Новый способ думать о P2P IoT

Несколько мыслей на конец года о P2P и LPWAN:

  • В Haystack мы наблюдаем рост числа решений/концепций, которые ищут децентрализованный подход к реализации маломощной глобальной сети. Во многом это обусловлено блокчейном, о котором я начал говорить здесь и здесь.
  • Блокчейны вызывают дискуссии о децентрализации, но эти разговоры выявляют некоторые другие реалии природы децентрализованных сетей IoT.
  • Централизация применительно к Интернету вещей может описывать топологию физической сети сети Интернета вещей или управлять (прикладной уровень) сетью. Физическая топология «звезда-звезда», распространенная в сотовых сетях, является одним из примеров централизованной физической сети с моделью централизованного управления.
  • Полудецентрализованные сети могут включать в себя децентрализованные приложения на основе блокчейна — возьмем приложение для цепочки поставок, такое как VeChain, — которые работают через интернет-каналы, управляемые центральными телекоммуникационными компаниями с централизованной физической моделью и моделью управления.
  • Таким образом, действительно децентрализованная сеть IoT описывает физическую топологию, не являющуюся звездообразной (например, несотовой), а также модель децентрализованного управления.
  • Оставив в стороне управление для целей этого поста, что представляет собой децентрализованная физическая топология в сети IoT? Во-первых, это означает устранение «концентратора» или центрального сервера и подразумевает некую версию одноранговой сети. Теоретически у нас с вами могла бы быть децентрализованная сеть IoT всего с двумя конечными точками — одна для вас и одна для меня — которые обмениваются данными на основе одноранговой сети.
  • Если мы добавим третью конечную точку, наши возможности могут расшириться от простого однорангового обмена сообщениями до обмена сообщениями с несколькими переходами. Другими словами, если A, B и C расположены по прямой линии, где A находится за пределами досягаемости C, A может отправить сообщение X к B, который, в свою очередь, передает X к C. Мы можем даже добавить четвертую конечную точку. («D») и продолжить процесс. В Haystack мы называем это сетью с несколькими переходами.
  • Топология децентрализованной физической сети исключает «концентратор» и вместо этого полагается на конечные точки для связи на основе одноранговых узлов, а в некоторых случаях — «перескакивание» или «связывание» сообщения от его источника к месту назначения.
  • В то время как «связь» была, по крайней мере, теоретически реализована с некоторыми протоколами IEEE 802.15.4, такими как ZigBee, нам еще предстоит увидеть сетку с радиомодулями LPWAN с большим радиусом действия и низким энергопотреблением, такими как LoRa. Мы также вряд ли увидим его, учитывая требуемые накладные расходы и силу распространения сигнала, наблюдаемую радиостанциями LPWAN. На самом деле создание сетки для протоколов 2,4 ГГц было скорее маркетинговым трюком, вызванным плохим распространением сигнала, чем реальной потребностью в «связке» — то есть, если бы 2,4 ГГц могла выполнять работу по доставке сообщений непосредственно от конечной точки к шлюзу. благодаря лучшему распространению сигнала не было бы необходимости в сетке.

Добавление подключения P2P + LPWAN к Cheeseburger Compass

Чизбургер Компас (CC) — это простой пример гаджета с поддержкой геолокации, который работает без Интернета, более или менее. И по-своему просто показывает нам еще один путь к децентрализованному IoT: он просто сообщает вам ближайшее место, где можно купить гамбургер.

Гипотетически мы могли бы добавить маломощное широкополосное сетевое радио, такое как LoRa, к CC. При этом каждый пользователь CC может общаться с другими пользователями CC на расстоянии от 0,25 до 10 миль. Все они мобильны, и при использовании правильного сетевого протокола даже с GNSS/GPS на мобильном клиенте батарея может работать годами.

И до сих пор нет интернета.

Five Guys, In-N-Out и White Castle могли взаимодействовать с этими пользователями CC, предлагая рекламные акции и бесплатный доступ в Интернет. Используя сетевой протокол, такой как DASH7, рекламные акции могут транслироваться пользователям CC или маршрутизироваться индивидуально.

Используя сетевой протокол, такой как DASH7, который поддерживает связь P2P, клиенты CC могут отправлять сообщения друг другу.

Пока размер сообщения остается небольшим — текстовое сообщение, сообщение электронной почты, координаты местоположения GPS, данные датчиков и т. д. — система на основе LPWAN может работать без необходимости подключения к более широкому Интернету.

Что насчет DNS?

Децентрализованная система обмена сообщениями на основе LPWAN может маршрутизировать сообщения через один или несколько протоколов прикладного уровня, а с помощью сетевого протокола, такого как DASH7, который поддерживает многоступенчатую передачу, децентрализованный эквивалент службы доменных имен может существовать либо на «главных узлах», либо в среде блокчейна. .

Вы скажете: а разве блокчейн не использует интернет? Возможно, но не обязательно. По-настоящему децентрализованная сеть блокчейнов может (теоретически) работать исключительно на беспроводной основе. Некоторые компании, такие как Blockstream, доводят это до крайности, используя спутники, но это только один пример.

Последние мысли

  • Децентрализованный Интернет вещей, ориентированный на обмен короткими пакетными сообщениями, не слишком отличается от децентрализованного Интернета, который обрабатывает только SMTP-сообщения.
  • Ожидайте, что «ретрансляторы» будут играть большую роль вместо объединения в децентрализованных развертываниях LPWAN.
  • Важность однорангового обмена сообщениями, особенно конечными точками с батарейным питанием, в децентрализованном IoT трудно переоценить.