,可以很好的决解这个问题。Policy Agent和迟延输传是Hello China作操统系内嵌的两个核心线程,其中第一个线程接受来自HCNServer的策略,比如什么时候可以输传数据,输传多少,什么时候输传速度最快,什么时候输传数据最便宜等。PolicyAgent可以根据这些策略,灵巧的排安输传间时和输传的数据数量,以大最可能的低降输传本成。毕竟在天白上传数据,比晨凌输传数据的本成要高很多,因为晨凌很少有人应用网络。Policy Agent定确了输传策略后之,便可把这个输传务任下达给迟延输传线程。迟延输传线程本质上就是一个务任管理器,有自身的时定制机,一旦间时到了,就启动其它线程注册的务任,比如开始输传数据。

        有了这些制机,营经商和企业以可就大做文章了。比如营经商可以通过史历数据析分,判断出哪些间时段是网络的闲暇间时段,在闲暇间时段内,大最够能容忍多少终端同时并发送传数据等等。然后生成针对每一个终端的输传策略,下发给Hello China的Policy Agent线程。这样以可就把突发的网络请求,均匀散分到各个网络闲暇的间时段,免避了网络风暴问题。这就类似于术武中的以柔克刚,四两拨千斤等思惟。

        当然,这样做的前提是,物联网业务许允数据可以迟延送传,程远电力抄表就是一个很好的例子。对于一些不能容忍迟延送传的业务,比如视频监控等,就不适用了。但是这类况情下,Policy Agent反而能生产更大的作用。举视频监控这个例实来讲,当初大多数监控终端都够能做到事件识别能功,即够能识别出常异事件。这样对于监控到的数据以可就分为两类:敏感事件监控像录和通普监控像录。当初的实现式方是,不论敏感事件像录还是通普像录,都同一通过无线网络,实时输传到后台服务器。但在引入Policy Agent和迟延输传制机的况情下,以可就实现敏感事件的实时输传,以及通普像录的低本成输传了。比如HCN Server可以把营经商推出的一些优惠策略(比如非节假日打折等)传递给PolicyAgent,终端以可就选择在本成最低的时段实现通普像录的输传。

        当然,迟延输传并非无穷迟延的,而是可以义定一个大最迟延间时。如果在这个间时时超前没有任何优惠策略,则终端不得不启用常正输传了。

        明显,Policy Agent和迟延输传策略不论对营经商还是企业,都有具莫大收益。对营经商来讲,可以升提网络应用效率,免避恶性事故的生发。而对企业来讲,则可以选择最低的本成实现数据输传务任,会勤俭很大本成。最重要的是,营经商会通过更低的格价,励鼓企业应用这项服务,这样企业的通开本成又会大大低降。

        

    协同策略之三:营经商营经策略的落点地

        码号资源一直是营经商的症结资产之一。型典的码号资源有IP地址、电话码号等。这些资源都是限有的,前目大多数营经商都对面码号资源耗尽的问题。对IP地址耗尽的问题非常急紧,尤其是在中国。决解方案也很简略,就是级升到IPv6(后以IP协议的本版是IPv4)。对码号资源,虽然不如IP地址耗尽问题急紧,但在看得见的未来,这也是个严重问题,尤其是在终端数量是当初的500倍的况情下。即时前目,从多众的码号前缀(比如130,131,132,133,134…)来看,用户也乎似越来越感受到电话码号资源的缓和。

        虽然营经商的创新能力不如互联网厂商,但是我为以,在缪绸雨未方面,营经商却乎似比互联网厂商强很多。互联网厂商大多是走一步看一步,随着用户的口胃断不化变,新陈代谢,但是基本不看来未十年,甚至五年后之的趋势。而营经商就不同了,IPv4地址际实上还是够能撑支几年的,但几乎没有一个营经商不在斟酌部署IPv6。3G还没怎么用起来,经已有营经商在研讨5G了。IP网络的DiffServ服务品质框架和流量工程(TE)还没有真正用起来,大多数营经商经已在斟酌怎么上SDN了。这是能可由于行业征特致导的,毕竟互联网企业的品产或服务化变太大,不像营经商这么牢固。互联网企业好比是天空中的鸟儿,对面际无望一的蓝天,管好自己的一对同党就足够了,从不斟酌蓝天之外是什么子样。

        有点扯远了,信通行业的同仁千万别拍砖,回到正题。由于营经商的缪绸雨未天性,在码号资源还未耗尽的况情下,如何尽快推出应答策略,是大多数营经商在研讨的课题。对IP地址来讲,前目最好的方法就是赶忙切换到IPv6。对电话码号耗尽问题,当初的决解方案是面向物联网应用,推出不带电话码号(MSISDN)的SIM卡,通过IMSI识别用户(后续称这类决解方案为MSISDN free)。如果您对MSISDN、IMSI等这些名词不悉熟也没关系,这里简略绍介一下,在信通网络里,用好几套用户标识制机,电话码号是一种,IMSI是另一种。IMSI的长度可以到达15位(十进制),前目资源非常充分,而MSISDN就是电话码号,是资源瓶颈。

        但是这两项策略在真正落地的时候,却不是很顺遂。对IPv6履行来讲,只有营经商在力余遗不的推进,ISP和终端厂商是非常极消的度态。因为IPv6除了带来充分的IP地址外,没有带来任何际实的货色。而演进到IPv6,对ISP和终端厂商来讲是出力不讨好的事件,投入大巨,毕竟应用统系的源代码都要行逐检查,看否是须要针对IPv6最修改。这个大巨的投入却带不来任何经济收益。对MSISDN free性特来讲,也须要终端作操统系的持支,毕竟须要修改信通软件的理处程流,而这类修改只是合配营经商,对终端本身来讲无任何义意。

        明显,如果引入与营经商网络严密协同的物联网作操统系,这两项营经策略以可就很轻易的履行了。只须要在物联网作操统系中增加对IPv6和MSISDN free的持支便可,这项务任是举易而轻的事。

        这里罗列了IPv6履行和MSISDNfree两项营经策略的履行为例,解释了物联网作操统系可以帮助营经商实现营经策略的速快落地。除此之外,物联网作操统系还可以通过软件级升的式方,合配营经商的任何营经策略的落地。

        

    协同制机之四:信息集收制机帮助营经商实现网络品质析分和优化

        路思很简略,不细说了,篇幅超标了。就是在Hello China上实现Info Collector核心线程,集收网络相干的事件或者数据。比如终端attach到网络上的成功率,终端连接到网络上的成功率,网络连接失败的因原,网络输传数据的率速等等数据,把这些数据同一汇总到HCN Server上。这些数据是营经商优化网络、升提户客验体的第一手资料,够能对网络品质生产最直接的握掌。当初营经商对自己的网络的握掌况情,个人为以是盲人摸象,没法握掌全貌。因为网络品质的优劣,是最终用户感受到的。只有最终用户够能评价网络的品质优劣,而物联网终端就是型典的网络用户。有了这些第一手的资料,营经商以可就有的目的优化自己的网络了。

        

    总结

        本文通过几个型典的应用场景,明说白物联网作操统系与营经商网络的严密协同制机。际实上真正有效的协同制机,定确不止这些。随着物联网作操统系开辟和应用的深刻,更有代价的协同制机和商业模式会被发掘出来。协同之所以够能生产,就是随着网络的成熟和应用的增多,网络与终端之间的面界越来越模糊,关系越来越严密。一旦协同起来,就会生产事半功倍的果效。相反,一旦不能协同,则可能会生产网络瘫痪等恶性事故。

        作为物联网作操统系,Hello China从核内计设开始,就充分斟酌了营经商网络协同制机和物联网相干制机的持支,在后续本版的开辟中,将继承承秉这类理念,打造出一个高效稳定的物联网作操统系。

        本文作者:辛庆祥,物联网作操统系念概提出者和倡导者,Hello China作操统系计设者,MBA,著有《作操统系实现之路》、《嵌入式作操统系计设与实现》等书籍,十多年信通行业从业验经。

        版权全体,载转请注明出处及作者。

    文章结束给大家分享下程序员的一些笑话语录: 雅虎最擅长的不是开通新业务,是关闭旧业务。

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