克服物聯(lián)網(wǎng)可擴展性問(wèn)題的三個(gè)技巧

2021-08-11

克服物聯(lián)網(wǎng)可擴展性問(wèn)題的三個(gè)技巧

在幾乎所有技術(shù)項目中要考慮的最重要方面之一是可擴展性，物聯(lián)網(wǎng)也不例外。事實(shí)上，如果您已經(jīng)知道您的 IoT 解決方案將不斷添加更多設備并需要處理越來(lái)越多的數據，那么您應該首先考慮 IoT 的可擴展性。 

可擴展性：系統通過(guò)添加額外資源來(lái)處理越來(lái)越多的工作的能力；由于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)特有的挑戰，這仍然是許多開(kāi)發(fā)人員的癥結所在。此外，如果不及早解決，此類(lèi)挑戰可能會(huì )發(fā)展為可能導致維護時(shí)間增加和延遲問(wèn)題的問(wèn)題。讓我們討論三個(gè)有助于克服物聯(lián)網(wǎng)最棘手的可擴展性問(wèn)題的技巧。 

為什么物聯(lián)網(wǎng)存在可擴展性問(wèn)題？

在開(kāi)始討論解決方案之前，讓我們花點(diǎn)時(shí)間考慮一下為什么存在 IoT 特有的可擴展性問(wèn)題。它們包括：

缺乏規劃階段：當開(kāi)始一個(gè)物聯(lián)網(wǎng)項目時(shí)，需要一個(gè)強有力的概念證明 (POC) 和規劃階段。鑒于物聯(lián)網(wǎng)項目具有多種技術(shù)和組織因素，因此在規劃階段需要考慮很多方面。然而，很多時(shí)候，這些方面是未知的或被忽視的，因為它們起初看起來(lái)無(wú)關(guān)緊要。話(huà)雖如此，它們可能會(huì )對項目的增長(cháng)能力產(chǎn)生巨大影響。

與未來(lái)設備兼容性的不確定性：您可能知道，有大量新的物聯(lián)網(wǎng)設備進(jìn)入市場(chǎng)。事實(shí)上，據估計，到2024 年，物聯(lián)網(wǎng)連接數將達到 830 億。最重要的是，所有這些設備都帶有新的或更新的功能、硬件和/或軟件。更重要的是，即使是最小的設備也可以改變它們與物聯(lián)網(wǎng)通信協(xié)議交互的方式。這意味著(zhù)五年后添加或更換新設備的過(guò)程可能與今天完全不同。這將需要更改架構、軟件或協(xié)議本身。

預算限制：物聯(lián)網(wǎng)開(kāi)發(fā)人員可能不愿意現在投資以避免將來(lái)出現問(wèn)題。當我們看到他們的觀(guān)點(diǎn)時(shí)，您會(huì )不會(huì )投資汽車(chē)、房屋或健康保險？還有，為什么要冒這個(gè)險？大規模投資物聯(lián)網(wǎng)，讓您安心。

提示 #1) 從小處著(zhù)手并擴大規模

首先，如果您希望負責任地擴展，最好限制一段時(shí)間內的增長(cháng)。如果您從幾個(gè)可管理的設備開(kāi)始您的項目，隨著(zhù)時(shí)間的推移定期添加一兩個(gè)，您將不必更改整個(gè)基礎架構，也不會(huì )花費太多時(shí)間來(lái)適應它們。 

話(huà)雖如此，如果您確實(shí)采納了這個(gè)技巧，那么值得知道的是，您花在適應新設備上的時(shí)間最終可能比替代設備花費更多的時(shí)間。這是因為當您立即實(shí)施可擴展系統時(shí)，您可以一次添加多個(gè)設備。 

像大多數事情一樣，這一切都取決于您的特定物聯(lián)網(wǎng)項目。如果它比較小，你可以逐漸建立起來(lái)。但是，如果您正在尋找長(cháng)期增長(cháng)和可擴展性，則值得考慮更大的圖景。

技巧 #2) 使用簡(jiǎn)單的架構

其次，從一開(kāi)始就為您的項目選擇正確的架構可以減少未來(lái)的問(wèn)題。此外，選擇一個(gè)考慮到未來(lái)的選項很重要，而MQTT 與 REST是您必須做出的決定。 

在 IoT 設備之間進(jìn)行通信時(shí)，對于較小的項目，使用 MQTT 協(xié)議的一對多系統似乎是一個(gè)好主意。然而，從長(cháng)遠來(lái)看，它可能沒(méi)有那么有效。這是因為它的編程復雜性、延遲和安全問(wèn)題，以及需要不斷維護。從長(cháng)遠來(lái)看，您應該使用更簡(jiǎn)單的架構。 

也就是說(shuō)，REST API 為開(kāi)發(fā)人員帶來(lái)了幾個(gè)好處，包括易用性、更好的安全性和改進(jìn)的可擴展性。 

提示 #3) 合并一個(gè)去中心化的 AEP 平臺

第三，使用分散的物聯(lián)網(wǎng)應用支持平臺 (AEP) 有效擴展您的物聯(lián)網(wǎng)項目。為了解釋它的優(yōu)點(diǎn)，讓我們看看替代方案。“傳統”AEP 解決方案，例如 lAWS IoT 或 Microsoft Azure，通過(guò)云在 IoT 設備之間發(fā)送數據。因此，對于客戶(hù)端與設備交互，數據必須轉到外部集中式數據庫并臨時(shí)存儲在那里。

這對于設備安全來(lái)說(shuō)不是很好，因為即使數據從客戶(hù)端到數據庫以及從數據庫到設備加密，存儲在數據庫中的數據仍然容易受到網(wǎng)絡(luò )攻擊。此外，由于需要通過(guò)云的額外步驟，傳統的 AEP 解決方案意味著(zhù)更多的延遲問(wèn)題，因為所有數據流量都必須通過(guò)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(hù)端到設備的直接連接。一旦建立了 P2P（點(diǎn)對點(diǎn)）連接，連接的唯一限制是客戶(hù)端和設備的計算能力以及兩個(gè)目的地的互聯(lián)網(wǎng)吞吐率。

這確保了物聯(lián)網(wǎng)設備之間的低延遲、可擴展性范圍，并消除了數據攔截的風(fēng)險。簡(jiǎn)而言之，分散的 AEP 解決方案使您可以通過(guò)降低安全風(fēng)險和對通信速度的影響最小化來(lái)更輕松地擴展 - 無(wú)論您的規模有多大。 

最后，不要忘記測試！

我們的分手建議經(jīng)常被忽視：測試。每當您嘗試大規模物聯(lián)網(wǎng)時(shí)，請確保您不斷測試可能影響成功設備可擴展性的所有方面。 

隨著(zhù)項目規模的擴大，不斷進(jìn)行測試至關(guān)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，以及任何其他可能影響項目為增長(cháng)做好準備的方面。

雖然物聯(lián)網(wǎng)項目面臨著(zhù)獨特的可擴展性挑戰，但采取必要的措施對最大限度地減少這些問(wèn)題大有幫助?？偠灾?，對于關(guān)注可擴展性的 IoT 開(kāi)發(fā)人員來(lái)說(shuō)，重要的是要認識到其挑戰、制定強有力的計劃階段、從一開(kāi)始就投入必要的時(shí)間和金錢(qián)，并明智地選擇架構。