霧里看花的物聯(lián)網(wǎng)究竟是啥?
每次提到這個(gè)我們與萬(wàn)物所存在的、擁有“無(wú)所不在連結(jié)”的環(huán)境,以及我們對(duì)它的種種形容詞,我就會(huì)想到一部作者為Arthur C. Clarke的經(jīng)典短篇科幻小說(shuō)──《神的90億個(gè)名字(The nine billion names of God)》。
小說(shuō)的情節(jié)是說(shuō)一位西藏喇嘛雇用了兩個(gè)計(jì)算機(jī)技術(shù)專家,前者認(rèn)為他們被賦予了列出神的所有名字之任務(wù)──估計(jì)總共有90億個(gè)──然后世界末日就會(huì)降臨;那些西藏僧侶已經(jīng)花了三個(gè)世紀(jì)的時(shí)間試圖完成該任務(wù),不過(guò)是透過(guò)收集所有他們找到的神名然后用手寫(xiě)紀(jì)錄,而他們發(fā)現(xiàn)如果不借助現(xiàn)代科技,他們可能得再花1萬(wàn)5,000年才能達(dá)成目標(biāo)。
因此西藏僧侶們聘請(qǐng)技術(shù)專家利用計(jì)算機(jī)將該任務(wù)的程序自動(dòng)化;就在專家們完成任務(wù),準(zhǔn)備要搭飛機(jī)離開(kāi)西藏的時(shí)候──你猜如何?他們發(fā)現(xiàn)天上的星辰熄滅了…(編按,這部小說(shuō)有一篇網(wǎng)友貢獻(xiàn)的中文翻譯版,有興趣閱讀的朋友請(qǐng)參考此連結(jié))。
而如果我們把以上故事里的任務(wù)換成把所謂的“物聯(lián)網(wǎng)(IoT)”在過(guò)去曾經(jīng)擁有過(guò)的各種名稱列出來(lái),詳細(xì)寫(xiě)下其所有意義以及內(nèi)涵,我想世界末日真的會(huì)來(lái)…甚至就在1萬(wàn)5,000年內(nèi)。
我們對(duì)于替這個(gè)連網(wǎng)運(yùn)算環(huán)境命名的狂熱,可能從1998年就開(kāi)始了;當(dāng)時(shí)產(chǎn)業(yè)組織因特網(wǎng)工程任務(wù)小組(Internet Engineering Task Force,IETF)正式將IPv6列為IPv4通訊協(xié)議的后繼標(biāo)準(zhǔn);IPv4采用32位位置,總共能提供約43億個(gè)獨(dú)特位置給TCP/IP協(xié)議,而因?yàn)槭澜缛丝诓粩嘣黾印€(gè)人計(jì)算機(jī)與服務(wù)器普及化,IPv4的位置已經(jīng)快要不夠用。
IPv6采用128位位置,能提供約為IPv4的3.4×1038倍數(shù)量的位置,因此理論上不但可讓世界上每個(gè)人都分配到自己的URL,所有的寵物、甚至個(gè)人物品──也就是萬(wàn)物──都可能連網(wǎng)。物聯(lián)網(wǎng)因?yàn)镮Pv6而成為熱門話題,也許是受到這樣的現(xiàn)實(shí)沖擊,我們開(kāi)始對(duì)新的物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境以及其中的實(shí)體展開(kāi)瘋狂命名活動(dòng)。
各種“裝置”與“設(shè)備”
與物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)的名字包括智能裝置、網(wǎng)絡(luò)中心運(yùn)算裝置(netcentric computing devices)、連網(wǎng)計(jì)算機(jī)(network computers)、無(wú)所不在/普及化運(yùn)算裝置…還有一堆東西也都被定義為“xx設(shè)備”或“xx裝置”,總之就是一臺(tái)具備特定功能的機(jī)器(廚房里的冰箱、烤箱等電器也是)。
舉例來(lái)說(shuō),能連網(wǎng)的機(jī)器如智能手機(jī),會(huì)被叫做“信息設(shè)備(information appliance)”,因?yàn)樗墓δ芤呀?jīng)超越原始的通訊,而能執(zhí)行眾多過(guò)去是由家用PC負(fù)責(zé)的任務(wù),包括發(fā)送電子郵件、觀看照片或視訊檔案…等等。總之許多市場(chǎng)營(yíng)銷人員開(kāi)始用“信息設(shè)備”來(lái)稱呼幾乎所有的嵌入式裝置。
另一個(gè)很熱門的名詞是“連網(wǎng)裝置(Internet appliance)”,這原本是形容一種能讓非技術(shù)人員很容易連結(jié)因特網(wǎng)服務(wù)的專門設(shè)備,但一般消費(fèi)者甚至是制造商可能都會(huì)把它跟前面的“信息設(shè)備”混為一談,然后認(rèn)為它們都是指智能手機(jī)。
在物理學(xué)領(lǐng)域,有很多名詞是來(lái)自于定律或效應(yīng)的發(fā)現(xiàn)者,例如瓦(Volt)、安培(Ampere)、奧姆(Ohm),還有霍爾效應(yīng)(Hall effect)…等等。筆者以前在一篇文章中提過(guò),也許我們應(yīng)該把半導(dǎo)體芯片命名為“Noycebox”,來(lái)紀(jì)念發(fā)明IC的Robert Noyce;至于TCP/IP協(xié)議,或許用因特網(wǎng)之父Vinton Cerf與Bob Kahn的名字來(lái)命名會(huì)更貼切…不是嗎?
我自己喜歡把嵌入式裝置叫做“Tier-0設(shè)備”,這種命名法是源自于1960~70年代的運(yùn)算技術(shù)發(fā)展史;早期的大型主機(jī)、服務(wù)器是“Tier-3設(shè)備”,然后服務(wù)器是“Tier-2設(shè)備”;桌上型系統(tǒng)則是“Tier-1設(shè)備”,包括桌面計(jì)算機(jī)、筆記本電腦以及早期的智能手機(jī)。
而“Tier-0設(shè)備”一開(kāi)始的定義里是形容比桌面計(jì)算機(jī)或智能手機(jī)更小,主要任務(wù)是執(zhí)行與控制其他裝置相關(guān)的實(shí)時(shí)性嵌入式運(yùn)算,后來(lái)PDA、機(jī)頂盒、游戲機(jī)與手機(jī)廠商的市場(chǎng)營(yíng)銷人員也開(kāi)始用“Tier-0設(shè)備”來(lái)稱呼他們的產(chǎn)品。
物聯(lián)網(wǎng)到底是什么?
現(xiàn)在我們已經(jīng)來(lái)到了物聯(lián)網(wǎng)的新時(shí)代,照理說(shuō)也更“智慧”,但現(xiàn)在讓大家搞不清楚的其實(shí)不是各種名詞,而是物聯(lián)網(wǎng)的定義──對(duì)一般大眾甚至是大多數(shù)媒體記者(包括科技線)來(lái)說(shuō),對(duì)物聯(lián)網(wǎng)最廣泛也最沒(méi)意義的解讀是:如果某“物”能與某個(gè)網(wǎng)絡(luò)鏈接,不管它有沒(méi)有具備因特網(wǎng)功能,那就算是一個(gè)“物聯(lián)網(wǎng)裝置”。
問(wèn)題的所在是“物”這個(gè)字,我們用它來(lái)形容任何一個(gè)無(wú)生命的個(gè)體,其實(shí)太模糊、忽略了真正有意義的訊息重點(diǎn)。我是在1990年代末期第一次看到“物聯(lián)網(wǎng)”這個(gè)名詞,它當(dāng)時(shí)指的是一種利用RFID標(biāo)簽的“物品追蹤”技術(shù),就像每臺(tái)網(wǎng)絡(luò)上的服務(wù)器都有自己的位置,只要給予包裹、企業(yè)設(shè)備財(cái)產(chǎn)等每樣?xùn)|西一個(gè)特別的RFID卷標(biāo)號(hào)碼,就能被追蹤。
后來(lái)到2004年,物聯(lián)網(wǎng)被擴(kuò)大解釋為由IPv6衍生的無(wú)線通信協(xié)議6LoWPAN,也就是讓特定的物品連上因特網(wǎng)、并擁有自己獨(dú)特的URL識(shí)別位置;那些“物”通常是嵌入式裝置,例如微控制器、傳感器,或是不需要人工介入的機(jī)器對(duì)機(jī)器通訊設(shè)備。
目前在科技圈,物聯(lián)網(wǎng)似乎意味著一個(gè)所有電子裝置都能透過(guò)IPv6的TCP/IP通訊協(xié)議、以自己的獨(dú)特URL位置鏈接在一起的連網(wǎng)世界;但實(shí)際上基于各種理由,并不是每樣?xùn)|西都那么具連結(jié)性,而物聯(lián)網(wǎng)也開(kāi)始被分為一個(gè)個(gè)子領(lǐng)域,例如工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)、大樓自動(dòng)化物聯(lián)網(wǎng)、國(guó)防航天物聯(lián)網(wǎng),以及消費(fèi)性物聯(lián)網(wǎng)。它們彼此之間的共通點(diǎn)其實(shí)并不多。
物聯(lián)網(wǎng)被分門別類的原因之一,是TCP/IP通訊協(xié)議本身在設(shè)計(jì)之初,是要連結(jié)由人類操作的運(yùn)算系統(tǒng),其基本假設(shè)是根據(jù)人類的反應(yīng)時(shí)間以及預(yù)期;而因?yàn)槿祟惖牟僮魇顷P(guān)鍵,所有的TCP/IP都是保證數(shù)據(jù)傳遞,在數(shù)據(jù)傳遞發(fā)生時(shí)不會(huì)過(guò)度關(guān)注。
這種原始設(shè)定對(duì)于許多應(yīng)用領(lǐng)域來(lái)說(shuō)是合適的,例如個(gè)人計(jì)算機(jī)、智能手機(jī),以及各種可穿戴裝置如智能手表、健康/健身設(shè)備等等,因?yàn)檫@些裝置與人類互動(dòng)密切;不過(guò)因?yàn)門CP/IP基本上是異步,也是非實(shí)時(shí)或非決定性的,偏偏這些是很多嵌入式應(yīng)用的關(guān)鍵需求,特別是在工業(yè)領(lǐng)域。此外在軍事、航天應(yīng)用領(lǐng)域,安全性則是最主要的考慮。
萬(wàn)物連網(wǎng)的世界難以大同
沒(méi)有任何排除狀況、讓萬(wàn)物鏈接同一個(gè)網(wǎng)絡(luò)的世界是難以實(shí)現(xiàn)的;例如在汽車領(lǐng)域,安全就是一個(gè)大問(wèn)題──如何讓要求高安全性的系統(tǒng)與對(duì)安全性要求不高的其他系統(tǒng)(例如消費(fèi)性電子設(shè)備)共同合作,是重要考慮。
因此筆者認(rèn)為物聯(lián)網(wǎng)世界的分裂狀況還是會(huì)持續(xù),只不過(guò)都是在一個(gè)叫做“物聯(lián)網(wǎng)”的主標(biāo)題之下;而這里的“物聯(lián)網(wǎng)”一詞實(shí)際上是不具備太大意義、也沒(méi)有傳遞什么有用的訊息。如果電子產(chǎn)業(yè)對(duì)命名法則的關(guān)注程度,能像對(duì)于各種技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的關(guān)注程度那么高就好了…
Silicon Labs軟件部門副總裁Skip Ashton最近接受EETimes美國(guó)版編輯Junko Yoshida的采訪(參考連結(jié)),表示對(duì)于物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)該要忽略“網(wǎng)”,而更專注于其中的“物”,我認(rèn)為頗有道理;他表示,徹底了解那些“物”要做什么,以及他們的思考與行為模式,會(huì)是解決物聯(lián)網(wǎng)迫切問(wèn)題──應(yīng)用層──的關(guān)鍵。
Ashton表示,在過(guò)去18個(gè)月來(lái),產(chǎn)業(yè)界的物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)聯(lián)盟或組織不斷出現(xiàn),每個(gè)陣營(yíng)都表示他們的目標(biāo)是為家用設(shè)備建立“互操作性”,但顯然都比較關(guān)注自家利益。我們能減少這種各自為政的情況,為物聯(lián)網(wǎng)建立一套共通的標(biāo)準(zhǔn)與定義嗎?藉助IEEE等標(biāo)準(zhǔn)團(tuán)體或許是一個(gè)方法,但除非受到政府法規(guī)的強(qiáng)制要求,恐怕實(shí)際狀況還是一團(tuán)亂。
那么讓產(chǎn)業(yè)團(tuán)體來(lái)訂定一套機(jī)制,讓“物聯(lián)網(wǎng)”成為一個(gè)需要經(jīng)過(guò)認(rèn)證的標(biāo)簽?zāi)?例如“IoT Inside”)?但這一切都是需要建立在眾人對(duì)命名法則有共識(shí)、希望讓“物聯(lián)網(wǎng)”這個(gè)名詞真正具備意義的基礎(chǔ)上,我不認(rèn)為這是可能存在的。市場(chǎng)上有太多的投資利用了市場(chǎng)的“物聯(lián)網(wǎng)”熱潮,廠商會(huì)希望這個(gè)名詞越模糊、定義越不明確,而且維持的時(shí)間越長(zhǎng)越好…
不過(guò)或許我們不需要花1萬(wàn)5,000年來(lái)搞清楚“物聯(lián)網(wǎng)”到底是什么;以目前的布署速率來(lái)看,IPv6可以撐上兩三百年,而且IPv4目前仍承載全球超過(guò)九成的網(wǎng)絡(luò)流量;大約到25世紀(jì),我們才會(huì)看到一個(gè)真正的物聯(lián)網(wǎng)世界實(shí)現(xiàn)。