物联网标准的最新进展：oneM2M视角

⃝⃝可在www.sciencedirect.com上在线获取ScienceDirectICT Express 2（2016）126www.elsevier.com/locate/icte物联网相关标准的最新进展：oneM2M视角Hyuncheol Park，Hoichang Kim，Hotaek Joo，JaeSeungSong韩国首尔市广津区Neungdong-ro 299号世宗大学电子信息工程学院计算机信息安全系接收日期：2016年7月7日;接收日期：2016年8月17日;接受日期：2016年8月19日2016年9月1日在线发布摘要物联网（IoT）设备可能会通过使用不同的技术和标准来开发这些物联网设备正在各个领域大量部署;因此，标准机构之间的协作以提供互操作性是物联网成功的关键。本文介绍了oneM2M最近为扩大物联网生态系统所做的努力。语义化的物联网平台允许物联网设备以标准的方式理解物联网数据oneM2M互操作性规范确保来自不同供应商的物联网设备可以相互通信。此外，互通框架桥接了不同的物联网技术。c2016韩国通信信息科学研究所。出版社：Elsevier B.V.这是一篇开放获取的文章，CC BY-NC-ND许可证（http：//creativecommons. org/licenses/by-nc-nd/4. 0/）。关键词：OneM 2 M;物联网;互操作性;互通1. 介绍物联网（IoT）是一种用于通过将连接到互联网的各种设备连接起来并允许这些设备彼此交换信息来向用户提供更智能服务的技术。物联网已被许多IT趋势报告确定为新兴技术[1]，物联网设备的数量预计将快速增长[2，3]。一些IT趋势报告预测，全球物联网市场将值得到2022年将达到14.4万亿美元[3，4]。随着物联网设备数量的急剧增加，不同类型的物联网设备之间的互连成为物联网成功的关键问题。物联网标准机构已经做出了各种尝试来解决互连问题。例如，开发一个标准化的物联网服务层平台，将各种行业驱动的物联网技术互连起来，是由全球物联网标准机构（如oneM2M[5]）领导的最有前途的活动几个标准机构*通讯作者。电子邮件地址：jseungsong. gmail.com（J. Song）.同行评审由韩国通信信息科学研究所负责。本文是题为《互联网中的ICT融合》特刊的一部分。由Yacine Ghamri-Doubang，Yeong Min Jang，Daeye-Kim，HossamHassanein和JaeSeung Song客座编辑。旨在通过将过去分散的垂直平台转变为横向平台来发展物联网市场。ITU-T和IEEE P2413正试图标准化物联网的高级架构框架，而Allseen联盟、1开放连接基金会（OCF）2和IPSO联盟3等行业联盟则专注于支持本地物联网设备的连接。其中，oneM2M是2012年由各国标准开发组织（SDO）成立的标准合作项目，包括TTA（韩国）、ETSI（欧洲）、TIA、ATIS（美国）、TTC、ARIB（日本）、CCSA（中国）和印度（TDSI）[6]。oneM2M的主要目标是定义一个通用服务平台，可以支持各种物联网应用服务，如智能家居，智能汽车和智能医疗[7，8]。为了提供互操作性和互通，oneM2M已经开发了各种规范。引入了一个互通代理实体来互连各种本地连接协议[9]。已经开发的语义Web的语义技术作为一种方式来描述oneM2M资源的含义此外，本发明还提供了一种方法，1 https://allseenalliance.org/网站。2 http://openconnectivity.org/网站。3 http://www.ipso-alliance.org/网站。http://dx.doi.org/10.1016/j.icte.2016.08.0092405-9595/c2016韩国通信信息科学研究所。Elsevier B. V.的出版服务。这是CC BY-NC-ND许可证下的开放获取文章（http：//creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4. 0/）。H. Park等人/ ICT Express 2（2016）126-129127oneM2M目前正在开发用于互操作性和一致性测试的标准文档。在本文中，我们提供了这样的标准活动在oneM2M的互操作性与未来的发展方向的介绍。概括起来，本文的主要贡献如下：– 介绍一个名为oneM2M的全球物联网服务层标准项目及其与标准相关的最新活动。– 与其他本地连接标准的新互通功能，以扩展物联网生态系统。– 测试活动确保物联网产品之间的互操作性并符合oneM2M规范。在接下来的章节中，我们首先在第2节中介绍oneM2M及其Release 1开发。然后，我们将在第3节中解释oneM2MRelease 2中的互通标准活动，然后在第4节中介绍oneM2M测试。最后，第5节介绍了oneM2M的结论和2. oneM2M概述和版本1在过 去的 十年 中， 已经 开发 和部 署了 许多 物联 网（IoT）平台。然而，大多数平台都是基于专有解决方案实现的，或者是为了解决特定领域的问题而开发的.因此，迫切需要开发一个标准化的物联网平台，以互连各种专有平台并向用户提供通用的物联网服务。为了解决这样的互操作性问题，七个标准开发组织（SDO）发起了一个全球标准项目，即，oneM2M，为设备和服务的通信创建oneM2M的主要目标是寻求一个单一的横向服务平台，用于在物联网应用程序之间交换和共享数据，这些应用程序可用于各种行业，为用户提供更智能的物联网服务。oneM2M规范的第一个候选版本于2014年8月发布，其可部署的物联网解决方案主要用于满足短期需求。第一个版本提供了一组通用标准函数，构建统一、横向的物联网服务平台。它还定义了独立于访问的物联网服务层架构，并支持注册和发现等各种服务功能。oneM2M业务层平台中的逻辑oneM2M节点由三部分组成，公共服务实体（CSE）、应用实体（AE）和网络服务实体（NSE）。oneM2M定义了连接oneM2M实体的三个参考点：应用与CSE之间的Mca、两个CSE之间的Mcc以及CSE与底层网络之 间的Mcn （ 参见 图 1 ） 。CSE 由 一组 公共 服 务功 能（CSF）组成，其中一些功能描述如下：通信管理和传递处理（CMDH）：决定何时使用哪个通信连接进行通信（例如，CSE到CSE通信），并且在需要和允许时缓冲通信请求，使得它们可以稍后被转发。Fig. 1. oneM2M通用服务功能。数据管理和存储库（DMR）：负责提供数据存储和中介功能。它包括收集数据以聚合大量数据的能力，将这些数据转换为指定格式，并将其存储用于其他目的，如分析和语义处理。设备管理（DMG）：提供MN上的设备能力的管理（例如，M2M网关）、ASN和ADN（例如，M2M终端设备）以及驻留在M2M区域网络内的设备。发现（DIS）：基于文本匹配机制搜索包含在属性和资源中的应用程序和服务的信息。组管理（GMG）：负责处理与组相关的请求。发送请求以管理组及其成员资格以及组支持的批量操作。网络服务暴露、服务执行和触发（NSSE）：管理与诸如3GPP LTE或Zigbee之类的底层网络的通信，以用于通过Mcn参考点访问注册（REG）：处理来自AE或其他CSE的向注册商CSE注册的请求，以允许注册实体使用由注册商CSE提供的服务。安全性（SEC）：包括诸如敏感数据处理、安全管理、安全关联建立、包括识别/认证/授权的访问控制以及身份管理的功能。订 阅 和 通 知 （ Subscription and Notification ， 缩 写 为REQ）：提供与订阅有关的通知，该订阅跟踪资源上的更改删除资源）。在下文中，我们将讨论oneM 2 M如何基于本节中描述的Rel-1基本功能开发其第二版本。3. 第2版和互通oneM2M目前正在开发其第二个版本，该版本具有与OMA轻量级M2M [10，11]，AllSeen和OCF互通的互通功能，以及通用互通规范。而oneM2M Release 1提供了一套·········128H. Park等人/ICT Express 2（2016）126表1OneM2M Release 2的主要功能。主题详情平台/网络互通功能·AllJoyn互通• OIC互通• 轻量级M2M互通• 通用互通• 3GPP Rel-13互通家庭领域支持·家电信息模型行业领域支持·时间序列数据语义·oneM2M基础本体• 语义发现• 语义描述安全·端到端安全• 动态授权在可部署的基本功能中，Release 2旨在提供各种新功能，以扩展物联网生态系统。特别是，互通功能将实现与其他本地网络技术的互通，包括物联网系统的传统oneM2MRelease 2还提供了数据抽象和语义互操作性，这将使各种物联网数据的重用成为可能，并实现高级别的互操作性，而无论底层技术如何。除了标准化增强的服务功能外，与其他标准机构的合作正在三个主要方向发展。– 首 先 ， oneM 2 M 正 在 与 ITU-T 、 开 放 移 动 联 盟（OMA）和宽带论坛（BBF）等法律上和事实上的标准组织合作。oneM 2 M通过将oneM 2 M架构实例化到其他组– 其次，oneM2M正在与各种IoT服务域合作。例如，家庭网关倡议（HGI），这是一个标准组织，以制定关键规范和标准的住宅网关，同意转移他们的家庭设备配置文件规范到oneM2M。此外，oneM2M正在与IEEEP2413确定适用于oneM2M架构行业应用的要求，以及IEEE P2413工业物联网行业标准开发的要求共享，并解决各种物联网架构– 最后，oneM2M正在尝试将各种行业驱动的物联网连接标 准整 合在 一起 ，用 于连 接本 地物 联网 设备 ，如AllSeen Alliance和开放连接基金会（OCF）。因此，本地IoT设备只能与使用相同技术的设备通信，oneM2M现在提供互通功能，允许它们经由oneM2M服务层功能彼此通信。表1总结了正在开发的几个oneM2M版本2功能4. oneM2M测试通常执行测试活动以确认使用特定标准技术的目标实现的互操作性和合规性。oneM2M互操作性测试用于证明两个oneM2M设备基于oneM2M标准彼此正确通信，而oneM2M一致性测试用于验证测试实现与oneM2M规范中指定的协议特征的符合性[12]。对比测试。一致性测试的主要目的是表明设备（或产品）已正确实现oneM2M协议。在这个意义上，oneM2M一致性测试基于oneM2M协议规范来验证oneM2M协议消息的详细值及其格式oneM2M一致性测试还检查负责生成系统错误的正常和异常情况。oneM2M一致性测试由几个项目组成首先，该方法定义了要测试的特性和选项的分类，这被称为这个过程帮助测试人员知道哪些选项需要测试。然后，从协议规范中收集测试需求，以生成一组测试和整个测试集（TSS）的结构。然后，应针对每个测试生成测试目的（TP），之后应开发测试描述（TD）[14]。然后将TD用作输入，以生成用正式测试描述语言（如TTCN-3 [15]）编写的详细测试用例（TC）。一致性测试规范由三个标准文档组成：实现一致性声明（ICS）、测试套件结构和测试目的（TSS TP）以及抽象测试套件（ATS）。互操作性测试。oneM2M互操作性测试的主要目的是检查产品是否与oneM2M规范中所述的其他产品互操作性测试方法框架H. Park等人/ ICT Express 2（2016）126-129129研究整合各种创新技术，以引领物联网标准。例如，物联网平台可以通过集成深度学习和机器学习等人工智能技术变得更加智能。致谢图二. oneM2M互操作性测试环境。由三个主要部分组成：用于测试的整个系统（被测系统-SUT ） 、 测 试 设 备 （ 被 测 设 备 - DUT ） 和 测 试 描 述（TD）。这些组件通过测试驱动器和测试接口连接。图 2显示了为互操作性测试设计的整个系统[13]。DUT是用于互操作性测试的目标设备。SUT由不同供应商提供的多个DUT组成。互操作性测试过程遵循TD，TD提供详细的指令集，包括DUT上的功能响应、SUT的配置、日志等。测试驱动程序访问接口，以触发和验证TD中编写的测试行为。在撰写本文时，oneM 2 M已经为其Release 1开发了TS-0013（互操作性测试规范）[16]。5. 今后的方向和结论根据全球标准开发物联网平台对于提供通过互联网连接的物联网设备之间的交互至关重要。因此，各国的标准制定组织都建立了国际标准咨询机构（即oneM2M），为物联网服务层平台制定标准。自2015年初发布oneM2M Release 1以来，它一直在不断更新并在各个公司中使用。oneM2M Release 1还被用作釜山智能城市等大型物联网项目的标准。oneM2M第2版计划于2016年第三季度发布，具有家庭域启用、AllJoyn和LWM2M等不同技术的互通功能以及语义互操作性等新功能。此外，一致性和互操作性测试将增加建立最先进的物联网生态系统的信心。下一步，oneM2M Release 3必须提高IT标准的成熟度，以实现大规模商业化，这项工作得到了韩国政府（MSIP）资助的信息通信技术促进研究所（IITP）的支持（编号：B 0184 -15-1003，OneM 2 M通信测试工具和QoS技术的开发引用[1] Gartner2015年。http://www.gartner.com/technology/research/hype-cycles/网站。[2] Gubbi Jayavardhana等人，物联网（IoT）：愿景，架构元素和未来方向，未来一代。Comput. 系统 29（7）（2013）1645-1660。[3] D. Miorandi，S. 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