基于云原生的分布式物联网操作系统架构研究

doi:10.11959/j.issn.1000-0801.2022144

电信科学 ›› 2022, Vol. 38 ›› Issue (7): 146-156.doi: 10.11959/j.issn.1000-0801.2022144

基于云原生的分布式物联网操作系统架构研究

陈楠, 赵建军, 钟平, 黄勇军, 陈天

天翼物联科技有限公司，广东广州 510335

修回日期:2022-06-10 出版日期:2022-07-20 发布日期:2022-07-01
作者简介:陈楠（1981- ），男，博士，天翼物联科技有限公司高级工程师，主要研究方向为物联网关键技术与架构、物云网融合等
赵建军（1974- ），男，天翼物联科技有限公司高级工程师，主要研究方向为物联网架构、网络、平台及业务等
钟平（1964- ），男，天翼物联科技有限公司高级经济师，主要研究方向为物联网战略与规划等
黄勇军（1970- ），男，天翼物联科技有限公司高级工程师，主要研究方向为物联网关键技术规划与管理等
陈天（1980- ），女，天翼物联科技有限公司工程师，主要研究方向为物联网关键技术与架构等

Research on cloud native based distributed IoT operating system architecture

Nan CHEN, Jianjun ZHAO, Ping ZHONG, Yongjun HUANG, Tian CHEN

E-Surfing Internet of Things Technology Co., Ltd., Guangzhou 510335, China

Revised:2022-06-10 Online:2022-07-20 Published:2022-07-01

摘要/Abstract

摘要：

物联网面临应用开发复杂、终端碎片化、网络制式多样、边缘形态多样等难题，在对物联网行业及技术演进趋势分析的基础上，将物联网操作系统的概念从传统物联网终端操作系统延伸至边缘和云侧，创新地提出基于云原生的分布式物联网操作系统定义及功能架构，并分析了云原生等 8 个核心特征，该系统可屏蔽智能物联网应用所涉及的云（平台）、边缘网关、终端等海量异构资源的复杂性和差异性，为智能物联网应用开发、部署、托管提供一站式全生命周期支撑。最后给出基于云原生的分布式物联网操作系统CTWing OS研发、测试与应用情况。

关键词: 智能物联网, 操作系统, 分布式, 云原生

Abstract:

Complex application development, various types of IoT devices, diverse network technology and different types of IoT edge are the major problems of IoT.The novel concept and architecture of the cloud native based distributed IoT operating system were proposed with 8 core features, which extended the scope of operating system from IoT devices to the edge and cloud, followed the trend analysis of IoT industry and technology.The cloud native based distributed IoT operating system has been utilized to decoupling the complexity and differences of massive heterogeneous resources of cloud (platform), edge gateway, devices and the one-stop full life cycle support of intelligent Internet of things applications development, deployment and hosting.The research and development practices of CTWing OS as well as testing and applications were also introduced.

Key words: AIoT, operating system, distributed, cloud native

中图分类号:

TP393

陈楠, 赵建军, 钟平, 黄勇军, 陈天. 基于云原生的分布式物联网操作系统架构研究[J]. 电信科学, 2022, 38(7): 146-156.

Nan CHEN, Jianjun ZHAO, Ping ZHONG, Yongjun HUANG, Tian CHEN. Research on cloud native based distributed IoT operating system architecture[J]. Telecommunications Science, 2022, 38(7): 146-156.

图/表 4

参考文献 15

[1]	MEI H , GUO Y . Toward ubiquitous operating systems:a software-defined perspective[J]. Computer, 2018,51(1): 50-56.
[2]	中国信息通信研究院. 物联网白皮书（2020年）[R]. 2021.
	China Academy of Information and Communications Technology. IoT Whitepaper ( 2020 )[R]. 2021.
[3]	李如年 . 基于 RFID 技术的物联网研究[J]. 中国电子科学研究院学报, 2009,4(6): 594-597.
	LI R N . Study on the Internet of things based on RFID technique[J]. Journal of China Academy of Electronics and Information Technology, 2009,4(6): 594-597.
[4]	邬贺铨 . 物联网的应用与挑战综述[J]. 重庆邮电大学学报(自然科学版), 2010,22(5): 526-531.
	WU H Q . Review on Internet of things:application and challenges[J]. Journal of Chongqing University of Posts and Telecommunications (Natural Science Edition), 2010,22(5): 526-531.
[5]	沈苏彬, 范曲立, 宗平 ,等. 物联网的体系结构与相关技术研究[J]. 南京邮电大学学报(自然科学版), 2009,29(6): 1-11.
	SHEN S B , FAN Q L , ZONG P ,et al. Study on the architecture and associated technologies for Internet of things[J]. Journal of Nanjing University of Posts and Telecommunications (Natural Science), 2009,29(6): 1-11.
[6]	戴国华, 余骏华 . NB-IoT的产生背景、标准发展以及特性和业务研究[J]. 移动通信, 2016,40(7): 31-36.
	DAI G H , YU J H . Research on NB-IoT background,standard development,characteristics and the service[J]. Mobile Communications, 2016,40(7): 31-36.
[7]	华为技术有限公司,中国信息通信研究院. 云原生 2.0 白皮书[R]. 2021.
	HUAWEI Technologies Co.,Ltd.,China Academy of Information and Communications Technology. Cloud-native 2.0 whitepaper[R]. 2021.
[8]	阿里云计算有限公司. 云原生架构白皮书[R]. 2021.
	Alibaba Cloud Computing Co.,Ltd.. Cloud-native architecture whitepaper[R]. 2021.
[9]	亿欧智库. 万物互联时代的操作系统研究报告[R]. 2020.
	EO Intelligence. Research report on operating system in the era of IoT[R]. 2020.
[10]	艾瑞咨询集团. 2020年中国智能物联网（AIoT）白皮书[R]. 2020.
	iResearch. 2020 china AIoT whitepaper[R]. 2020.
[11]	杭州涂鸦信息技术有限公司,高德纳咨询公司. 2021 全球AIoT开发者生态白皮书[R]. 2021.
	Hangzhou Tuya Information Technology Co.,Ltd.,Gartner Group. 2021 Global AIoT developer ecology whitepaper[R]. 2021.
[12]	吴吉义, 李文娟, 曹健 ,等. 智能物联网 AIoT 研究综述[J]. 电信科学, 2021,37(8): 1-17.
	WU J Y , LI W J , CAO J ,et al. AIoT:a taxonomy,review and future directions[J]. Telecommunications Science, 2021,37(8): 1-17.
[13]	孙昊, 王洋, 赵帅 ,等. 物联网之魂:物联网协议与物联网操作系统[M]. 北京: 机械工业出版社, 2021.
	SUN H , WANG Y , ZHAO S ,et al. The soul of IoT:IoT protocol and operating system[M]. Beijing: China Machine Press, 2021.
[14]	Operating systems (3rd edition)[EB]. 2003.
[15]	杨庚, 许建, 陈伟 ,等. 物联网安全特征与关键技术[J]. 南京邮电大学学报(自然科学版), 2010,30(4): 20-29.
	YANG G , XU J , CHEN W ,et al. Security characteristic and technology in the Internet of things[J]. Journal of Nanjing University of Posts and Telecommunications (Natural Science), 2010,30(4): 20-29.

基于云原生的分布式物联网操作系统架构研究

Research on cloud native based distributed IoT operating system architecture

在线阅读

PDF下载

可视化

摘要/Abstract

引用本文

使用本文

图/表 4

参考文献 15

相关文章 15

Metrics

推荐阅读 0

[1]	郭泽华, 朱昊文, 徐同文. 面向分布式机器学习的网络模态创新[J]. 电信科学, 2023, 39(6): 44-51.
[2]	韩璐, 陈威宇, 张斐, 何建锋, 苏怀振. 差异化需求下的非关系型分布式报送信息大数据分类方法[J]. 电信科学, 2023, 39(6): 114-121.
[3]	王文哲, 安岗, 吴健, 赵文东, 王延刚, 赵云峰, 狄子翔, 顾照杰, 邹贵祥. 一种支持云原生的工业互联网业务管理平台[J]. 电信科学, 2022, 38(Z1): 203-213.
[4]	万晓兰, 李晶林, 刘克彬. 云原生网络开创智能应用新时代[J]. 电信科学, 2022, 38(6): 31-41.
[5]	曹磊, 李丽, 胡圣烨, 钟致民, 甘志辉, 董晓冬, 马伯骄, 张涛. 5G能力魔方赋能5G定制网规模化发展[J]. 电信科学, 2022, 38(5): 38-44.
[6]	朱明伟. 网络智能化中的AI工程化技术方案[J]. 电信科学, 2022, 38(2): 157-165.
[7]	李琴, 李唯源, 孙晓文, 胡玉双, 孙滔. 6G网络智能内生的思考[J]. 电信科学, 2021, 37(9): 20-29.
[8]	吴吉义, 李文娟, 曹健, 钱诗友, 张启飞, BUYYA Rajkumar. 智能物联网AIoT研究综述[J]. 电信科学, 2021, 37(8): 1-17.
[9]	王栋, 孙琼, 徐洪磊. 基于ONAP开源架构的云网操作系统研究[J]. 电信科学, 2021, 37(8): 105-110.
[10]	刘飞扬, 李坤, 宋飞, 周华春. DDoS攻击恶意行为知识库构建[J]. 电信科学, 2021, 37(11): 17-32.
[11]	余云河, 孙君. 机器类通信中集中式与分布式Q学习的资源分配算法研究[J]. 电信科学, 2021, 37(11): 41-50.
[12]	陆钢,陈长怡,黄泽龙,黄泽源. 面向云网融合的智能云原生架构和关键技术研究[J]. 电信科学, 2020, 36(9): 67-74.
[13]	李舒婷,刘金科,陈娜. 基于区块链技术的计费清结算平台的设计与研究[J]. 电信科学, 2020, 36(9): 84-93.
[14]	蔡康,廖晓红,谭华. “5G⁺原生”体系的核心理念、技术架构及战略意义[J]. 电信科学, 2020, 36(7): 1-9.
[15]	许丹丹,张云勇,张道琳,张第,王笑,蔡一欣. 5G时代区块链发展趋势及应用分析[J]. 电信科学, 2020, 36(3): 117-124.