IoT 网络考虑因素和挑战考虑在 IoT 应用中采用哪些网络技术时，一定要留意以下限制：
传输距离网络可通过附加到网络的 IoT 设备的典型数据传输距离来描述：
- PAN（个域网）
PAN 是一种短距离网络，其中的距离是以米为单位来衡量的，比如通过 BLE 与手机上的应用通信的可穿戴健身跟踪器设备。 - LAN（局域网）
LAN 是一种短到中等距离的网络，其中的距离最长可达数百米，比如家庭自动化或安装在工厂生产线中的传感器，它们通过 wifi 与安装在同一建筑中的网关设备进行通信。 - MAN（城域网）
MAN 是一种长距离（城市级）网络，其中的距离可达数千米，比如通过网状网络拓扑结构相连的遍及全城的智能停车传感器。 - WAN（广域网）
WAN 是一种长距离网络，其中的距离可达数千米，比如安装在大型农场中用于监视整个农场上的微气候环境条件的农业传感器。
您的网络应该设计为，从 IoT 设备中获取数据，并将数据用于这些设备中。所以请确保您选择的网络协议与您的用例所需的传输距离相匹配。例如，不应为需要跨数千米距离运行的 WAN 应用选择 BLE。如果在所需的距离内传输数据存在挑战，可考虑边缘计算，它可以将数据分析转移到设备上，而不是将数据转移到别处进行处理。
带宽带宽，或在特定时间段内能传输的数据量，限制了可从 IoT 设备收集数据并传输到上游的速率。考虑以下因素：
- 每个设备生成的数据量
- 部署在网络中的设备数量
- 数据是源源不断地发送还是间歇性地突发性发送，因为需要使用可用的带宽来应对高峰时段
您选择的网络协议的包大小应与通常传输的数据大小相匹配。发送填满空数据的包是一种低效操作，但另一方面，将更大的数据块拆分为太多小包也会产生开销。数据传输速率并不总是对称的（也就是说，上传速率可能低于下载速率）。因此，如果设备间存在双向通信，则需要考虑数据传输。无线和蜂窝网络通常具有较低的带宽，所以需要考虑对高数据量应用选择无线技术是否妥当。
另外，考虑是否所有原始数据都需要传输。一个解决方案可能是通过降低采样频率，捕获更少的变量，或者在设备上执行某种过滤来丢弃不重要数据，从而捕获更少的数据。如果在传输数据前对其进行聚合，有助于减少要传输的数据量，但是此过程会影响上游分析的灵活性和粒度。聚合和突发性发送并不总是适合时间敏感或延迟敏感的数据。所有这些技术还会增加 IoT 设备的数据处理和存储需求。
功耗从设备传输数据会消耗电力，长距离传输数据需要的电力比短距离更多。必须考虑依靠电池运行的设备，以节约用电，从而延长电池寿命和减少操作成本。要延长电池寿命，可以在设备空闲时让其进入休眠模式。一个不错的主意是对设备在不同负载和不同网络条件下的能耗进行建模，确保设备的电源供应和存储容量与使用特定网络技术传输必要数据所需的电量相匹配。
间歇连通性IoT 设备并不总是处于连接状态。在某些情况下，设备被设计为定期连接，以节省用电或带宽。但是，有时不可靠的网络可能导致设备由于连接问题而掉线。有时会出现服务质量问题，比如处理使用共享频谱的无线网络上的干扰或信道争用。
互操作性有如此多不同设备连接到 IoT，互操作性可能是一大挑战。采用标准协议是在互联网上维护互操作性的传统方法。但是，对于 IoT，标准化流程有时很难跟上快速的变化节奏，而且发布的技术基于即将出现的标准版本，而这些标准仍可能发生变化。在这些情况下，可以考虑围绕这些技术的生态系统；也就是说，询问以下问题：它们是否被广泛采用？它们是开放的还是专用的？有多少实现可用？
安全性安全始终是优先考虑事项，所以一定要选择实现端到端安全的网络技术，包括身份验证、加密和开放端口保护。例如，IEEE 802.15.4 包含的一种安全模型提供了许多安全特性，包括访问控制、消息完整性、消息机密性和重放保护，这些特性是由基于此标准的技术（比如 ZigBee）实现的。
- 身份验证
采用安全协议来支持设备级的网关、用户、应用和服务身份验证。例如，考虑采用 X.509 标准来执行设备身份验证。 - 加密
如果使用 wifi，那么可以使用 WPA2（Wireless Protected Access 2，无线保护接入第 2 代）来执行无线网络加密，或者可以采用 PPSK（Private Pre-Shared Key，私有预共享密钥）方法。要确保应用之间的通信的隐私和数据完整性，一定要采用 TLS 或基于 TLS 的 DTLS（数据报传输层安全），但要针对在 UDP 上运行的不可靠连接进行调整。TLS 会加密应用数据并确保其完整性。 - 端口保护
端口保护确保只有与网关、上游应用或服务通信所需的端口是保持对外部连接开放的。所有其他端口都应被禁用或受防火墙保护。例如，在通用即插即用 (UPnP) 漏洞被利用时，设备端口可能被公开，所以应在路由器上禁用 UPnP。
结束语选择要采用的 IoT 网络技术的整个过程中都涉及到折中考虑。您选择的网络技术会影响 IoT 设备的设计，而且我在本文中讨论的大部分考虑因素都是相互依赖的。例如，网络传输距离、数据速率和功耗都是直接相关的。如果增加网络传输距离或速率和传输的数据量，IoT 设备几乎肯定需要额外的电力来在这些条件下传输数据。
对于基本的家庭自动化项目，电源考虑标准可能不太重要，因为设备很可能直接通过壁式插座供电。带宽限制和连接丢失具有更高的优先级，所以您可以采用 wifi，因为它提供了合理的带宽，而且使得该项目更容易使用商用硬件进行构建。但是，wifi 没有针对低功耗设备进行优化，所以对于通过电池供电的设备，该选择可能不是一个好的选择。
在本文中，我概述了一些最常用于 IoT 的网络协议和技术。您需要根据这些 IoT 网络挑战来考虑您的需求，找到最适合您的 IoT 应用的技术。 |
