前沿與網路的未來

物聯網(the Internet of Things)

在它大半的歷史裡,網際網路連接的是人們直接使用的東西——先是電腦、後來是手機。物聯網是把那張網路延伸到普通的實體物件:一個恆溫器、一台門鈴相機、田裡一個土壤濕度感測器、一只貨櫃的追蹤器、一台工廠機器、一支智慧手錶。每一個都變成一台微小的網路化電腦,能感測世界、回報資料、有時還能對它採取動作。這個願景是一個由數十億個小裝置透過網路靜靜地量測並調整實體環境的世界。

具體來說,物聯網裝置通常小、便宜、且受限——處理能力有限、記憶體很少、常常靠一顆得撐上數月或數年的電池運作,有時還透過一個不穩定的低功耗無線電。這些限制塑造了一切。網頁那些笨重、囉嗦的協定在這裡太重了,所以物聯網倚賴輕量的協定:MQTT,一個微小的發布/訂閱訊息協定,裝置把讀數貼到一個代理(broker)、有興趣的各方訂閱它;CoAP,一個為受限裝置設計、精簡且類似網頁的請求/回覆協定;以及 6LoWPAN,一個巧妙的適配,靠壓縮標頭與分段封包,讓完整的 IPv6 封包得以在極低功耗、訊框很小的無線連結上傳遞。這種規模也重重倚賴 IPv6 廣闊的位址空間,因為給數十億個物件各自一個位址,正是 IPv4 做不到的事。

為什麼重要、以及坦白的壞處:物聯網承諾效率與洞見——更聰明的建築、精準農業、預測性維護。但它帶來嚴重的問題。安全是最大的:無數便宜裝置出貨時帶著薄弱或預設的密碼、很少更新,並曾被大規模劫持進殭屍網路、發動了史上最大規模的一些阻斷服務攻擊。隱私是另一個——你家裡、你身上的裝置產生著私密的資料。而單純的規模拉扯著網路與位址空間。物聯網不只是「更多小裝置上線」;它是一套不同的設計局面,其中限制、安全與規模主宰著每一個選擇。

一座葡萄園在田裡撒下數百個電池供電的土壤感測器。每一個短暫醒來、透過 MQTT 把一筆濕度讀數發布到一個代理、然後再度睡去以省電。一個控制器訂閱它們全部,只在土壤乾燥的地方開啟灌溉——靠著選用對的輕量協定,把本來會是數 GB 的資料縮成一道道細小訊息的涓流。

受限的裝置偏好像 MQTT 這樣微小、適合休眠的協定。

物聯網的定義特徵不是新奇,而是限制與規模:裝置便宜、孱弱、受電池束縛。現實世界裡最大的問題是安全——大量防護不良、很少更新的裝置曾被徵召進破紀錄的 DDoS 殭屍網路,所以一個忽視安全的物聯網設計是危險的,而不只是不完整。

又稱
IoT物聯網萬物聯網