Архитектура интернета вещей : разработка архитектуры систем интернета вещей с применением датчиков, информационно-коммуникационной инфраструктуры, граничных вычислений, анализа и защиты данных

Содержание книги "Архитектура интернета вещей : разработка архитектуры систем интернета вещей с применением датчиков, информационно-коммуникационной инфраструктуры, граничных вычислений, анализа и защиты данных"

Об авторе
О рецензенте
Предисловие
Глава 1. История интернета вещей
История развития интернета вещей
Перспективы развития интернета вещей
Индустрия и производство
Потребитель
Розничная торговля, финансы и маркетинг
Медицина
Транспортировка и логистика
Сельское хозяйство и окружающая среда
Энергетика
Умный город
Правительство и армия
Заключение
Глава 2. Архитектура и ключевые модули интернета вещей
Экосистема интернета вещей
Интернет вещей против межмашинного взаимодействия
Полезность сети и законы Меткалфа и Бекстрома
Архитектура интернета вещей
Роль архитектора
Часть 1. Датчики и питание
Часть 2. Передача данных
Часть 3. Интернет-маршрутизация и протоколы
Часть 4. Туманные и граничные вычисления, аналитика и машинное обучение
Часть 5. Угроза и безопасность в интернете вещей
Заключение
Глава 3. Датчики, оконечные точки и системы питания
Сенсорные устройства
Термопары и температурные датчики
Эффект Холла и датчики тока
Фотоэлектрические датчики
Датчики PIR
LiDAR и активные датчики
Датчики MEMS
Интеллектуальные оконечные точки IoT
Видеосистема
Слияние датчиков
Устройства ввода
Устройства вывода
Функциональные примеры (все вместе)
Функциональный пример – TI SensorTag CC2650
Между датчиком и контроллером
Источники энергии и управление питанием
Управление питанием
Воспроизводство электроэнергии
Хранилище энергии
Заключение
Глава 4. Теория коммуникации и информации
Теория коммуникации
Радиочастотная энергия и теоретический диапазон
Радиочастотная интерференция
Теория информации
Пределы битрейта и теорема Шеннона-Хартли
Частота битовых ошибок
Узкополосная и широкополосная связь
Радиоспектр
Управляющая структура
Заключение
Глава 5. Беспроводная персональная сеть (WPAN) не на основе IP
Стандарты беспроводной персональной локальной сети
Стандарты 802.15
Bluetooth
IEEE 802.15.4
Zigbee
Z-Wave
Заключение
Глава 6. WPAN и WLAN на базе IP
Протокол интернета и протокол управления передачей
Роль протокола IP в интернете вещей
WPAN с IP – 6LoWPAN
Топология 6LoWPAN
Стек протокола 6LoWPAN
Адресация и маршрутизация в mesh-сети
Сжатие и фрагментация заголовка
Обнаружение соседей
Безопасность 6LoWPAN
WPAN с IP – Thread
Архитектура и топология Thread
Стек протокола Thread
Маршрутизация Thread
Адресация Thread
Обнаружение соседа
Протоколы IEEE 802.11 и WLAN
Обзор и сравнение протоколов IEEE 802.11
Архитектура IEEE 802.11
Распределение спектра IEEE 802.11
Методы модуляции и кодирования IEEE 802.11
IEEE 802.11 MIMO
Структура пакета IEEE 802.11
Работа IEEE 802.11
Безопасность IEEE 802.11
Протокол IEEE 802.11ac
Транспорт-к-транспорту IEEE 802.11p
Протокол IEEE 802.11ah
Заключение
Глава 7. Системы и протоколы дальней связи (ГВС)
Функциональная совместимость устройств сотовой связи
Стандарты и модель управления
Технологии доступа сотовой связи
Категории абонентского оборудования 3GPP
Распределение спектра и полос частот в 4G LTE
Топология и архитектура сети 4G LTE
Стек протоколов сети E-UTRAN 4G LTE
Географические области 4G LTE, потоки данных и процедуры передачи обслуживания
Структура пакета 4G LTE
Категории 0, 1, M1 и NB-IoT
5G
LoRa и LoRaWAN
Физический уровень LoRa
Уровень MAC LoRaWAN
Топология LoRaWAN
Краткое описание LoRaWAN
Sigfox
Физический уровень Sigfox
Уровень MAC Sigfox
Стек протокола Sigfox
Топология Sigfox
Заключение
Глава 8. Маршрутизаторы и шлюзы
Функции маршрутизации
Функции шлюза
Маршрутизация
Отказоустойчивость и внеполосное управление
VLAN
VPN
Управление скоростью трафика и QoS
Функции безопасности
Метрики и аналитика
Обработка на краю
Программное сетевое взаимодействие
Архитектура SDN
Традиционное межсетевое взаимодействие
Преимущества SDN
Заключение
Глава 9. IoT-протоколы передачи данных от граничного устройства в облако
Протоколы
MQTT
Издание-подписка MQTT
Детали архитектуры MQTT
Рекламирование и обнаружение шлюза
Структура пакета MQTT
Форматы соединений MQTT
Рабочий пример MQTT
MQTT-SN
Архитектура и топология MQTT-SN
Прозрачные и собирающие шлюзы
Различия между MQTT и MQTT-SN
Ограниченный прикладной протокол
Детали архитектуры CoAP
Форматы сообщений CoAP
Пример использования CoAP
Другие протоколы
STOMP
AMQP
Сводка и сравнение протоколов
Заключение
Глава 10. Топология облачных и туманных вычислений
Модель облачных сервисов
NaaS
SaaS
PaaS
IaaS
Публичное, частное и гибридное облако
Частное облако
Публичное облако
Гибридное облако
Облачная архитектура OpenStack
Keystone – управление идентификацией и обслуживанием
Glance – сервис изображений
Вычисления Nova
Swift – хранение объектов
Neutron – сетевые сервисы
Cinder – блочное хранилище
Horizon
Heat – оркестрация (опция)
Ceilometer – телеметрия (опция)
Ограничения облачных архитектур для IoT
Эффект задержки
Туманные вычисления
Философия Hadoop для туманных вычислений
Сравнение туманных, граничных и облачных вычислений
Архитектура OpenFog RA
Amazon Greengrass и лямбда-функции
Туманные топологии
Заключение
Глава 11. Анализ данных и машинное обучение в облачных и туманных платформах
Простой анализ данных в интернете вещей
Верхний уровень облачной архитектуры
Система правил
Потребление информации: потоки, обработка и озера данных
Обработка сложных событий
Lambda-архитектура
Промышленное применение
Машинное обучение в интернете вещей
Модели машинного обучения
Классификация
Регрессия
Случайный лес
Байесовские модели
Сверточные нейронные сети
Рекуррентные нейронные сети
Обучение и получение логических выводов в интернете вещей
Анализ данных в IoT и сравнение/оценка методов машинного обучения
Заключение
Глава 12. Безопасность интернета вещей
Общеупотребительные понятия кибербезопасности
Термины, связанные с атакой
Термины, связанные с защитой
Анатомия кибератак на IoT-устройства
Mirai
Stuxnet
Цепная реакция
Физическая и аппаратная безопасность
Корень доверия
Управление ключами и модули TPM
Адресное пространство в процессоре и памяти
Безопасность хранения данных
Физическая безопасность
Криптография
Симметричная криптография
Ассиметричная криптография
Криптографический хеш (аутентификация и цифровая подпись)
Инфраструктура открытого ключа
Сетевой стек: протокол защиты транспортного уровня
Программно-определяемый периметр
Архитектура программно-определяемого периметра
Блокчейн и криптовалюта в интернете вещей
Bitcoin (блокчейн)
IOTA (направленный ациклический граф)
Правовое регулирование
Законопроект об улучшении безопасности интернета вещей (август, 2017)
Другие правительственные учреждения
Рекомендации по защите IoT-устройств
Комплексная безопасность
Краткий перечень мер безопасности
Заключение
Глава 13. Консорциумы и сообщества
Консорциумы по персональным сетям
Bluetooth SIG
Thread Group
Альянс Zigbee
Другое
Консорциумы по протоколам
Open Connectivity Foundation и Allseen Alliance
OASIS
Object Management Group
IPSO Alliance
Другое
Консорциумы по глобальным вычислительным сетям
Weightless SIG
LoRa Alliance
Инженерный совет интернета
Wi-Fi Alliance
Консорциумы по туманным и граничным вычислениям
OpenFog
EdgeX Foundry
Специализированные организации
Консорциум промышленного интернета
Институт инженеров по электротехнике и электронике IoT (IEEE IoT)
Другое
Американские правительственные организации по вопросам IoT и безопасности
Заключение
Предметный указатель