花粉传播和物联网

    大自然世界的另一个重要调节机制是很多互动联系都是“接收者主导”。这与很多具有“发送者主导”特征的传统通信协议截然不同。花粉传播就是这种“接收者主导”通信的典型例子。流动的空气负责不加选择地携带雄性植物的花粉。因为花粉是轻量级的信号,它可以被气流带到几百上千公里远。在有些地方,花粉随机地掉落到地面,离开气流,从而结束这段旅程。绝大多数花粉掉在水面、不毛之地、街道或者其它种类的植物上,不会产生任何结果。但是有极少数的花粉掉进了同类植物的雌性花蕊里。于是,授粉开始了,种子孕育了,下一代出现了。

 

    在花粉传播的过程中,“朋友圈”是由接收端的植物来确定——它会忽略所有的无关信号(其它种类植物的花粉)。传输网络(气流)一视同仁地传播任何植物的花粉,没有任何的歧视或者干预;它把自己视为一个完全中立的传播中介。大自然的“智能”完全在接收端,由后者负责甄别和选择。

 

     同样,一个可伸缩的物联网结构一定包括了很多由接收者主导的网络基本单元,即由执行数据收集和数据分析的网元确定“朋友圈”。这些数据分析网元会根据相同的地理位置、相同的功能、或者相同时间因素,确定“志同道合”的数据流。

 

     还可以用“发布/订阅“模式描述大自然的这种互动通信机制。大自然中的很多个体以鸣叫、视觉显示、花粉等形式”发布“信息。但是除非其它个体”订阅了这些消息,否则“发布”的消息是没有意义的。发布者和订阅者之间没有固定的联系——在传统的P2P互联网中,信息发送者和信息接收者之间通过信道分配,建立永久、半永久或者临时的固定联系。大自然太大了,无法进行管理,也无法在信息发送者和信息接收者之间分配信道,哪怕是IP信道那样的“尽力而为”信道。在物联网中,基本的原则也是一样的:只有通过“发布/订阅”模式,从无数可能的信息源中提取需要的信息,以实现网络的可伸缩性。

 

    这种全新的网络设计思路意味着“发布端”的安全保障、大而全的数据包、传送途中的对单个消息的保护等等,统统可以丢掉,从而让这个拥有海量网元的网络大幅度地瘦身。也可以说,物联网是一个“雌性”网络(接收者主导),而传统的IP互联网是一个“雄性”网络(发送者主导)。当然,这不表示物联网就不需要反馈和确认。如果没有任何消息通过而不被察觉,那么物联网也就失去了实用价值。只不过发送/反馈回路被局限在很小的范围,不会明显增加物联网的数据负荷。

 

      物联网不太关注发送端和接收端之间使用了什么信道(物理信道或者虚拟信道),而是更多地关注其感兴趣的信息。物联网的架构是“发布——订阅”模式,同时也是“基于接收者”模式——由远端的接收者决定什么消息是相关的和有用的。

 

       就像雌性植物只“选择”自己需要的同类花粉,拒绝异类花粉、垃圾和其它东西一样,物联网终端虽然能“听”到很多不同的数据消息,但只选择自己需要的数据消息,并对之进行处理和分析。

 

     传统互联网使用的IP协议是“基于发送端(sender-oriented)”的模式,即发送端必须确保其发送的消息被安全传输,并且被投递到目标接收端手里。为了达成这个目标,就必须为其配置大量的资源和能力,比如储存发送数据的存储器、应答流程、消息重发流程,等等。这些为提升通信“鲁棒性”而增加的能力必然反映在数据消息的开销字段上。考虑到物联网基本数据消息的长度很小,加上这些“鲁棒性”开销字段就显得非常碍眼和浪费。而且,由于同一个物联网终端的周期性发送或者接收的消息基本雷同,一条或者数条消息的丢失无关大局,因此不需要维持“昂贵”的“消息检查并重发”机制。

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