物联网：对服务提供商的安全和业务影响
物联网连接设备数量不断增长，为服务提供商开辟新的收入来源带来了机遇。要充分把握这一机遇，服务提供商必须构建安全、敏捷的网络，以提供连接能力和安全保障，并优化客户体验。
简介
物联网（IoT）的迅猛发展正在推动持续的数字化转型，迈向“互联社会”。在这样的社会中，可穿戴设备、交通控制、智能家居和智能企业等技术将得到广泛应用。Gartner预测，到2020年，全球联网设备数量将达到208亿台。第五代移动通信网络（5G）将成为支持物联网持续发展的关键无线技术。
物联网将通过提供无缝且一致的服务创造价值。这些服务可以重塑商业模式，打破制造、运输和资产跟踪、能源、互联家居、联网汽车及医疗保健等垂直行业之间的界限。服务提供商有机会通过提高效率和改进各行业的服务交付方式，开辟新的收入来源。他们还可以分析从所收集数据中获得的洞察，从而改进服务。
为实现这些目标，服务提供商需要满足严苛要求，例如为特定用例提供超低延迟数据路径，并根据每台IoT设备及其对应应用确定优先级。面对监管机构和最终用户带来的巨大压力，服务提供商必须构建相应的网络和服务，提供监管机构和最终用户所期望的无缝、可扩展且安全的IoT体验。
IoT机遇
对于最终用户，物联网有望提供相关解决方案，显著提高生产力，并改善安全、健康、教育及众多其他领域的生活质量。
如果服务提供商能够以敏捷且经济高效的方式创建可改善决策和提高生产力的解决方案，就能把握这一机遇，为最终用户创造价值。要将这些IoT机遇转化为收益，服务提供商需要专注于提供稳定一致的连接，并获取可实时付诸行动的洞察，从而转变客户互动方式，并围绕最终用户的需求构建解决方案。
服务提供商的价值在于，能够将自身定位为“解决方案集成商”，与生态系统合作伙伴协作构建安全、无缝的平台。通过集成和交付解决方案，满足最终用户对优质内容和用户体验的高期望，服务提供商可以推动互联社会愿景的实现，同时促进业务增长。
物联网挑战：优先事项、关注问题与安全
大量不同类型的设备接入网络后，会增加网络的脆弱性，并可能成为黑客攻击和拒绝服务攻击的目标。
例如，每秒可能需要处理数十亿次DNS请求，这可能会影响许多服务提供商的网络性能和可用性。要支持如此多的新设备，必须为IoT设备提供IPv6网络寻址，并确保向后兼容IPv4应用。
此外，DDoS攻击和高级持续性威胁（APT）可能会严重影响网络可用性。应用和服务数量的增加将带来新的未知威胁向量，可能导致服务提供商的资产暴露、服务可用性下降，更重要的是，还会损害其声誉和品牌。
在2016年2月一项关于《移动服务交付的未来》的调查和报告中，Heavy Reading高级分析师Jim Hodges揭示了全球服务提供商的优先事项和关注问题，并探讨了服务提供商在为5G和物联网时代做准备的同时，如何应对安全问题。
Hodges指出，服务提供商最担忧的安全问题是DDoS和僵尸网络攻击导致的服务中断。其次是与系统完整性相关的威胁，即外部攻击者冒充用户身份并操纵流量。
服务提供商认识到，其各个网络域都存在安全威胁，其中数据中心是最受关注的领域。但他们也明白，必须保护设备、RAN、EPC、IMS和Gi-LAN，才能确保无缝的端到端网络安全。
随着联网设备数量持续增加，服务提供商仍在了解物联网和5G网络的安全要求与挑战。保护DNS仍是所有安全策略的关键环节；近半数受访者认为，DNS攻击日益令人担忧。
服务提供商认为，大流量DNS攻击对其网络构成的风险尤为突出，而涓流攻击、缓存投毒和DNS隧道等攻击途径也令人担忧。
IoT网络可视化
接入网络
业内资深专家认为，支持多种设备的理想网络架构将由LTE和5G无线接入技术异构组合而成。该架构将同时采用现有技术和持续演进的技术，并纳入针对各类物联网用例部署而优化的新型无线接入技术（RAT）。例如，物联网将使用毫米波（mmWave）和LTE-Advanced实现移动宽带接入。
第三代合作伙伴计划（3GPP）正在为3种不同的物联网技术制定标准：LTE-M、NB-IoT和EC-GSM。2016年6月，3GPP批准了NB-IoT标准，将其作为可与现有无线基础设施配合使用的低功耗解决方案。多家欧洲运营商还投资了独立于LTE或3G的低功耗广域网技术。
LoRA和Sigfox等低功耗广域网的兴起，促使服务提供商及其供应商探索低功耗解决方案，以提升竞争力。例如，美国有线电视服务提供商Comcast最近宣布，将在部分市场试用基于LoRa的低功耗物联网服务。如果试验取得成功，Comcast计划部署支持LoRa的设备和网络服务，重点用于公用事业计量、环境监测和资产跟踪等场景。
核心网
在网络侧，网络切片将成为满足多样化IoT应用需求和不同用户群体需求的重要机制。网络切片可提供相互隔离的子网，并针对特定用例的流量特征分别进行优化。
服务提供商已开始在4G网络中部署软件定义网络（SDN）和网络功能虚拟化（NFV），这将有助于为实现面向物联网的5G愿景奠定基础。SDN和NFV可显著提升网络的精细度、可见性、灵活性和弹性，并增强软件可编程性，从而创建可针对不同用例进行定制的5G网络切片。
消息传递协议
除了升级接入网和核心网以支持互联社会，服务提供商还会根据具体物联网用例的需求和适用性，评估MQTT和CoAP等消息传递协议。
MQTT基于TCP并使用TLS保护，而CoAP基于UDP并使用DTLS保护。针对计量或工业传感器等特定物联网应用，这两种协议均经过优化，其数据包比HTTP更简单、更小。
MQTT和CoAP并非新协议，但在基于发布与订阅模式的IoT应用中焕发了新的活力。设备和传感器会将数据“发布”到IoT平台，随后IoT应用会“订阅”与其用例相关的数据。设备与平台之间的连接和通信会影响各用例所需的负载、控制和安全性。
服务提供商必须通过严格的设备身份验证、通信路径访问控制和数据加密来确保端到端安全。在向最终用户提供IoT服务的合作伙伴生态系统中，身份验证和访问控制至关重要，而安全和隐私则是服务提供商收入来源的关键保障。
IoT服务交付
为了在不断演进的5G和物联网生态系统中立足并发展，服务提供商必须在提供连接服务的同时，通过合作伙伴关系和解决方案的紧密集成，转型为“增值服务提供商”。以下是一种基于网络切片概念的潜在逻辑网络和服务交付模型，服务提供商可针对各垂直行业用例在其网络中实施该模型。
IoT解决方案：可扩展性、性能与安全性
为应对数量庞大且种类繁多的IoT设备，以及某些用例对超低延迟、设备优先级和IoT应用的相应要求，服务提供商需要在整个网络中部署安全、可扩展、高可用且高性能的解决方案，覆盖从设备到数据中心应用的各个环节。
全面的安全防护需要部署软硬件平台，以扩展至数十亿个并发连接，并支持每秒数百万个新连接。安全平台必须具备应对复杂威胁和新兴威胁所需的可扩展性与性能，并提供应用可见性，以缓解针对设备、传感器、核心网络资源、DNS和L7服务的潜在攻击。
服务提供商需要采用信令合规与安全解决方案，以防范针对CoAP、MQTT、SIP和Diameter等协议的特定攻击。此外，网络必须能够利用应用感知智能，确定设备、相应应用及相关信令消息接入网络的优先级，从而优化性能并改善用户体验质量。
可靠的解决方案必须为服务提供商提供所需工具，帮助其从当前的专用实施方案无缝过渡到未来的虚拟化解决方案。
配备开放API的可编程平台
安全解决方案需要具备灵活性和可编程性，并提供开放API，从而满足服务提供商创建创收型新服务所需的敏捷性。为把握潜在的新收入机会，服务提供商必须能够与各类生态系统合作伙伴无缝集成，以提供安全且可付诸行动的洞察。
简单、自动化的IoT服务配置和升级也是构建敏捷网络基础设施的关键因素。可编程接口支持服务提供商开发和定制新服务，并实施虚拟网络功能（VNF），从而顺利迈向5G网络愿景。全面且可互操作的NFV/SDN生态系统具备可编程的开放API和高级编排功能，可帮助服务提供商采用更灵活、更敏捷的架构扩展网络。这有助于在各种IoT用例中快速交付服务，并可能节省成本。
总结
物联网显然为服务提供商带来了重要的新商机。随着联网设备数量的增长，商业模式将持续演变，但一些关键理念仍将是服务提供商制定有效战略时的重点。
要充分挖掘无缝互联体验的市场潜力，服务提供商必须开发并推出集成式解决方案。初期，服务提供商不必面向所有垂直行业提供物联网服务，而是可以选择若干物联网用例并打造差异化优势，例如运输、资产跟踪和联网汽车。应循序渐进，以积累与合作伙伴生态系统协作及开辟新收入来源的经验。
通过采用同一业务模式提供连接、安全保障和优质客户体验，服务提供商可以巩固其作为增值解决方案提供商的地位，并充分把握物联网发展带来的新兴机遇。
为实现这些目标，服务提供商必须构建安全、敏捷的网络，以提供连接、安全保障和出色的客户体验。
如需详细了解缓解针对设备、传感器、核心网络资源、DNS和L7应用的复杂及新兴威胁所需的可扩展高性能安全解决方案，请访问F5服务提供商解决方案页面。
1 《NGMN 5G白皮书》，2015年2月，https://www.ngmn.org/wp-content/uploads/NGMN_5G_White_Paper_V1_0.pdf。
发布于2016年12月8日