IoT系統架構

通常，IoT設備以三種基本方式與網絡中的其他設備連接：直接與其他設備連接，經IoT網關再連接到外部網絡，作為IoT網關連通IoT設備和外部網絡之間的通信和網絡服務。

設備對設備（D2D）

IoT設備對設備（D2D）通信能夠以多種方式執行。一些類型的IoT設備能夠通過無線通信與其他IoT設備直接通信，例如藍牙或Zigbeemesh網絡。另有一些類型的IoT設備通過局域網與其他設備通信，因此當前所用的局域網網絡基礎設施是其實現通信的基礎。D2D通信的一個常見示例是智能手機通過藍牙向無線耳機傳輸語音和數據，可以是音樂格式的單向鏈接，也可以是雙向語音呼叫，或者使用耳機控制按鈕狀態下的雙向鏈接。

有關當前以及未來可預期的IoTD2D通信，已有諸多實例可供參考。其中一些在通信時類似MeshNetworking，使用多個IoT節點所構成的網狀來傳達無線通信，或者作為直接高速和窄波束通信，例如針對自動駕駛車輛的所謂車對車（V2V）通信。D2D通信的長度、吞吐量、延遲、范圍、功率效率、方向性、安全性、頻率、帶寬以及其他性能因素和規格在很大程度上取決于通信所使用的標準和應用。

當前，有一整套D2D通信用于工業機械、環境傳感器、安全系統等，這些系統通常針對市政、交通、能源和工業應用，在這些應用中，機器之間直接進行相互通信進而實現協調工作，這項技術即被稱為機器對機器（M2M）通信。因此，D2D通信應用的多樣性需求催生了相關技術的多樣性發展，這些技術各有所長，能夠實現各個領域的不同應用目的。在某些應用場景中，IoT設備由電池供電，或者由限功率電源供電，例如太陽能、振動、能量收集或者其他能量采集方式。在這些場景中，IoT設備極有可能采用以最低功耗運行的設計，因此勢必依賴于低功耗無線通信，這類通信僅在需要時才被激活。

設備到網關（D2G）

設備到網關（D2G）通信作用于完成從D2D網絡至外部網絡的傳輸。網關即是作為傳輸載體的IoT設備。通常，IoT網關包含有：使得網關能夠與所服務的IoT設備在同一網絡中正常通信的有線或無線硬件設備；實現互聯網或數據中心通信接入的硬件設備，如使用互聯網協議的以太網。例如，在跨網通信時，許多MeshNetworking系統使用網關作為終端節點以及系統中的另一個節點。

網關在大多數情況下都能進行基于IP的通信，而許多D2D通信在對設備進行識別時則采用多種不同形式。采用不同形式來實現D2D及網關對互聯網（G2I）通信更為安全，其原因在于通過避免基于IP的通信使得從外部訪問D2D網絡變得更具挑戰性。

網關對互聯網（G2I）或網關對數據基礎設施

G2I或網關對數據基礎設施，指的是從IoT網關到外部網絡（如互聯網和云服務）的通信。通常，服務商會使用互聯網和安全通信方法（如安全TLS隧道）將網關連接到安全數據服務。在某些情況下，網關能夠與各種云服務通信，并在多種基于云的服務之間實現互通性。這類操作可包括語音命令平臺，如谷歌Assistant和亞馬遜Alexa，以及各種控制技術，如飛利浦HueBridge或三星Smartthings。

盡管IoT網關就其描述來看更像是通信“中轉站”，但實際上對于整個IoT系統的可接入性和安全性而言，IoT網關是極為重要的組成部分。許多IoT網關都構建有增強安全性功能，以保護IoT設備和網絡免受惡意行為（如窺探和黑客攻擊）的侵害。在某些情況下，網絡中的IoT設備也是網關，或者能夠執行網關功能，一旦網關故障，系統內部即有回旋余地。此外，許多IoT網關和網絡采用通過“中轉站”傳送所有通信的設計。如果網關受到損害，通常整個IoT網絡都會受到損害，因此必須對允許可訪問性和安全性的安全衡量標準進行深入研究。
責任編輯人：CC