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物联网与云计算 韩燕波 赵卓峰 王桂玲 刘晨 中国科学院计算技术研究所 关键词：物联网，云计算，应用广泛互联与跨域集成 从大型机和分时系统，到PC 和Client/Server ，再到互联网革命，这些的确 印证了计算范型和思维模式每隔15 左右年就会发生一次变革的断言。互联网引 发的变革始于 1995 年前后。15 年过去了，物联网（Internet-of-Things ）的迅猛 发展及其背后蕴含的智能信息服务空间（Cyberspace and Internet-of-Services ）或 许正暗示着下一个变革的到来。 今天，每当人们谈及互联网，想到的不止是物理上的网，而是一个巨大的信 息系统。物联网也一样。当前，物联网多被看作是互联网通过各种信息感应、探 测、识别、定位、跟踪和监控等手段和设备向物理世界的延伸。这只是人类社会 对物理世界实现“感、知、控”的第一个环节。基于互联网计算的涌现智能以及 对物理世界的反馈和控制是另外两个环节。文中将第一个环节称为物联网“前 端”，将后两个环节成为物联网“后端”。 当前，无论是学术界还是工业界，目光普遍聚焦在物联网“前端”。本文则 更关心物联网“后端”，主要表达以下3 个观点： 需重视物联网“后端”，并有针对性地推进其研发。实时感应、高度并 发、自主协同和涌现效应等特征对物联网“后端”提出了新的挑战，需 要有针对性地研究物联网特定的应用集成问题、体系结构及标准规范， 特别是大量高并发事件驱动的应用自动关联和智能协作问题。在互联网 计算领域，将软件的实现和运维相关部分与用法相关部分（称为服务） 相剥离，并纳入到互联网级基础设施中（也是云计算、网格计算的本质 所在），已是大势所趋，服务成为构建应用和进行业务演算的基石。针 对物联网需求特征的优化策略、优化方法和涌现智能也将更多地以服务 组合的形式体现，出现物联网服务新形态，进一步推动服务计算相关学 科的发展。在“后端”，物联网会变成“务联网（Internet of Services ）”； 云便可支撑物联网“后端”的认识存在误区。云计算起源于互联网公司 特定的大规模数据处理问题解决方案，由于问题及商业模式明确、产业 界大力推动以及已有网格等相关前期基础等原因，而迅速被热捧和泛 化，但其本身远未成熟。即使在不考虑标准化过渡和互操作性等因素的 情况下，基本实现云计算愿景恐怕也还要经过一到多个创新周期。因此， 我们还不能简单地设想和推断云计算便可应对物联网“后端”需求了。 先从应用互联和行业云/私有云做起。物联网“后端”建设的“千里之行”， 需要“抬头看路，始于远方”，也需要充分利用已有基础，“脚踏实地， 始于足下”。文中建议，在研究全面和理想化的战略体系的同时，应充 分利用良好的前期基础，重视价值牵引的作用，在特定领域的典型应用 （Killer Application ）和“行业云”上先有所突破。在此，也和读者分享 一下中科院计算所从体系结构角度对云计算的一种诠释——以服务为 核心的CSI （Client-Service-Infrastructure ）体系结构，以及中科院计算所 自主研发的VINCA 服务集成软件可用的一些前期基础。 一、从“后端”看物联网 图1. 物联网的三个概念层次 如前文所述，物联网可以看作是互联网通过传感网络向物理世界的延伸，其 最终目标是实现对物理世界的智能化管理。在逻辑上，物联网包括如图1 所示的 3 个概念层次，其中： 1 ）物理世界感知是物联网的基础，其基于传感技术和网络通信技术，实现 对物理世界的探测、识别、定位、跟踪和监控，可以看作是物联网的“前端”； 2 ）大量独立建设的单一物联网应用是物联网建设的起点与基本元素，该类 应用往往局限于对单一物品的感应与智能管理，每个物联网应用将被作为