TIÊU CHUẨN QUỐC GIA
TCVN 14291-1:2025
ISO/IEC 30161-1:2020
INTERNET VẠN VẬT (IoT) - NỀN TẢNG TRAO ĐỔI DỮ LIỆU CHO CÁC DỊCH VỤ IoT - PHẦN 1:
CÁC YÊU CẦU CHUNG VÀ KIẾN TRÚC
Internet of Things (IoT) - Data exchange platform for IoT services - Part 1: General
requirements and architecture
Lời nói đầu
TCVN 14291-1:2025 hoàn toàn tương đương với ISO/IEC 30161-1:2020.
TCVN 14291-1:2025 do Viện Công nghệ số và Chuyển đổi số quốc gia biên soạn, Bộ Thông tin và
Truyền thông đề nghị, Bộ Khoa học và Công nghệ thẩm định và công bố.
Bộ ISO/IEC 30161, Internet of Things (IoT) - Data exchange platform for IoT services (Internet vạn vật
- Nền tảng trao đổi dữ liệu cho các dịch vụ IoT) còn có các tiêu chuẩn sau:
- ISO/IEC 30161-2:2023, Part 2: Transport interoperability between nodal points (Khả năng tương tác
vận chuyển giữa các điểm nút).
INTERNET VẠN VẬT (IoT) - NỀN TẢNG TRAO ĐỔI DỮ LIỆU CHO CÁC DỊCH VỤ IoT - PHẦN 1:
CÁC YÊU CẦU CHUNG VÀ KIẾN TRÚC
Internet of Things (IoT) - Data exchange platform for IoT services - Part 1: General
requirements and architecture
1 Phạm vi áp dụng
Tiêu chuẩn này quy định các yêu cầu đối với nền tảng trao đổi dữ liệu Internet vạn vật (IoT) cho các
dịch vụ khác nhau trong các lĩnh vực công nghệ khác nhau:
- Các cẩu phần, phần mềm trung gian của mạng truyền thông cho phép cùng tồn tại các dịch vụ IoT
với các dịch vụ truyền thống;
- Hiệu suất của các điểm cuối trên các mạng truyền thông giữa các dịch vụ IoT và dịch vụ truyền
thống;
- Các chức năng và tính năng cụ thể của IoT cho phép triển khai hiệu quả các dịch vụ IoT;
- Khung và hạ tầng của các mạng truyền thông dịch vụ IoT; và
- Hướng dẫn triển khai dịch vụ IoT đối với nền tảng trao đổi dữ liệu IoT.
2 Tài liệu viện dẫn
Các tiêu chuẩn dưới đây được dẫn chiếu một phần hoặc toàn bộ nội dung trong quá trình xây dựng
tiêu chuẩn này. Với tiêu chuẩn có ghi năm công bố thì áp dụng bản được nêu, với tiêu chuẩn không
ghi năm công bố thì áp dụng phiên bản mới nhất (bao gồm cả phiên bản cập nhật).
TCVN 13117:2020 (ISO/IEC 30141:2018), Internet vạn vật (IoT) - Kiến trúc tham chiếu.
3 Thuật ngữ và định nghĩa
Tiêu chuẩn này sử dụng các thuật ngữ và định nghĩa dưới đây.
3.1
Nền tảng trao đổi dữ liệu IoT
(IoT DEP)
Tập các khối chức năng cung cấp 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 số lượng lớn cảm biến trên các mạng khác nhau, IoT DEP giảm lưu
lượng 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 IoT. Các khối chức năng này kết nối lại với nhau tạo nên
một nền tảng.
3.2
Điểm nút (nodal point)
Điểm điều tra thông tin định tuyến được xác định trong các giao thức truyền thông và chuyển tiếp các
khối dữ liệu theo thông tin đó.
4 Chữ viết tắt
CAC Kiểm soát truy cập truyền thông Communication access control
CCN Mạng nội dung trung tâm Content centric network
DNS Dịch vụ tên miền Domain name service
ICN Mạng thông tin trung tâm Information centric network
IoT Internet vạn vật Internet of Things
IoT DEP Nền tảng trao đổi dữ liệu IoT IoT data exchange platform
IP Giao thức Internet Internet protocol
MQTT Giao vận từ xa hàng đợi thông điệp Message Queuing Telemetry Transport
OSI Tương tác kết nối các hệ thống mở Open systems interconnection
QoS Chất lượng dịch vụ Quality of service
TCP Giao thức điều khiển truyền dẫn Transmission control protocol
UDP Giao thức dữ liệu người dùng User datagram protocol
5 Quy định chung về dịch vụ IoT
Đối với các trường hợp sử dụng IoT trên các lĩnh vực, có thể giả định rằng các khối dữ liệu từ/đến các
cảm biến và bộ thi hành là các "dữ liệu IoT", chúng được truyền qua các mạng, Để giảm lưu lượng
lưu thông và đáp ứng các yêu cầu của người dùng về QoS, nên triển khai IoT DEP. IoT DEP được
định vị trong tầng ứng dụng của mô hình tham chiếu OSI. Tuy nhiên, dữ liệu IoT được truyền qua các
tầng thấp hơn đã được cô đọng, bao gồm cả mạng Internet hiện tại. IoT DEP được triển khai theo góc
nhìn kết nối của kiến trúc tham chiếu IoT được định nghĩa trong TCVN 13117:2020 (ISO/IEC
30141:2018).
IoT DEP không nên tác động đến các giao tiếp khác ngoài dữ liệu IoT và cho phép cùng tồn tại các
giao tiếp giữa dữ liệu IoT và dữ liệu khác. Do đó, tiêu chuẩn này đề xuất một phương pháp tiếp cận
tách biệt việc truyền thông dữ liệu IoT khỏi các mạng truyền thông khác. Tiêu chuẩn này không bao
gồm các đặc tả kỹ thuật về tính toán mây và tính toán biên, những kỹ thuật xử lý các hoạt động phân
tán cho tất cả các tầng trong mô hình tham chiếu.
Nội dung tổng quan và phân tích về các trường hợp sử dụng IoT đã thúc đẩy sự ra đời của tiêu chuẩn
này và được tóm tắt trong Phụ lục C. Các trường hợp sử dụng được thu thập từ tiêu chuẩn ISO/IEC
TR 22417 [1].
6 Cấu hình mạng cho dịch vụ IoT
6.1 Tổng quan về các cấu hình mạng cho IoT
Tổng quan về cấu hình mạng cho IoT được minh họa trong Hình 1. Các mạng cung cấp kết nối giữa
những người dùng IoT, các cổng IoT và các thiết bị IoT được xác định trong TCVN 13117:2020
(ISO/IEC 30141:2018). Ngoài ra, các thiết bị IoT - được trình bày trong các tiêu chuẩn từ ISO/IEC
30118-1 đến ISO/IEC 30118-6 - đều đã được đề cập đến [2],[3],[4],[5],[6],[7].
Mỗi mạng có thể có một số điểm nút. Trong TCVN 13117:2020 (ISO/IEC 30141:2018), các hệ thống
con (hệ thống con vận hành và quản lý, hệ thống con ứng dụng và dịch vụ và hệ thống con truy cập
và trao đổi tài nguyên) trong các mô hình tham chiếu dựa trên thực thể đảm nhận vai trò của các điểm
nút. Các hệ thống con này tương ứng với miền vận hành vả quản lý, miền ứng dụng và dịch vụ, miền
truy cập và trao đổi tài nguyên trong mô hình tham chiếu dựa trên miền.
Hình 1 - Tổng quan về cấu hình mạng
Các cấu hình mạng chi tiết của Hình 1 được trình bày trong Hình 2. Như mô tả trong Hình 2, các cấu
hình bao gồm năm loại dịch vụ. Loại dịch vụ 1 cung cấp dịch vụ cục bộ cho các lĩnh vực giới hạn. Loại
dịch vụ từ 2 đến 5 cung cấp các dịch vụ diện rộng. Trong một số dịch vụ diện rộng, cổng IoT có thể
được tận dụng để kết nối giữa người dùng IoT và thiết bị IoT. Tuy nhiên, trong các trường hợp khác,
người dùng IoT có thể được kết nối với thiết bị IoT mà không cần cổng IoT. Trong các loại mạng dựa
trên TCVN 13117:2020 (ISO/IEC 30141:2018), mạng lân cận cung cấp kết nối cho các khu vực cục
bộ. Đối với các dịch vụ diện rộng, mạng người dùng, mạng dịch vụ và mạng truy nhập được triển
khai. Trong đó, mạng người dùng đóng vai trò là mạng cho các ứng dụng IoT cụ thể và được vận
hành bởi người dùng IoT. Mạng dịch vụ và mạng truy nhập phù hợp với các ứng dụng dùng chung,
bao gồm các ứng dụng IoT cụ thể và các ứng dụng truyền thống (ví dụ: điện thoại, phân phối video và
truy cập Internet). Mạng dịch vụ bao gồm các chức năng chuyển mạch giữa các vị trí. Mạng truy nhập
cung cấp các chức năng ghép kênh của luồng lưu lượng từ mọi khu vực cụ thể.
Hình 2 - Các loại dịch vụ của các cấu hình mạng
6.2 Các mô hình mạng cho IoT DEP
IoT DEP truyền một số lượng lớn các khối dữ liệu từ/đến các cảm biến và bộ thi hành một cách hiệu
quả. Quy trình này nên được áp dụng cho tất cả các dịch vụ, bao gồm cả dịch vụ cục bộ và dịch vụ
diện rộng cho IoT. Nỏ nên được vận hành trên tất cả các mạng, bao gồm mạng lân cận, mạng truy
nhập, mạng dịch vụ và mạng người dùng như được trình bày trong TCVN 13117:2020 (ISO/IEC
30141:2018), ngay cả khi các ứng dụng khác không thuộc IoT được triển khai trong các mạng này.
Mặc dù các cấu hình mạng được phân thành năm loại (Hình 2), nhưng năm loại này được gộp lại
thành ba loại nếu nhìn từ quan điểm của IoT DEP (Hình 3). Như được biểu diễn trong Hình 3, các cấu
hình loại 1, loại 2 và 3, cũng như loại 4 và 5 được định nghĩa lại thành các cấu hình loại X, Y và Z một
cách tương ứng.
Hình 3 - Các loại cấu hình được định nghĩa lại cho IoT DEP
7 Nền tảng trao đổi dữ liệu trong kiến trúc tham chiếu IoT
7.1 Tổng quan
IoT DEP đóng vai trò kết nối thông tin trong các hệ thống IoT. Các công nghệ liên quan đến tính toán
mây, bao gồm cả các giao diện kết nối với đám mây, không được trình bày trong tiêu chuẩn này. IoT
DEP phân tán cho các thực thể xác định trong TCVN 13117:2020 (ISO/IEC 30141:2018). Do đó, IoT
DEP hoạt động như một nền tảng bằng cách kết hợp các bộ phận phân tán.
7.2 Vị trí của IoT DEP trong kiến trúc tham chiếu IOT
7.2.1 Các chức năng của IoT DEP
IoT DEP truyền dữ liệu đến các ứng dụng IoT một cách hiệu quả như một phần của các chức năng
mạng. IoT DEP không bao gồm việc tính toán và xử lý dữ liệu tính toán mây.
IoT DEP sẽ cung cấp các chức năng sau.
- Để đảm bảo tính hiệu quả của các dịch vụ ứng dụng IoT, IoT DEP phải hoạt động độc lập với các
giao thức và phương tiện truyền thông. IoT DEP phải kết nối giữa người dùng IoT và các thiết bị IoT
thông qua cổng IoT hoặc trực tiếp. Ví dụ: khi một lượng dữ liệu khổng lồ từ các cảm biến được truyền
qua các mạng diện rộng sử dụng các công nghệ Internet, IoT DEP cung cấp truyền thông với các chi
phí rất nhỏ như độ trễ xử lý nhỏ và/hoặc khối lượng vận chuyển nhỏ bằng cách giảm quá trình xử lý
trên các giao thức liên quan đến IP phức tạp.
- IoT DEP điều tiết linh hoạt các chức năng cần thiết cho các ứng dụng IoT. Ví dụ: nó kiểm soát luồng
lưu lượng vận chuyển cho các ứng dụng IoT và cung cấp QoS theo yêu cầu.
- IoT DEP quản lý việc xác thực các tuyến truyền thông và các thiết bị IoT.
Hình 4 - Vị trí của các chức năng IoT DEP trong các mô hình tham chiếu IoT
7.2.2 Vị trí của IoT DEP
Các chức năng IoT DEP được triển khai cho người dùng IoT, hệ thống con truy cập và trao đổi tài
nguyên, cổng IoT, và thiết bị IoT đã được xác định trong mô hình dựa trên thực thể được trình bày
trong TCVN 13117:2020 (ISO/IEC 30141:2018). Mối quan hệ giữa mô hình tham chiếu mô tả trong
TCVN 13117:2020 (ISO/IEC 30141:2018) và IoT DEP được thể hiện trong Hình 4. Trong TCVN
13117:2020 (ISO/IEC 30141:2018), hai mô hình tham chiếu - mô hình dựa trên thực thể và mô hình
dựa trên miền được xác định rõ. Hình 4 biểu diễn vị trí của các chức năng IoT DEP, qua đó giải thích
mối quan hệ giữa hai mô hình tham chiếu trong TCVN 13117:2020 (ISO/IEC 30141:2018).
7.3 Hoạt động của IoT DEP trong hệ thống IoT
Chức năng của IoT DEP được mô tả trong 7.2.1. Trong các trường hợp c và D. các ứng dụng IoT
được cung cấp bởi IoT DEP cùng tồn tại với các ứng dụng truyền thống. Hình 5 biểu diễn một cấu
hình logic; tuy nhiên, theo quan điểm triển khai, cổng IoT cùng với hệ thống con truy cập và trao đổi
tài nguyên tương thích với các chức năng IoT DEP có thể được chia sẻ với các điểm nút cho các ứng
dụng truyền thống.
Hình 5 - Các trường hợp của IoT DEP và mối quan hệ giữa IoT và các dịch vụ khác