7.2.2 物联网与云计算
1.物联网与云计算相融合
物联网与云计算相融合可以取长补短，共同促进信息化社会的发展。二者融合后有以下几种优势。
（1）成本优势
在传统物联网中，设备的部署成本、维护成本是非常巨大的，主要是设备资源得不到合理的配置，使得一些设备长时间处于空载状态，而另外一些设备又长时间处于工作状态。云计算在资源利用这一方面有很大的优势，云平台可以将资源进行整合并对资源进行统一管理，如kubernetes平台，就可以动态地将任务分配到空载节点。
使用云平台可以更加合理地配置物联网设备资源，可以按照用户的实际需求，对设备资源进行更恰当的任务分配，从而提高接入设备的使用效率，降低设备的待机成本和部署开销。
（2）计算和存储能力优势
在物联网环境中，单一个体的存储能力和计算能力非常有限，无法很好地对运行时产生的数据进行适当的处理及存储，随着设备在线时间变长，物联网个体的劣势会越来越明显。而云计算作为一种分布式技术，可以很好地解决这些问题：当某一设备任务繁杂时，云计算平台可以调度接入的空闲设备对任务进行处理，或者将任务卸载到中心节点处理。
（3）边缘处理优势
在传统的云计算模式下，数据集中到中心节点后才能被处理，使得业务的平均等待时长增加，降低了业务的QoS。物联网与云计算结合后，云平台获得了调度边缘设备以及一些边缘服务器的能力，从而可以根据业务的地理位置选择合适的服务节点对业务就近卸载。
2.物联网与云计算融合模式
云计算与物联网各自具备很多优势，两者的有机融合（如图7.13所示）将具有更高的应用效益。云计算与物联网的融合可以采用以下3种模式。
（1）中心化模式
中心化模式把云中心或部分云中心作为数据/处理中心，终端获得信息，数据由云中心统一进行处理及存储，云中心提供统一界面给使用者操作或查看。
中心化模式可以降低对边缘设备计算、存储能力的要求，从而降低边缘设备的部署成本及运维开销。因此此类模式主要分布在范围较小的各物联网终端，如传感器、摄像头或手机等。这类中心化模式的应用非常多，如智能家居，智慧小区，对某一高速路段的检测，对幼儿园小朋友的监管及某些公共设施的保护等场景都是以中心化模式为核心构建的。
（2）去中心化模式
在物联网与云计算的结合中，去中心化不是说整个网络模型不需要中心节点，而是根据业务的需求自行选择中心节点。随着网络规模的扩大，接入设备数量的增加，单一中心节点已经不能满足低时延、高可靠的需求。据高德纳公司的分析，2017年全球约有84亿个端口接入到了互联网中，到2020年，接入到互联网中的端口数量已经达到204亿左右，根据思科的研究，到2030年这一数字将会增加到5 000亿。如此庞大的设备数量将产生极其夸张的数据量，如果继续采用以往的中心化架构，一是中心节点的负荷过大，业务排队时间较长，二是业务在核心网中转发次数过多，使得业务平均等待时间大大增加。这些问题在时延敏感的工业物联网体系中是不能被容忍的。
去中心化模式将会更加符合实际业务需求，它可以降低核心网负载，提升网络吞吐量，并且降低业务的平均等待时间。
在具体应用场景方面，去中心化模式比较适合于区域跨度较大的企业、单位。例如，一个跨多地区或多国家的企业，因其公司较多，要对各公司或工厂的生产流程进行监控、对相关的产品进行质量跟踪等，采用该模式就可以很好地解决这些问题。
图7.13 物联网云计算融合
（3）信息、应用分层处理的海量终端模式
信息、应用分层处理的海量终端模式可以针对用户范围广、信息及数据种类多、安全性要求高等特征打造。当前，客户对各种海量数据的处理需求越来越多，应根据客户需求及云中心的分布进行合理的资源分配。
3.云计算在物联网中的挑战
（1）连接的规模
（2）数据库的安全性
数据库安全是云计算安全中最重要的一部分。
（3）统一的协议标准
统一的协议标准是物联网和云计算产业得以高速发展的前提，目前物联网和云计算还没有统一的协议和标准，具体协议还有待相关机构和企业进行制定。
云计算及网络安全问题预测