在技術項目中要考慮的最重要方面之一是可擴展性,物聯(lián)網也不例外。事實上,如果已經知道采用的物聯(lián)網解決方案將不斷添加更多設備,并需要處理越來越多的數(shù)據,那么應該首先考慮物聯(lián)網的可擴展性。
具有可擴展性的物聯(lián)網系統(tǒng)通過添加額外資源來處理越來越多的工作的能力。由于物聯(lián)網技術特有的挑戰(zhàn),這仍然是許多開發(fā)人員面臨的難題。如果不及早解決,這些挑戰(zhàn)可能會發(fā)展成更大的問題,從而增加維護時間和延遲問題的風險。以下討論克服物聯(lián)網最棘手的可擴展性問題的三個技巧。
為什么物聯(lián)網存在可擴展性問題?
在開始討論解決方案之前,需要考慮一下為什么物聯(lián)網存在特有的可擴展性問題。它們包括:
•缺乏規(guī)劃階段:在開始實施物聯(lián)網項目時,需要一個強有力的概念驗證 (POC) 和規(guī)劃階段。鑒于物聯(lián)網項目具有多種技術和組織因素,因此在規(guī)劃階段需要考慮很多方面。然而在很多時候,這些方面是未知的或被忽視的,因為它們起初看起來無關緊要,但它們可能會對項目的增長能力產生巨大影響。
•與未來設備兼容性的不確定性:眾所周知,如今有大量新的物聯(lián)網設備進入市場。根據調研機構的估計,到2024年,全球連接物聯(lián)網的設備數(shù)量將達到830億臺。除此之外,所有這些設備都配備了新的或更新了功能、硬件、軟件。更重要的是,物聯(lián)網設備也可以改變它們與物聯(lián)網通信協(xié)議交互的方式。這意味著五年后添加或更換新設備的過程可能與當今完全不同。這將需要更改架構、軟件或協(xié)議本身。
•預算限制:物聯(lián)網開發(fā)商可能不愿意現(xiàn)在投資以避免在未來出現(xiàn)問題,因此不愿意冒險。企業(yè)在決定投資物聯(lián)網之后需要解決預算問題。
技巧#1從小處著手并擴大規(guī)模
首先,如果企業(yè)擴大規(guī)模,最好在一段時間內不要急于快速增長。如果從幾個可管理的設備開始實施項目,并隨著時間的推移定期添加一些設備,那么就不必更改整個基礎設施,也不會花費太多時間來適應它們。
話雖如此,如果企業(yè)確實采納了這個技巧,那么需要注意的是,企業(yè)花費在適應新設備上的時間最終可能比替代設備花費的時間還要多。這是因為當企業(yè)立即實施可擴展系統(tǒng)時,可以一次性添加多個設備。
像大多數(shù)事情一樣,這一切都取決于企業(yè)的特定物聯(lián)網項目。如果規(guī)模比較小,可以逐漸擴展。但是,如果企業(yè)希望獲得長期增長和可擴展性,則值得考慮更廣闊的前景。
技巧#2 使用簡單的架構
其次,企業(yè)從一開始就為其項目選擇正確的架構可以減少未來出現(xiàn)的問題。此外,選擇一個考慮到未來的選項很重要,而采用MQTT協(xié)議還是REST 架構是企業(yè)必須做出的決定。
對于物聯(lián)網設備之間的通信,使用MQTT協(xié)議的一對多的系統(tǒng)對于規(guī)模較小的項目來說似乎是一個好主意。然而從根本上說,它可能沒有那么有效。這是因為它的編程復雜性、延遲和安全問題,以及需要不斷維護。從長遠來看,企業(yè)應該使用更簡單的架構。
也就是說,REST API 為開發(fā)人員帶來了一些好處,其中包括易用性、更好的安全性和改進的可擴展性。
技巧#3 合并一個去中心化的AEP平臺
第三,企業(yè)使用分散式的物聯(lián)網應用支持平臺 (AEP) 有效擴展其物聯(lián)網項目。為了解釋它的優(yōu)點,先要了解AEP解決方案,例如物聯(lián)網或Microsoft Azure,通過云平臺在物聯(lián)網設備之間發(fā)送數(shù)據。因此,對于客戶端與設備交互,數(shù)據必須轉到外部集中式數(shù)據庫并臨時存儲在那里。
這對于設備安全來說并不是一個好方法,因為即使數(shù)據從客戶端到數(shù)據庫以及從數(shù)據庫到設備加密,存儲在數(shù)據庫中的數(shù)據仍然容易受到網絡攻擊。此外,由于需要通過云平臺的額外步驟,傳統(tǒng)的AEP解決方案意味著更多的延遲問題,因為所有數(shù)據流量都必須通過相同的中央“中繼”設置運行。
另一方面,去中心化的AEP平臺建立了從客戶端到設備的直接連接。一旦建立了P2P(點對點)連接,連接的唯一限制是客戶端和設備的計算能力以及兩個目的地的互聯(lián)網吞吐率。
這確保了物聯(lián)網設備之間的低延遲、可擴展性范圍,并消除了數(shù)據攔截的風險。簡而言之,分散的AEP解決方案使企業(yè)可以通過降低安全風險和對通信速度的影響最小化來更輕松地擴展,無論企業(yè)的項目規(guī)模有多大。
不要忘記測試!
很多人經常忽視這個建議:測試。每當企業(yè)嘗試采用或構建大規(guī)模物聯(lián)網時,需要確保不斷測試可能影響成功設備可擴展性的所有方面。
隨著項目規(guī)模的擴大,不斷進行測試至關重要。嘗試記錄延遲水平、連接的設備、使用的帶寬量、發(fā)送和接收的消息,以及可能影響項目為增長做好準備的任何方面。
雖然物聯(lián)網項目面臨著獨特的可擴展性挑戰(zhàn),但采取必要的措施對最大限度地減少這些問題大有幫助。總而言之,對于關注可擴展性的物聯(lián)網開發(fā)人員來說,重要的是要認識到其挑戰(zhàn),制定強有力的計劃階段,并從一開始就投入必要的時間和資金,最后明智地選擇架構。
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