互联网核心交换与端系统的抽象方法

在实际进行一项互联网应用系统设计与开发时，设计者面对的不只是单一的广域网或局域网环境，而可能是多路由器互连的局域网、城域网与广域网构成的复杂互连网环境。

在设计基于互联网分布式计算软件系统时，设计者关心的是协同计算功能如何实现，而非每一指令或数据具体以长度为多少字节的分组，通过哪条路径传送对方。应用软件设计者的任务是合理利用诉层所提供的服务开发软件产品，而无需考虑底层数据传输任务由谁、使用什么技术，是通过硬件还是软件实现等问题。开发者应遵循网络体系结构中“分而治之”的思想，对复杂网络进行简化与抽象，将系统划分为边缘部分与核心交换部分。这种划分如图12-15所示。互联网边缘部分主要包括大量接入互联网的主机及用户设备，核心交换部分包括由大量路由器互连的广域网、城域网和局域网。边缘部分利用核心交换部分所提供的数据传输服务功能，使得接入互联网的主机之间能相互通信和共享资源。

图12-15 互联网边缘部分与核心交换部分的结构

互联网边缘部分的用户设备也称端系统。

端系统是能运行FTP程序、E-mail应用程序、Web应用程序，及P2P文件共享程序或即时通信程序的计算机。因此端系统又统称主机。目前接入端系统的主机类型已从初期一种接入设备计算机扩展到所有能接入互联网的设备，如PDA、移动电话、数字相（摄像）机、无线传感器网及各种家用电器等。

1.从端系统接入角度看互联网的结构

图12-16所示为从端系统接入角度看互联网的结构（上半部）。从图可看出，互联网端系统接入主要有两种类型：有线接入与无线接入。(www.xing528.com)

图12-16 从端系统接入的角度看互联网（物联网）的结构

有线接入主要有三种基本方式：计算机设备通过网卡接入局域网，然后再通过企业网或校园网接入地区主干网，通过地区主干网接入国家或国际主干网，最终接入到互联网；计算机设备使用ADSL接入设备，通过电话交换网接入互联网；计算机设备使用Cable Modem接入设备，通过有线电视网接入互联网。

无线接入也有三种基本方式：计算机设备通过无线网卡接入无线局域网，然后再通过企业网或校园网接入地区主干网，通过地区主干网接入国家或国际主干网，最终接入互联网；计算机设备通过无线城域网接入互联网；计算机设备通过无线自组网接入物联网。

2.从端系统接入角度看物联网的结构

图12-16（下半部）是从端系统接入的角度看物联网的结构示意。从图可看出物联网的两个重要特点。其应用系统运行在互联网核心交换结构的基础之上。在规划和组建物联网应用系统过程中，可考虑充分利用互联网核心交换部分，基本不会改变互联网的传输系统结构与方法。物联网应用系统运行在互联网核心交换结构基础上，这体现了互联网与物联网的相同之处。物联网应用系统将根据需要选择无线传感器网或应用系统接入方式。互联网与物联网在接入方式上不相同。互联网用户通过端系统的计算机或手机、PDA访问互联网，完成各种应用。而物联网中传感器结点需通过无线传感器网的汇聚结点接入互联网。RFID芯片通过读写器与控制主机连接，再通过控制结点主机接入互联网。互联网与物联网的应用系统不同，所以接入方式也不同。物联网应用系统将根据需要选择无线传感器网或RFID应用系统接入互联网。