摘要現(xiàn)階段電信運(yùn)營商物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)大部分都承載在GSM和LTE上，少量業(yè)務(wù)承載在NB-IoT上。在對物聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行分析時，由于人網(wǎng)數(shù)據(jù)和物網(wǎng)數(shù)據(jù)混合在一起，而且“機(jī)器人”的感知和“自然人”的感知是不一樣的，因此分析的前提是將物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)從全量數(shù)據(jù)中分離出來。物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)識別是業(yè)務(wù)質(zhì)量分析基礎(chǔ)，建立物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)識別模型，能夠?qū)ΜF(xiàn)網(wǎng)物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)進(jìn)行質(zhì)量分析、業(yè)務(wù)監(jiān)測、主動預(yù)警，對完善物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)運(yùn)維支撐手段有著非常重要作用。

　　關(guān)鍵詞非交互特征;交互特征;特征識別

　　物聯(lián)網(wǎng)論文范文：基于物聯(lián)網(wǎng)的微型植物工廠智能監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)

　　摘要:隨著生活水平的提高，人們對于安全、衛(wèi)生、綠色的蔬菜需求越來越大，因此適用于家庭使用的微型植物工廠越來越受到關(guān)注。針對這一需求，開發(fā)了一種基于物聯(lián)網(wǎng)的微型植物工廠智能監(jiān)控系統(tǒng)。該系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)用戶通過Web瀏覽器或手機(jī)APP遠(yuǎn)程查看微型植物工廠運(yùn)行狀態(tài)、修改控制系統(tǒng)設(shè)置參數(shù)和即時干預(yù)控制設(shè)置;用戶也可以將微型植物工廠托管給專家或服務(wù)器。試驗(yàn)結(jié)果表明:該系統(tǒng)性能穩(wěn)定，環(huán)境參數(shù)的采集設(shè)定、用戶及時干預(yù)、歷史數(shù)據(jù)的查看，以及在線付費(fèi)完成服務(wù)器托管等功能均能達(dá)到實(shí)際應(yīng)用需求。

　　關(guān)鍵詞:微型植物工廠;物聯(lián)網(wǎng);監(jiān)控系統(tǒng)

　　物聯(lián)網(wǎng)是新一代信息技術(shù)的重要組成部分，也是“信息化”時代的重要發(fā)展階段。顧名思義，物聯(lián)網(wǎng)就是物與物相連的互聯(lián)網(wǎng)。這有兩層意思：其一，物聯(lián)網(wǎng)的核心和基礎(chǔ)仍然是互聯(lián)網(wǎng)，是在互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)上的延伸和擴(kuò)展的網(wǎng)絡(luò)。其二，其用戶端延伸和擴(kuò)展到了物品與物品之間，進(jìn)行信息交換和通信，也就是物物相息。物聯(lián)網(wǎng)通過智能感知、識別技術(shù)與普適計(jì)算等通信感知技術(shù)，廣泛應(yīng)用于網(wǎng)絡(luò)的融合中，也因此被稱為繼計(jì)算機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)之后，世界信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展的第三次浪潮。物聯(lián)網(wǎng)是互聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用拓展，與其說物聯(lián)網(wǎng)是網(wǎng)絡(luò)，不如說物聯(lián)網(wǎng)是業(yè)務(wù)和應(yīng)用，應(yīng)用創(chuàng)新是物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的核心，以用戶體驗(yàn)為核心的創(chuàng)新是物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的靈魂。

　　1物聯(lián)網(wǎng)初步識別模型方案

　　物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)識別大體可分為兩種方案：基于非交互特征的識別方案和基于交互特征的識別方案。

　　1.1非交互特征的識別方案

　　方案是指不通過物聯(lián)網(wǎng)終端與服務(wù)器間交互的內(nèi)容去識別物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)。此類方案依賴于物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)基礎(chǔ)信息，如APN、MSISDN、IMEI等。現(xiàn)有信令系統(tǒng)輸出的XDR(ExternalDateRepresentation，外部數(shù)據(jù)表示)中都包含此類基礎(chǔ)信息字段，通過XDR相關(guān)字段與物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)基礎(chǔ)信息相匹配，識別相應(yīng)的物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)。此方案不用對信令系統(tǒng)底層進(jìn)行改造，只需要對生成的XDR進(jìn)行二次識別，實(shí)現(xiàn)起來相對簡單。但是此方案只能識別業(yè)務(wù)，不能對業(yè)務(wù)的行為進(jìn)行區(qū)分，是粗粒度的業(yè)務(wù)識別。

　　1.1.1APN識別

　　APN是用戶通過GGSN、PGW可連接到外部網(wǎng)絡(luò)的標(biāo)識，該標(biāo)識由網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營者分配給ISP或公司，和它的固定Internet域名一致，是APN的必選組成部分。例如定義移動用戶通過該APN接入某公司的企業(yè)網(wǎng)，則APN的網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識可以規(guī)劃為“www.ABC123.com”。基于物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)基礎(chǔ)信息表中的APN信息與XDR中的APN字段進(jìn)行匹配，實(shí)現(xiàn)基于APN的物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)識別。

　　1.1.2MSISDN/IMSI識別

　　中國移動獲得了兩個物聯(lián)網(wǎng)號段，分別是148(0～9)號段(物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)專用號段)、1440(0～9)號段(物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)號);中國電信獲得了1410(0～9)號段(物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)號);中國聯(lián)通獲得了146(0～9)號段(物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)專用號段)。基于物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)基礎(chǔ)信息表中用戶號段信息(MSISDN或者IMSI)，與XDR中的相關(guān)字段進(jìn)行匹配，實(shí)現(xiàn)基于MSISDN/IMSI的物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)識別。

　　1.1.3終端IMEI識別

　　物聯(lián)網(wǎng)的特點(diǎn)跟業(yè)務(wù)類型和終端形態(tài)有非常大的關(guān)聯(lián)性，基于IMEITAC號可查詢到對應(yīng)終端形態(tài)，進(jìn)一步確認(rèn)物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)類型，這點(diǎn)是與手機(jī)物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)的最主要差別。終端公司一直在定期維護(hù)和發(fā)布終端TAC(TrackingAreaCode，跟蹤區(qū)碼)對照表，其中的NB終端產(chǎn)品、行業(yè)產(chǎn)品、個人產(chǎn)品，都可以從TAC中快速對照到產(chǎn)品形態(tài)，如煙感、可視后視鏡、血糖儀、兒童手表，因而快速定位到業(yè)務(wù)類型和品牌。不足之處是對通用模組，只能定位到模組廠家，不能確定終端形態(tài)。隨著業(yè)務(wù)的發(fā)展，會有更多的物聯(lián)終端納入維護(hù)，可作為識別業(yè)務(wù)類型的有用參考信息。基于物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)基礎(chǔ)信息表中IMEI信息，與XDR中的相關(guān)字段進(jìn)行匹配，實(shí)現(xiàn)基于終端IMEI的物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)識別。

　　1.2交互特征的識別方案

　　方案包括普通報文監(jiān)測和深度分組監(jiān)測。普通報文檢測只能獲取到源地址、目的地址、源端口、目的端口以及協(xié)議類型。深度分組檢測與普通報文檢測不同，當(dāng)IP數(shù)據(jù)分組、TCP或UDP數(shù)據(jù)流通過基于DPI技術(shù)的帶寬管理系統(tǒng)時，該系統(tǒng)通過深入讀取IP分組載荷的內(nèi)容來對OSI7層協(xié)議中的應(yīng)用層信息進(jìn)行重組，從而得到整個應(yīng)用程序的內(nèi)容(包括數(shù)據(jù)、視頻、流媒體等)，然后按照系統(tǒng)定義的管理策略對流量進(jìn)行整形操作。深度分組檢測增加了應(yīng)用層分析、識別各種應(yīng)用及其內(nèi)容的功能。普通報文識別4層以下特征，包括源/目的IP、傳輸層協(xié)議、源/端口等。根據(jù)使用的應(yīng)用層協(xié)議不同，應(yīng)用層特征也不同。對于HTTP協(xié)議來說，主要特征包括Host、URL、Referer、特殊請求頭、特殊響應(yīng)頭、用戶代理等。為了提高業(yè)務(wù)識別的準(zhǔn)確性，各類特征可通過與、或等關(guān)系進(jìn)行組合。

　　1.2.1IP/Port特征識別

　　在網(wǎng)絡(luò)發(fā)展初期，協(xié)議系統(tǒng)中對協(xié)議的識別是通過端口映射的方式來實(shí)現(xiàn)，所以在應(yīng)用協(xié)議流量識別最初階段是通過端口號來確定的。在IANA(InternetAssignedNumbersAuthority，互聯(lián)網(wǎng)數(shù)字分配機(jī)構(gòu))中注冊的應(yīng)用協(xié)議都對應(yīng)著自己的相應(yīng)端口號。端口號為0～1023的被稱作公認(rèn)端口，每個端口對應(yīng)一個特定的應(yīng)用協(xié)議，通過端口號就能確定該流量屬于哪一個應(yīng)用。例如NB-IoT中常用的CoAP協(xié)議分配的是5683端口。根據(jù)物聯(lián)網(wǎng)客戶提供的固定業(yè)務(wù)側(cè)IP和端口，與業(yè)務(wù)交互中的IP和端口進(jìn)行匹配，識別物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)。

　　1.2.2Host/URL/Referer識別

　　HTTP協(xié)議是最常見的應(yīng)用層協(xié)議，部分物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)也采用了HTTP作為應(yīng)用層協(xié)議。HTTP是一種文本傳輸協(xié)議，且包含Host、URL、Referer等字段信息。可通過客戶提供或者撥測獲取業(yè)務(wù)應(yīng)用層Host、URL、Referer特征。

　　1.2.3HTTP請求頭/響應(yīng)頭識別

　　某些業(yè)務(wù)為自定義一些HTTP請求頭或者響應(yīng)頭，作為一些附加的業(yè)務(wù)信息進(jìn)行傳輸。通過對這些自定義的請求頭和響應(yīng)頭進(jìn)行分析，提取特征，可識別特定業(yè)務(wù)。

　　1.2.4用戶代理識別

　　用戶代理(UserAgent)是HTTP一個特殊字符串頭，使得服務(wù)器能夠識別客戶使用的操作系統(tǒng)及版本、CPU類型、瀏覽器及版本、瀏覽器渲染引擎、瀏覽器語言、瀏覽器插件、APP版本等。部分物聯(lián)網(wǎng)終端攜帶專有的用戶代理信息，通過提取此類特征識別特定的物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)。

　　1.2.5特征碼識別

　　從具體內(nèi)容中獲取應(yīng)用層協(xié)議的特征信息，這些信息包括有效載荷中的特征字符串和特征字段。基于有效載荷的識別技術(shù)，需要首先對要識別的應(yīng)用協(xié)議進(jìn)行深入的分析，并且對協(xié)議數(shù)據(jù)分組進(jìn)行深度的分析，找出在交互過程中與其它應(yīng)用協(xié)議不同的特征字符串或者字段。如果某一字段或者字符串被確定為某種應(yīng)用協(xié)議所獨(dú)有，則可以就此特征作為識別該種應(yīng)用協(xié)議流量的特征。當(dāng)存在多個固定字段的時候，則需要通過統(tǒng)計(jì)的方法從實(shí)際的協(xié)議流量中得出使用頻率較高的字段，用來作為識別的特征。該方法的識別過程中，通過比對每個傳輸層協(xié)議首部后的有效負(fù)載，如果在有效載荷中匹配到某一應(yīng)用協(xié)議的特征，就將當(dāng)前流量標(biāo)記為相應(yīng)的協(xié)議。通常有以下3類方法。

　　(1)根據(jù)單個數(shù)據(jù)分組的7層信息識別(單分組DPI)：報文中的某些特征字段是重要指紋信息，經(jīng)常作為業(yè)務(wù)身份的標(biāo)識，如微信載荷中的0x00100001相對固定。(2)根據(jù)同一數(shù)據(jù)流中多個數(shù)據(jù)分組的關(guān)聯(lián)規(guī)律識別(多分組DPI)：挖掘多個數(shù)據(jù)分組的7層信息并進(jìn)行關(guān)聯(lián)識別，通常和單分組DPI方式聯(lián)合識別，如連接建立后連續(xù)發(fā)3個載荷為120byte的分組，或3個分組的第一個字節(jié)分別為01、02、03。(3)根據(jù)多個數(shù)據(jù)流的統(tǒng)計(jì)特征和連接行為識別(DFI)：統(tǒng)計(jì)特征是分析數(shù)據(jù)流參數(shù)，如分組長度分布、分組到達(dá)間隔、流大小、流持續(xù)時間、流空閑時間、信令分組與數(shù)據(jù)分組的比例等。連接行為是分析通信模式，如所使用的協(xié)議個數(shù)、連接的主機(jī)數(shù)目、連接的端口數(shù)等。對于部分物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)，可在已識別物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)的基礎(chǔ)上，通過撥測和單分組DPI識別具體動作。

　　2業(yè)務(wù)撥測分組抓取分析方案

　　基于交互特征識別方案需要了解業(yè)務(wù)進(jìn)行過程中產(chǎn)生的特征，若客戶不能提供業(yè)務(wù)交互規(guī)范，則需要通過撥測獲取業(yè)務(wù)特征。通常來講，分組抓取可分為3類：基站側(cè)、終端側(cè)和PCWi-Fi熱點(diǎn)。基站側(cè)即通過基站跟蹤需要抓取的用戶信息流;終端側(cè)即在終端上安裝軟件抓取用戶所有交互數(shù)據(jù);PCWi-Fi熱點(diǎn)即通過重點(diǎn)連接PC熱點(diǎn)，在PC上抓取用戶的數(shù)據(jù)分組。其中PCWi-Fi熱點(diǎn)抓取靈活性最高，也較容易實(shí)現(xiàn)，但是大部分物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備沒有Wi-Fi模塊，此方案在物聯(lián)網(wǎng)撥測抓取中不可行，物聯(lián)網(wǎng)終端抓取同樣無法實(shí)現(xiàn)。鑒于物聯(lián)網(wǎng)終端的使用場景及特性，針對物聯(lián)網(wǎng)終端推薦選擇基站抓取，即通過物聯(lián)網(wǎng)測試設(shè)備，接入基站，模擬物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)行為，在基站側(cè)導(dǎo)出IP分組后進(jìn)行特征分析。

　　測試時，每操作一個動作同時截取相應(yīng)的原始數(shù)據(jù)，記錄終端型號、操作系統(tǒng)、軟件版本號、抓取網(wǎng)絡(luò)環(huán)境、抓取地點(diǎn)、日期等信息，形成撥測記錄，方便后期分析及核查。

　　3結(jié)束語

　　通過采用APN、ServerIP、Host以及終端等相組合的方式進(jìn)行業(yè)務(wù)識別，能夠準(zhǔn)確有效的從全量數(shù)據(jù)中把物聯(lián)網(wǎng)的數(shù)據(jù)識別出來，物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)識別模型也是后續(xù)物聯(lián)網(wǎng)指標(biāo)評估、物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)質(zhì)量分析、建立主動預(yù)警體系、物聯(lián)網(wǎng)運(yùn)維支撐等一系列工作的前提條件。它可以應(yīng)用到全國各省運(yùn)營商的業(yè)務(wù)識別當(dāng)中，應(yīng)用前景非常廣闊。