网络接入层和物理层 IoT 网络拓扑结构需要知道的靠近协议栈底部的 IoT 网络技术包括蜂窝技术、wifi 和以太网，以及更专业的解决方案，比如 LPWAN、蓝牙低功耗 (BLE)、ZigBee、NFC 和 RFID。
根据 Gartner 报告，NB-IoT 正在成为 LPWAN 网络的标准，要了解关于 NB-IoT 的更多信息，请阅读这篇 。
- LPWAN
（）是一种专为低功耗、长距离无线通信而设计的技术类别，所以它们非常适合用在无线传感器等低功耗 IoT 设备的大规模部署中。LPWAN 技术包括 LoRa（LongRange 物理层协议）、Haystack、SigFox、LTE-M 和 NB-IoT（窄带 IoT）。 - 蜂窝技术
LPWAN 和 标准旨在使用现有的蜂窝网络提供低功耗、低成本的 IoT 通信选择。NB-IoT 是这些标准中的最新标准，专注于大量主要在户内的设备之间的长距离通信。LTE-M 和 NB-IoT 是专为 IoT 开发的，但是长距离无线通信中也经常采用现有的蜂窝技术。这些技术包括 2G (GSM)，主要用在遗留设备中，该技术目前正被逐渐淘汰，CDMA、3G 和 4G 也是如此。 - 蓝牙低功耗 (BLE)
是流行的蓝牙 2.4 GHz 无线通信协议的低功耗版本。它专为短距离（不超过 100 米）通信而设计，通常用在星型配置中，有一个控制多个辅助设备的主要设备。蓝牙跨 OSI 模型的第 1 层 (PHY) 和第 2 层 (MAC) 而运行，如 图 1 所示。BLE 最适合突发性传输少量数据的设备，因为这些设备被设计为在不传输数据时休眠，以节约用电。可穿戴健康和健身跟踪器等个人 IoT 设备常常使用 BLE。 - ZigBee
也在 2.4GHz 无线通信频谱上运行，但它的传输距离比 BLE 的最长 100 米更长。与 BLE（270 kbps）相比，它的数据传输速率稍微低一些（最高 250 kbps）。ZigBee 是一种网状网络协议，不同于 BLE，不是所有设备都能在没有突发性传输数据时休眠，这取决于它们在网格中的位置以及是否需要充当网格中的路由器或控制器。ZigBee 专为建筑和家庭自动化应用而设计，比如控制照明。另一种与 ZigBee 紧密相关的技术是 Z-Wave，它也基于 IEEE 802.15.4 MAC。Z-Wave 也是专为家庭自动化而设计，它曾经是一种专用技术，最近才。 - NFC
协议用于非常短距离的通信（最远 4 厘米），比如手持一张 NFC 卡或标签靠近读卡器。NFC 常常用于支付系统，但它对签到系统和工业 IoT 应用中用于跟踪资产的智慧标签也很有用。 - RFID
表示射频识别。RFID 标签存储标识符和数据，并将它们附加到设备上供 RFID 读取器读取。RFID 的典型传输距离小于 1 米。RFID 标签可以采用有源、无源或辅助无源形式。无源标签非常适合没有电池的设备，因为 ID 由读取器被动读取。有源标签会定期广播其 ID，而辅助无源标签在 RFID 读取器出现时会变为有源。 是一种通信协议，它使用了专为在工业 IoT 应用中使用而设计的有源 RFID，以便执行安全的长距离通信。类似于 NFC，RFID 的典型用例是在零售和工业 IoT 应用中跟踪库存商品。 - Wifi
是基于 IEEE 802.11a/b/g/n 规范的标准无线网络技术。802.11n 提供了最高的数据吞吐量，但代价是功耗很高，所以出于节能原因，IoT 设备可能仅使用 802.11b 或 g。尽管许多原型和最新一代 IoT 设备中都采用了 wifi，但随着长距离和低功耗解决方案变得更加普遍，wifi 可能会被这些低功耗替代方案所取代。 - 以太网
采用了 IEEE 802.3 标准，被广泛部署在局域网内，以便建立有线连接。不是所有 IoT 设备都必须是设计小巧的无线设备。例如，安装在建筑自动化系统内的传感器装置可使用以太网这样的有线网络技术。电力线通信 (PLC) 是一种替代性的硬线解决方案，它使用现有的电线代替专门的网线。
互联网层 IoT 网络拓扑结构互联网层技术（OSI 第 3 层）负责识别和路由数据包。与这层相关且IoT通常采用的技术包括 IPv6、6LoWPAN 和 RPL。
- IPv6
在互联网层，设备由 IP 地址标识。IPv6 通常用于 IoT 应用，而不是传统的 IPv4 寻址。IPv4 被限定为 32 位地址，总共仅能提供约 43 亿个地址，这少于目前连网的 IoT 设备数量，而 IPv6 采用了 128 位地址，所以能提供 2128 个地址（约 3.4 × 1038 或 340 x 10 亿 x 10 亿 x 10 亿 x 10 亿个地址）。实际上，并不是所有 IoT 设备都需要公共地址。在预计未来几年内连接到 IoT 的数百亿个设备中，许多设备将部署在私有网络中，这些网络将使用私有地址范围，而且仅使用网关与外部网络上的其他设备或服务进行出站通信。 - 6LoWPAN
标准允许在 802.15.4 无线网络上使用 IPv6。6LoWPAN 常常用于无线传感器网络，而且用于家庭自动化设备的 协议也在 6LoWPAN 上运行。 - RPL
互联网层还负责路由。 专为在低功耗网络（比如在 6LoWPAN 上实现的网络）上路由 IPv6 流量而设计。RPL（发音为 “ripple”）被设计用于在受限的网络中路由数据包，比如无线传感器网络，在这些网络中，不是所有设备都始终可达，而且存在很高或无法预测的包丢失量。RPL 能基于动态指标和约束条件（比如最低能耗或延迟）来构建网络中的节点图，从而计算最佳路径。
应用层 IoT 网络拓扑结构HTTP 和 HTTPS 在互联网应用中随处可见，在 IoT 中也是如此，IoT 中广泛部署了 RESTful HTTP 和 HTTPS 接口。CoAP（受限应用协议）就像一种轻量级 HTTP，常常与基于 UDP 的 6LoWPAN 结合使用。MQTT、AMQP 和 XMPP 等消息协议也常常用在 IoT 应用中：
- MQTT
是一种基于发布/订阅的消息协议，专为在低带宽情况下使用而设计，特别适合不可靠网络上的传感器和移动设备。 - AMQP
是一种用于面向消息的中间件的开放标准消息协议。很显然，AMQP 由 设计。 - XMPP
最初是为包括即时消息在内的实时人类间通信而设计的。此协议针对机器间 (M2M) 通信进行了调整，以实现轻量级中间件和路由 XML 数据。XMPP 主要用于智慧家电。
这一层上选择的技术将取决于 IoT 项目的具体应用需求。例如，对于涉及多个传感器的经济型家庭自动化系统，MQTT 是一个不错的选择，因为它非常适合在没有太多存储或处理能力的设备上实现消息功能，而且该协议的实现既简单又轻便。 |
