Tiêu chuẩn TCVN 14228-2:2025 IoT - Nền tảng trao đổi dữ liệu cho dịch vụ IoT - Phần 2: Tính liên tác vận chuyển giữa các điểm nút

TIÊU CHUẨN QUỐC GIA 

TCVN 14228-2:2025

ISO/IEC 30101-2:2023

INTERNET VẠN VẬT (LOT) - NỀN TẢNG TRAO ĐỔI DỮ LIỆU ĐỐI VỚI CÁC DỊCH VỤ IOT - PHẦN 2: TÍNH LIÊN TÁC VẬN CHUYỂN GIỮA CÁC ĐIỂM NÚT

Internet of things (IoT) - Data exchange plafform for IoT services - Part 2: Transport interoperability between nodal points

Nội dung

Lời nói đầu

1. Phạm vi áp dụng

2. Tài liệu viện dẫn

3. Thuật ngữ và định nghĩa

4. Thuật ngữ viết tắt

5. Tổng quan

6. Yêu cầu chức năng

6.1. Quy định chung

6.2. Tính liên tác vận chuyển giữa các điểm nút

6.3. Các tham số hệ thống cho hệ thống IoT

6.4. Các loại trao đổi dữ liệu và các loại truyền dữ liệu

7. Các khối chức năng con

7.1. Quy định chung

7.2. Định nghĩa các khối chức năng con

7.3. Khối chức năng con tương tác

7.4. Khối chức năng con quản lý tính liên tác

7.5. Khối chức năng con kiểm soát tính liên tác

8. Cơ chế hoạt động

8.1. Quy định chung

8.2. Truyền theo yêu cầu bằng gán tĩnh

8.3. Truyền theo yêu cầu bằng phát hiện động

8.4. Truyền dữ liệu bằng gán tĩnh

8.5. Truyền dữ liệu bằng phát hiện động

Phụ lục A (tham khảo) Dịch vụ IoT độ trễ tới hạ

Phụ lục B (tham khảo) Chiến lược lưu trữ cho các dịch vụ IoT độ trễ tới hạn tại một điểm nút

Thư mục tài liệu tham khảo

Lời nói đầu

TCVN 14228-2:2025 hoàn toàn tương đương với ISO/IEC 30161-2:2023.

TCVN 14228-2:2025 do Ban kỹ thuật tiêu chuẩn quốc gia TCVN/JTC 1 “Công nghệ thông tin” biên soạn, Viện Tiêu chuẩn Chất lượng Việt Nam đề nghị, Ủy ban Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng quốc gia thẩm định, Bộ Khoa học và Công nghệ công bố.

Bộ tiêu chuẩn quốc gia TCVN 14228 (ISO/IEC 30161), Internet vạn vật (loT) - Nền tảng trao đổi dữ liệu đối với các dịch vụ IoT bao gồm:

Phần 1: Yêu cầu chung và kiến trúc;

Phần 2: Tính liên tác vận chuyển giữa các điểm nút.

 

INTERNET VẠN VẬT (IOT) - NỀN TẢNG TRAO ĐỔI DỮ LIỆU ĐỐI VỚI CÁC DỊCH VỤ IOT - PHẦN 2: TÍNH LIÊN TÁC VẬN CHUYỂN GIỮA CÁC ĐIỂM NÚT

Internet of things (IoT) - Data exchange plafform for IoT services - Part 2: Transport interoperability between nodal points

1. Phạm vi áp dụng

Tiêu chuẩn này quy định các hạng mục sau đây về tính liên tác vận chuyển giữa các điểm nút trong nền tảng trao đổi dữ liệu IoT (IoT DEP):

• Các yêu cầu;

• Các khối chức năng;

• Cơ chế hoạt động.

2. Tài liệu viện dẫn

Các tài liệu viện dẫn dưới đây là cần thiết cho việc áp dụng tiêu chuẩn này. Đối với các tài liệu ghi năm công bố thì áp dụng phiên bản được nêu. Đối với các tài liệu không ghi năm công bố thì áp dụng phiên bản mới nhất, bao gồm cả các sửa đổi, bổ sung (nếu có).

TCVN 14228-1:2025 (ISO/IEC 30161-1:2020), Internet vạn vật (loT) - Nền tảng trao đổi dữ liệu cho các dịch vụ IoT - Phần 1: Yêu cầu chung và kiến trúc.

3. Thuật ngữ và định nghĩa

Tiêu chuẩn này áp dụng các thuật ngữ và định nghĩa sau đây.

3.1

Dữ liệu IoT (IoT data)

Chuỗi bit được trao đổi giữa các chức năng IoT DEP.

3.2

Nền tảng trao đổi dữ liệu IoT (IoT data exchange platform)

IoT DEP

Tập các khối chức năng đưa ra một khái niệm căn bản về các khối dữ liệu IoT và trao đổi dữ liệu IoT với các thực thể khác.

CHÚ THÍCH 1: Ví dụ, trong một lượng lớn các cảm biến trên nhiều mạng khác nhau, IoT DEP làm giảm lưu lượng truy cập và trao đổi dữ liệu IoT với các thực thể khác. Các khối chức năng của IoT DEP được triển khai tại các điểm cuối và điểm nút trong mạng loT. Các khối chức năng này hợp tác như một nền tảng.

[NGUỒN: 3.1, TCVN 14228-1:2025 (ISO/IEC 30161-1:2020)]

3.3

Mạng IoT DEP (IoT DEP network)

Mạng bao gồm nhiều điểm nút.

3.4

Dịch vụ IoT (IoT service)

Dịch vụ trao đổi dữ liệu giữa các điểm cuối trong hệ thống IoT.

3.5

Hệ thống IoT (IoT system)

Hệ thống cung cấp các chức năng của loT.

CHÚ THÍCH 1: Hệ thống IoT có thể bao gồm nhưng không giới hạn, các thiết bị loT, cổng loT, cảm biến và bộ thi hành.

[NGUỒN: 3.2.9, ISO/IEC 20924:2021 [1]]

3.6

Điểm nút (nodal point)

Điểm điều tra/dò tìm thông tin định tuyến được quy định trong các giao thức truyền thông và chuyển tiếp các khối dữ liệu theo thông tin đó.

[NGUỒN: 3.2, TCVN 14228-1:2025 (ISO/IEC 30161-1:2020)]

4. Thuật ngữ viết tắt

5. Quy định chung

TCVN 14228-1:2025 (ISO/IEC 30161-1:2020) quy định một nền tảng trao đổi dữ liệu IoT (IoT DEP), truyền dữ liệu IoT đến và đi từ nhiều thiết bị IoT khác nhau với độ trễ nhỏ. Các thiết bị IoT khác nhau như vậy được mô tả trong ISO/IEC TR 22417 [2]. IoT DEP ngăn chặn độ trễ thời gian xử lý (tức là chi phí phát sinh do DNS, định tuyến IP dựa trên vị trí) và giảm lưu lượng bằng cách-loại bỏ các giao thức phức tạp được sử dụng bởi các cơ sở hạ tầng truyền thông hiện có (ví dụ: Internet). TCVN 14228-1:2025 (ISO/IEC 30161-1:2020) cũng quy định bốn trường hợp triển khai IoT DEP (Trường hợp A, B, C và D). Các chức năng IoT DEP cho Trường hợp A được triển khai trong người dùng loT, các chức năng IoT DEP cho Trường hợp C được triển khai trong cổng IoT và các chức năng IoT DEP cho Trường hợp D được triển khai trong thiết bị loT. Trường hợp B của IoT DEP được quy định là một thành phần đảm nhận vai trò của một điểm nút.

Hình 4 của TCVN 14228-1:2025 (1SO/1EC 30161-1:2020) thể hiện vị trí của các chức năng IoT DEP trong các mô hình tham chiếu IoT của TCVN 13117 (ISO/IEC 30141) [3], biểu thị mối quan hệ của các chức năng IoT DEP giữa thiết bị loT, người dùng loT, cổng IoT và "Hệ thống con truy cập và trao đổi lẫn nhau tài nguyên" như thể hiện trong Hình 1.

Khi một lượng lớn thiết bị IoT và người dùng IoT được đưa vào hệ thống IoT và hệ thống IoT được triển khai trong một khu vực địa lý rộng lớn theo phương pháp tiếp cận theo chiều ngang, các thiết bị IoT và người dùng IoT được kết nối với nhau thông qua nhiều điểm nút trong mạng IoT DEP như thể hiện trong Hình 2. Lưu ý rằng cổng IoT tương ứng với một điểm nút. Thiết bị IoT và người dùng IoT tương ứng với các điểm cuối được kết nối với bất kỳ điểm nút nào.

Tiêu chuẩn này chỉ rõ các yêu cầu, khối chức năng và cơ chế hoạt động để truyền dữ liệu IoT hiệu quả giữa các điểm nút trong hệ thống loT, trong đó các điểm cuối kết nối với nhiều điểm nút trong mạng IoT DEP, như thể hiện trong Hình 2. Mạng IoT DEP bao gồm nhiều điểm nút. Trao đổi dữ liệu IoT trong hệ thống IoT bao gồm một điểm nút duy nhất được quy định trong TCVN 14228-1:2025 (ISO/IEC 30161- 1:2020). Trong tiêu chuẩn này, dữ liệu IoT được trao đổi giữa các IoT DEP, như thể hiện trong Hình 3. Các IoT DEP được triển khai dưới dạng các mô-đun phần mềm trung gian trên một tầng giao vận được quy định trong mô hình tham chiếu OSI.

Dữ liệu IoT được truyền và nhận dưới dạng các khối dữ liệu IoT giữa điểm cuối và điểm nút hoặc giữa các điểm nút. Các chuỗi bít tạo nên dữ liệu IoT bao gồm nhiều khối dữ liệu. Một khối dữ liệu có các tham số như kích thước khối dữ liệu, số thứ tự, dấu thời gian và thời gian bắt đầu.

Cấu trúc của tiêu chuẩn này như sau.

Điều 6 bao gồm cấu hình mạng IoT DEP và quy định cả tham số hệ thống để trao đổi dữ liệu IoT giữa các điểm cuối và tham số hệ thống để truyền dữ liệu IoT giữa các điểm nút. Điều 6 cũng quy định các yêu cầu chức năng cho tính liên tác vận chuyển giữa các điểm nút. Điểm nút có chức năng định tuyến và chức năng chuyển tiếp đề truyền dữ liệu IoT nhận được từ điểm cuối.

Điều 7 quy định các khối chức năng để tuân thủ các yêu cầu được quy định trong Điều 6. Điều 7 cũng mô tả mối quan hệ giữa các chức năng đó và khối chức năng kiểm soát truy cập truyền thông của Trường hợp B và Trường hợp C của IoT DEP.

Điều 8 mô tả cơ chế hoạt động của chức năng định tuyến và chức năng chuyển tiếp.

Hình 1 - Mối quan hệ với mô hình tham chiếu loT

Hình 2 - Mạng IoT DEP theo nhiều điểm nút

Hình 3 - Dữ liệu IoT được trao đổi giữa các DEP loT

6. Yêu cầu chức năng

6.1. Quy định chung

Điều 6 này quy định các yêu cầu chức năng về tính liên tác vận chuyển giữa các điểm nút trong mạng IoT DEP bao gồm nhiều điểm nút.

6.2. Tính liên tác vận chuyển giữa các điểm nút

Các yêu cầu và khuyến nghị về tính liên tác vận chuyển như sau.

1) Một điểm nút chuyển dữ liệu IoT nhận được từ một điểm cuối đến một điểm nút khác. Để truyền dữ liệu loT, một điểm nút có các chức năng sau.

- Điểm nút phải có chức năng định tuyến. Chức năng định tuyến giải quyết một định danh của điểm nút chuyển tiếp tiếp theo thành điểm nút nhận của các khối dữ liệu loT, theo định danh và các thuộc tính của dữ liệu loT, và lựa chọn một đường dẫn truyền thông cho điểm nút nhận.

- Điểm nút phải có chức năng chuyển tiếp để truyền dữ liệu IoT theo đường truyền thông đã chọn.

2) Trong trường hợp dữ liệu IoT cần được lưu trữ tạm thời trong hệ thống IoT để cung cấp dịch vụ loT, mạng IoT DEP phải cung cấp chức năng lưu trữ.

- Điểm nút phải có chức năng lưu trữ để lưu trữ tạm thời các bản sao dữ liệu loT. Chức năng lưu trữ có tác dụng giảm việc truyền dữ liệu trùng lặp để đáp ứng các yêu cầu từ nhiều người dùng loT.

- Ít nhất một điểm nút trong mạng IoT DEP phải là điểm nút có chức năng lưu trữ.

Để cấu hình mạng IoT DEP, điểm nút phải cung cấp các chức năng bên dưới ngoài các chức năng được quy định trong TCVN 14228-1:2025 (ISO/IEC 30161-1:2020).

a) Điểm nút đóng vai trò là điểm kết nối để kết nối các điểm cuối với mạng IoT DEP. Do đó, một trong các chức năng của điểm nút là nhận dữ liệu IoT từ các điểm cuối, ví dụ: các thiết bị IoT hoặc người dùng loT, và một vai trò khác là truyền dữ liệu IoT từ các điểm nút khác đến các điểm cuối.

b) Điểm nút đóng vai trò là điểm chuyển tiếp để truyền dữ liệu IoT từ điểm cuối hoặc điểm nút khác đến các điểm nút khác. Do đó, một trong những chức năng của điểm nút là truyền dữ liệu IoT đến các điểm nút khác.

c) Điểm nút đóng vai trò là điểm lưu trữ tạm thời để lưu trữ các bản sao dữ liệu loT. Do đó, một trong những chức năng của điểm nút là lưu trữ các bản sao dữ liệu loT.

CHÚ THÍCH: Điểm kết nối truyền dữ liệu IoT từ thiết bị IoT đến người dùng IoT trực tiếp không được coi là điểm nút.

Hình 4 thể hiện các chức năng và vị trí trên cáu điểm nút trong mạng IoT DEP. Các điểm nút tuân thủ các yêu cầu được quy định là a), b) và c).

Hình 4 - Chức năng và vị trí của các điểm nút

Các tham số hệ thống cho hệ thống IoT được mô tả trong 6.3. Mối quan hệ giữa trao đổi dữ liệu IoT giữa các điểm cuối và truyền dữ liệu IoT giữa các điểm nút được mô tả trong 6.4.

6.3. Các tham số hệ thống cho hệ thống loT

Mạng IoT DEP có những đặc điểm sau.

a) Để mạng IoT DEP thực hiện hiệu quả việc trao đổi dữ liệu IoT giữa các điểm cuối, nó có các chức năng sau:

1) Chức năng mà điểm cuối trao đổi dữ liệu IoT với các điểm cuối khác bằng cách sử dụng một mã định danh được dùng để xác định dữ liệu loT;

2) Chức năng lưu trữ tạm thời dữ liệu loT.

b) Một điểm nút quản lý các điểm cuối được kết nối với chính nó bằng một chức năng được triển khai trong khối chức năng quản lý IoT của IoT DEP. Khối chức năng quản lý IoT được quy định trong TCVN 14228-1:2025 (ISO/IEC 30161-1:2020). Để quản lý các điểm cuối được kết nối với điểm nút, điểm nút nhận dạng các tham số hệ thống được mô tả trong Bảng 1.

CHÚ THÍCH: Chức năng chi tiết của khối chức năng quản lý IoT của IoT DEP nằm ngoài phạm vi của tiêu chuẩn này.

Bảng 1 liệt kê các tham số hệ thống cho hệ thống IoT để thực hiện truyền dữ liệu IoT trong mạng IoT DEP. Một hệ thống IoT có thể cung cấp nhiều dịch vụ loT.

Bảng 1 - Các tham số hệ thống cho hệ thống loT

6.4. Các loại trao đổi dữ liệu và các loại truyền dữ liệu

Các hoạt động điển hình của IoT DEP được quy định và tóm tắt trong Hình 18 của TCVN 14228-1:2025 (ISO/IEC 30161-1:2020). Hình 5 thể hiện quá trình trao đổi dữ liệu IoT giữa các điểm cuối và quá trình truyền dữ liệu IoT giữa các điểm nút.

Loại trao đổi dữ liệu trong thời gian quan sát ngắn là một trong ba loại sau.

• Loại A là loại có trình tự bắt đầu bằng dữ liệu IoT bằng thông báo từ thiết bị IoT đến người dùng loT.

• Loại B là loại có trình tự bắt đầu bằng dữ liệu IoT tương ứng với yêu cầu từ người dùng IoT và dữ liệu IoT tương ứng với phản hồi cho người dùng IoT từ thiết bị IoT hoặc điểm nút lưu trữ các bản sao dữ liệu loT.

• Loại C là loại có trình tự bắt đầu bằng dữ liệu IoT theo lệnh từ người dùng IoT đến thiết bị loT.

Ví dụ, trong trường hợp các cảm biến gửi dữ liệu cảm biến dưới dạng dữ liệu IoT theo định kỳ, nó tương ứng với Loại A. Trong trường hợp các cảm biến gửi dữ liệu IoT theo lệnh yêu cầu từ người dùng loT, thì tương ứng với Loại B. Trong trường hợp các bộ thi hành thực hiện chức năng theo dữ liệu IoT với lệnh hành động từ người dùng loT, thì tương ứng với Loại C. Một hệ thống IoT đạt được chức năng bằng cách kết hợp ba loại trao đổi dữ liệu IoT này. Như đề cập bên dưới, có một số trường hợp đặt vào bằng lưu trữ tạm thời như một biến thể của Loại B.

Các loại truyền dữ liệu IoT được phân loại thành hai loại sau: Loại 1: truyền dựa trên yêu cầu và Loại 2: truyền dựa trên dữ liệu.

Hình 5 - Các loại trao đổi dữ liệu và các loại truyền dữ liệu

7. Các khối chức năng con

7.1. Quy định chung

Điều 7 quy định các khối chức năng đáp ứng các yêu cầu trong mạng IoT DEP được quy định trong Mục 6. Cụ thể, các khối chức năng con trong khối chức năng kiểm soát truy cập truyền thông (CAC) của Trường hợp B và Trường hợp C của IoT DEP được quy định. Khối chức năng CAC của IoT DEP được quy định trong TCVN 14228-1:2025 (ISO/IEC 30161-1:2020).

7.2. Định nghĩa các khối chức năng con

Các chức năng cung cấp quy trình giao thức để hiện thực hóa tính liên tác vận chuyển giữa các điểm nút được triển khai như các chức năng con của các chức năng CAC được triển khai trong Trường hợp B và Trường hợp C của IoT DEP.

Hình 6 thể hiện chi tiết hơn các khối chức năng ở Hình 10 của TCVN 14228-1:2025 (ISO/IEC 30161- 1:2020). Nó thể hiện ba khối chức năng con mới được định nghĩa trong CAC. Khối chức năng con vận chuyển dữ liệu là một khối chức năng con cung cấp quy trình giao thức để trao đổi dữ liệu giữa các điểm cuối được quy định trong 8.2.2 của TCVN 14228-1:2025 (ISO/IEC 30161-1:2020). Khối chức năng con tương tác, khối chức năng con quản lý tính liên tác và khối chức năng con kiểm soát tính liên tác có liên quan đến việc hiện thực hỏa tính liên tác vận chuyển. Dữ liệu IoT đã nhận được được thông báo từ khối thích ứng đến khối CAC. Trong khối CAC, dữ liệu IoT được thông báo đến khối chức năng con tương tác và các bản sao dữ liệu IoT được thông báo đến khối chức năng con kiểm soát tính liên tác.

Hình 6 - Các khối chức năng chi tiết với các khối chức năng con trong IoT DEP

7.3. Khối chức năng con tương tác với nhau

7.3.1. Quy định chung

Chức năng tương tác cung cấp quy trình giao thức để truyền dữ liệu IoT giữa các điểm, nút trong mạng IoT DEP. Khối phụ này bao gồm chức năng định tuyến và chức năng chuyển tiếp. Ví dụ sau đây thể hiện khả năng của chức năng định tuyến và chức năng chuyển tiếp;

7.3.2. Chức năng định tuyến

Chức năng định tuyến có các khả năng sau:

a) để trích xuất mã định danh và thuộc tính của dữ liệu IoT nhận được từ điểm cuối hoặc điểm nút khác;

b) để giải quyết một định danh của điểm nút chuyển tiếp tiếp theo tới một điểm nút nhận dữ liệu IoT theo định danh đã phân tích cú pháp và các thuộc tính của dữ liệu loT;

Quá trình phân giải mã định danh của điểm nút chuyển tiếp tiếp theo được thực hiện theo một hoặc nhiều phương pháp sau:

1) gán tĩnh các mã định danh của các điểm nút được xác định từ bảng được xác định trước theo từng mã định danh của dữ liệu loT;

2) gán động theo giao thức phát hiện cho các mã định danh của các điểm nút được giải quyết bằng mã - định danh của dữ liệu loT.

a) để phát hiện các đường dln truyền thông đa dạng có thể tới điểm nút chuyển tiếp đã được giải quyết tiếp theo;

b) để lựa chọn một hoặc nhiều đường dẫn truyền thông trong số các đường dẫn truyền thông đã được phát hiện theo thuộc tính của dữ liệu loT.

Quá trình phát hiện các đường dẫn truyền thông đến một điểm nút được chọn từ một hoặc nhiều phương pháp sau:

1) cấu hình tĩnh của các đường dẫn truyền thông đến một điểm nút;

2) phát hiện định kỳ các đường dẫn truyền thông đến một điểm nút;

3) phát hiện theo yêu cầu các đường dẫn truyền thông đến một điểm nút. Nhu cầu được tạo ra bởi sự kích hoạt của việc nhận dữ liệu IoT từ một điểm cuối hoặc nhận yêu cầu dữ liệu IoT từ các điểm nút khác;

4) phát dữ liệu IoT đã nhận tới các điểm nút khác.

Phương pháp này có thể được sử dụng với cơ chế để tránh truyền vòng.

CHÚ THÍCH: Hoạt động chi tiết của giao thức phát hiện để tìm ra mã định danh của một điểm nút nằm ngoài phạm vi của tiêu chuẩn này.

7.3.3. Chức năng chuyển tiếp

Chức năng chuyển tiếp có các khả năng sau:

a) để truyền dữ liệu IoT đến một điểm nút khác bằng các đường dẫn truyền thông đã chọn;

Quá trình truyền dữ liệu IoT được chọn từ một hoặc nhiều trường hợp sau theo thuộc tính của dữ liệu loT.

1) Nhiều nhất một lần chuyển giao: một khối dữ liệu trong dữ liệu IoT được chuyển đến một điểm nút khác theo khả năng của tầng giao vận. Không có phản hồi nào được gửi bởi bên nhận và không có thử lại nào được thực hiện bởi người gửi. Một khối dữ liệu trong dữ liệu IoT đến bên nhận chỉ một lần hoặc không bao giờ đến.

2) Ít nhất chuyển giao một lần: phương pháp truyền này đảm bảo rằng khối dữ liệu trong dữ liệu IoT đến bên nhận ít nhất một lần thông qua xác nhận từ bên nhận.

3) Chuyển giao đúng một lần: phương pháp chuyển giao này hữu ích khi không chấp nhận mất mát hoặc trùng lặp khối dữ liệu trong dữ liệu loT. Bên nhận xác nhận việc nhận bằng quy trình xác nhận hai bước.

4) Các phương pháp cụ thể khác: khối dữ liệu trong dữ liệu IoT được chuyển đến các điểm nút khác thông qua phương pháp truyền dữ liệu cụ thể của hệ thống.

Quy trình truyền sử dụng số thứ tự hoặc dấu thời gian của một khối dữ liệu trong khối dữ liệu loT. Số thứ tự được sử dụng để sắp xếp lại các khối dữ liệu đã nhận trong dữ liệu IoT trên một điểm nút nhận. Dấu thời gian được sử dụng để loại bỏ các khối dữ liệu đã nhận khỏi mạng IoT DEP khi thời gian tồn tại của khối dữ liệu đã nhận trong dữ liệu IoT hết hạn. Quy trình truyền dữ liệu IoT hoạt động độc lập với giao thức truyền thông trong, tầng giao vận.

b) để quyết định thời điểm mà một điểm nút truyền dữ liệu IoT đến một điểm nút khác.

Quy trình quyết định thời gian truyền được chọn từ một trong các mục sau theo thuộc tính của dữ liệu loT:

1) thời điểm một điểm nút nhận dữ liệu IoT từ các điểm cuối;

2) thời điểm một điểm nút nhận được yêu cầu từ một điểm nút khác để gửi dữ liệu IoT vào bộ lưu trữ tạm thời của nó;

3) thời điểm bắt đầu dịch vụ loT.

7.4. Khối chức năng con quản lý tính liên tác

Chức năng quản lý tính liên tác cung cấp quy trình giám sát trạng thái truyền thông của các điểm nút. Khối phụ này sẽ có khả năng phát hiện tình trạng tắc nghẽn khả năng truyền thông của các điểm nút khác.

7.5. Khối chức năng con kiểm soát tính liên tác

Chức năng kiểm soát tính liên tác cung cấp một quy trình lưu trữ để lưu trữ tạm thời các bản sao dữ liệu loT. Để thực hiện quy trình này, khối phụ này sẽ có khả năng lưu trữ tạm thời các bản sao dữ liệu IoT theo các dịch vụ loT.

Cơ chế kiểm soát để kiểm soát quy trình lưu trữ cho từng khối dữ liệu trong dữ liệu IoT được chọn từ một hoặc nhiều cơ chế sau theo thuộc tính của dữ liệu IoT và chính sách được xác định trước bởi dịch vụ loT:

1) để thay thế khối dữ liệu cũ trong dữ liệu IoT bằng khối dữ liệu mới nhận được trong dữ liệu IoT vượt quá dung lượng lưu trữ;

2) để vô hiệu hóa các khối dữ liệu trong dữ liệu IoT được lưu trữ trong thời gian dài hơn thời gian cho phép độ trễ trong trường hợp dữ liệu IoT được trao đổi qua các dịch vụ IoT độ trễ tới hạn;

3) ghi đè lên bản sao dữ liệu IoT đã lưu trữ bằng khối dữ liệu mới nhất trong dữ liệu IoT trong trường hợp điểm cuối gửi các khối dữ liệu trong dữ liệu IoT theo định kỳ;

4) cơ chế cụ thể khác.

CHÚ THÍCH: Khoảng thời gian chịu được độ trễ được tính dựa trên các hạn chế về thời gian trong trường hợp dữ liệu IoT được trao đổi trên các dịch vụ IoT độ trễ tới hạn.

8. Cơ chế hoạt động

8.1. Quy định chung

Như thể hiện trong Hình 5, có hai loại truyền dữ liệu IoT giữa các điểm nút: truyền dựa trên yêu cầu và truyền dựa trên dữ liệu. Theo quan điểm phát hiện các đường dẫn truyền thông trong mạng IoT DEP, có hai phương pháp: cấu hình tĩnh và phát hiện động, như đề cập bên dưới.

Điều 8 này mô tả cơ chế hoạt động của chức năng định tuyến và chức năng chuyển tiếp. Các cơ chế hoạt động bao gồm việc truyền dữ liệu IoT giữa các điểm nút tùy thuộc vào loại truyền dữ liệu IoT và phát hiện các đường dẫn truyền thông trong mạng IoT DEP. Một điểm nút xác định loại truyền dữ liệu IoT theo các thuộc tính của dữ liệu loT. Bằng cách phối hợp các điểm nút trong mạng IoT DEP với nhau, IoT DEP cung cấp trao đổi dữ liệu giữa các điểm nút với chi phí nhỏ hoặc độ trễ thấp.

Các ví dụ về dịch vụ có độ trễ thấp được trình bày ở Phụ lục A.

Lưu trữ tạm thời dữ liệu IoT tại một điểm nút ảnh hưởng đến độ trễ trao đổi dữ liệu IoT giữa các điểm cuối. Do đó, để cung cấp các dịch vụ IoT độ trễ tới hạn, cần phải xem xét hoạt động lưu trữ tạm thời tại một điểm nút. Hoạt động lưu trữ tạm thời tại một điểm nút được mô tả trong Phụ lục B theo các yêu cầu của dịch vụ loT, ví dụ, các dịch vụ IoT độ trễ tới hạn. Rec. ITU-T Y.3033 [4] và Rec. ITU-T Y.3071 [5] là các ví dụ về cách sử dụng lưu trữ tạm thời.

Bảng 2 chỉ ra sự phân loại các hoạt động truyền dữ liệu IoT giữa các nút trong Điều 8 này.

Bảng 2 - Phân loại các hoạt động truyền dữ liệu IoT giữa các điểm nút

8.2. Truyền theo yêu cầu bằng gán tĩnh

Trong Trường hợp 1, điểm nút được yêu cầu sẽ chuyển dữ liệu IoT từ bộ lưu trữ tạm thời đến điểm nút yêu cầu theo một hoặc nhiều đường dẫn truyền thông được cấu hình khi điểm nút này nhận được yêu cầu về dữ liệu IoT từ điểm nút khác.

Trong hoạt động này, chức năng lưu trữ tại điểm nút được yêu cầu có tác dụng giảm việc truyền dữ liệu trùng lặp để đáp ứng các yêu cầu từ nhiều người dùng loT.

8.3. Truyền theo yêu cầu bằng phát hiện động

Trong Trường hợp 2, điểm nút được yêu cầu sẽ truyền dữ liệu IoT từ bộ lưu trữ tạm thời của nó đến điểm nút yêu cầu khi điểm nút này nhận được yêu cầu dữ liệu IoT từ điểm nút khác.

Một điểm nút phát hiện các đường dẫn truyền thông đến một điểm nút yêu cầu theo các thuộc tính của dữ liệu IoT bằng quy trình phát hiện động. Có hai phương pháp của quy trình phát hiện động: phát hiện định kỳ và phát hiện theo yêu cầu.

Trong trường hợp phương pháp phát hiện định kỳ, mặc dù dữ liệu IoT trong mạng IoT DEP tăng lên nhờ phát hiện định kỳ, thời gian phát hiện điểm nút yêu cầu lại được rút ngắn.

Ngược lại, trong trường hợp phương pháp phát hiện theo yêu cầu, dữ liệu IoT để phát hiện đường dẫn truyền thông đến điểm nút sẽ bị giảm.

8.4. Truyền dữ liệu bằng gán tĩnh

Trong Trường hợp 3, một điểm nút chuyển dữ liệu IoT đến một điểm nút khác, kết nối với điểm cuối đích của dữ liệu loT, khi điểm nút nhận dữ liệu IoT từ các điểm cuối. Điểm nút sử dụng các đường dẫn truyền thông được cấu hình để chuyển dữ liệu loT.

Trong Trường hợp 3, độ trễ được giảm xuống vì dữ liệu IoT được truyền đến các điểm nút mà điểm cuối kết nối ngay khi điểm nút đó nhận được dữ liệu IoT từ điểm cuối tạo ra dữ liệu loT.

Việc phát dữ liệu IoT từ điểm cuối đến các điểm nút khác mà không cần quy trình phát hiện được bao gồm trong Trường hợp 3.

8.5. Truyền dữ liệu bằng phát hiện động

Trong Trường hợp 4, một điểm nút chuyển dữ liệu IoT đến một điểm nút khác, điểm nút này tự kết nối với điểm cuối đích của dữ liệu IoT khi điểm nút này nhận dữ liệu IoT từ các điểm cuối.

Một điểm nút phát hiện đường dẫn truyền thông đến một điểm nút, kết nối chính nó với điểm cuối đích của dữ liệu loT, theo các thuộc tính của dữ liệu IoT bằng quy trình phát hiện động. Có hai phương pháp của quy trình phát hiện động: phát hiện định kỳ và phát hiện theo yêu cầu.

 

Phụ lục A

(tham khảo)

Dịch vụ IoT độ trễ tới hạn

Theo những tiến bộ trong công nghệ truyền thông, ngoài các dịch vụ IoT cổ điển, độ trễ thấp và độ tin cậy cao là những yêu cầu truyền thông cực kỳ quan trọng đối với nhiều trường hợp sử dụng IoT. Trong Phụ lục A này, các dịch vụ IoT độ trễ tới hạn được giới thiệu và các yêu cầu truyền thông được thể hiện trong Bảng 1 trong bài báo khoa học Latency Critical IoT Applications in 5G: Perspective on the Design of Radio Interface and Network Architecture (Ứng dụng IoT độ trễ tới hạn trong 56; Quan điểm về thiết kế giao diện vô tuyến và kiến trúc mạng) [6]. Các yêu cầu về độ tin cậy đối với các ứng dụng tự động hóa cho nhà máy thường là tỷ lệ mất gói tin (PLR) 10-9, trong khi các yêu cầu về độ trễ thay đổi từ 0,25 ms đến 10 ms.

 

Phụ lục B

(tham khảo)

Chiến lược lưu trữ cho các dịch vụ IoT độ trễ tới hạn tại một điểm nút

B.1 Tổng quan

Điểm nút cung cấp dung lượng lưu trữ tạm thời. Tuy nhiên, lưu trữ tạm thời dữ liệu IoT tại điểm nút ảnh hưởng đến độ trễ trao đổi dữ liệu IoT giữa các điểm cuối. Phụ lục B này mô tả hoạt động lưu trữ tạm thời tại điểm nút theo yêu cầu của dịch vụ IoT, đặc biệt là hoạt động theo giai đoạn chịu được độ trễ trên các dịch vụ IoT độ trễ tới hạn.

B.2 Hoạt động cho các dịch vụ IoT độ trễ tới hạn

Trong các dịch vụ IoT độ trễ tới hạn có ràng buộc về thời gian cho đến khi dữ liệu IoT do điểm cuối tạo ra được chuyển đến các điểm cuối khác, điểm cuối yêu cầu dữ liệu IoT phải nhận dữ liệu IoT trong thời gian ràng buộc, được gọi là khoảng thời gian chịu được độ trễ. Do đó, điểm nút, nhận các khối dữ liệu trong dữ liệu IoT trong dịch vụ IoT độ trễ tới hạn từ điểm cuối, phải truyền các khối dữ liệu đã nhận trong dữ liệu IoT đến các điểm nút khác trong thời gian ràng buộc. Các điểm nút, nơi dữ liệu IoT tương ứng được truyền đến, được các điểm cuối yêu cầu dữ liệu tương ứng trong dữ liệu IoT đăng ký trước. Trong trường hợp này, thời gian được lưu trữ trong, bộ lưu trữ tạm thời các khối dữ liệu trong dữ liệu IoT tại điểm nút phải nằm trong khoảng thời gian chịu được độ trễ mà dịch vụ IoT độ trễ tới hạn cho phép và một khối dữ liệu trong dữ liệu IoT phải bị loại khỏi bộ lưu trữ tạm thời khi thời gian được lưu trữ trong bộ lưu trữ tạm thời của khối dữ liệu tương ứng trong dữ liệu IoT vượt quá khoảng thời gian chịu được độ trễ. Nếu khoảng thời gian chịu được độ trễ được đặt thành 0, thì tương ứng với thao tác loại bỏ mà không lưu trữ.

Hình B.1 mô tả quy trình quy định khoảng thời gian chịu độ trễ cho mỗi điểm nút theo tuyên bố ràng buộc thời gian từ người dùng IoT DEP. Người vận hành IoT DEP suy ra khoảng thời gian chịu độ trễ tại mỗi điểm nút từ tuyên bố rằng buộc thời gian của người dùng IoT DEP và quy định khoảng thời gian chịu độ trễ suy ra cho mỗi điểm nút.

Hình B.1 - Quy trình quy định các giai đoạn chịu đựng độ trễ

B.3 Hoạt động thu thập dữ liệu IoT nhanh chóng

Ngoài ra còn có các dịch vụ IoT được yêu cầu để nhanh chóng thu thập dữ liệu IoT khi điểm cuối yêu cầu dữ liệu loT. Trong trường hợp này, một điểm nút nhận các khối dữ liệu trong dữ liệu IoT từ điểm cuối sẽ truyền các khối dữ liệu đã nhận trong dữ liệu IoT đến các điểm nút khác và một điểm nút nhận yêu cầu dữ liệu IoT từ điểm cuối sẽ truyền các khối dữ liệu tương ứng trong dữ liệu IoT từ bộ lưu trữ tạm thời đến điểm cuối yêu cầu. Hoạt động này nhận ra phản hồi có độ trễ thấp đối với yêu cầu dữ liệu loT. Các khối dữ liệu trong dữ liệu IoT trong bộ lưu trữ tạm thời tại một điểm nút sẽ bị loại khỏi bộ lưu trữ tạm thời khi thời gian tồn tại được bao gồm trong các thuộc tính của dữ liệu IoT đã hết hạn.

Hình B.2 mô tả hoạt động thu thập dữ liệu IoT nhanh chóng.

Hình B.2 - Hoạt động thu thập dữ liệu IoT nhanh chóng

B.4 Hoạt động cho dịch vụ thu thập dữ liệu

Ngoài ra còn có các dịch vụ IoT trong đó nhiều người dùng IoT thu thập thông tin mà một thiết bị IoT tạo ra - tức là dữ liệu IoT - từ thiết bị loT. Các dịch vụ IoT này là ví dụ về việc sử dụng mạng cảm biến. Trong trường hợp này, một điểm nút nhận các khối dữ liệu trong dữ liệu IoT từ điểm cuối, là một thiết bị IoT, lưu trữ tạm thời các bản sao của các khối dữ liệu đã nhận trong dữ liệu IoT và truyền các khối dữ liệu trong dữ liệu IoT đến điểm cuối yêu cầu khi nhận được yêu cầu về dữ liệu IoT từ điểm cuối, là một người dùng loT. Hoạt động này đạt được mục tiêu giảm lưu lượng dữ liệu IoT giữa điểm cuối và điểm nút. Các khối dữ liệu trong dữ liệu IoT trong bộ lưu trữ tạm thời tại một điểm nút cũng phải bị loại bỏ khỏi bộ lưu trữ tạm thời khi thời gian tồn tại bao gồm trong các thuộc tính của dữ liệu IoT đã hết hạn.

Hình B.3 mô tả hoạt động của dịch vụ thu thập dữ liệu.

Hình B.3 - Hoạt động cho dịch vụ thu thập dữ liệu

 

Thư mục tài liệu tham khảo

[1] ISO/IEC 20924:2021, Internet of Things (loT) - Vocabulary (Internet vạn vật (loT) - Từ vựng);

[2] ISO/IEC TR 22417:2017, Information technology - Internet of Things (loT) - IoT use cases (Công nghệ thông tin - Internet vạn vật (loT) - Các trường hợp sử dụng loT)

[3] TCVN 13117 (ISO/IEC 30141), Internet of Things (loT) - Reference architecture (Internet vạn vật (loT) - Kiến trúc tham chiếu);

[4] Khuyến nghị ITU-T Y.3033 (01/2014), Framework of data aware networking for future networks (Khung mạng nhận thức dữ liệu cho các mạng tương lai);

[5] Khuyến nghị ITU-T Y.3071 (03/2017), Data aware networking (information centric networking) - Requirements and capabilities (Mạng nhận thức dữ liệu (mạng lấy thông tin làm trung tâm) - Yêu cầu và khả năng);

[6] P. Schulz và cộng sự, Latency Critical IoT Applications in 5G: Perspective on the Design of Radio Interface and Network Architecture (Ứng dụng IoT độ trễ tới hạn trong 5G: Quan điểm về thiết kế giao diện vô tuyến và kiến trúc mạng), Tạp chí truyền thông IEEE, tập 55, số 2 trang 70-78 tháng 2 năm 2017. ISSN: 0163-6804.