?譯者 | 范曉波
審校 | 孫淑娟
物聯(lián)網(wǎng)（IoT）正在不斷發(fā)展壯大。由于這項(xiàng)技術(shù)的自動(dòng)化、數(shù)據(jù)收集和處理的潛力，物聯(lián)網(wǎng)項(xiàng)目正在各行各業(yè)繁榮發(fā)展。
為什么了解物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)是創(chuàng)建成功的物聯(lián)網(wǎng)項(xiàng)目并利用其所有優(yōu)勢(shì)的關(guān)鍵呢？因?yàn)樗梢宰屇闱宄亓私庖磺惺侨绾喂ぷ鞯囊约安煌慕M件是如何交互的。從本質(zhì)上講，物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)可確保數(shù)據(jù)到達(dá)需要的地方并得到正確處理。如果沒有適當(dāng)?shù)奈锫?lián)網(wǎng)架構(gòu)，網(wǎng)絡(luò)將變得不可靠，從而違背了最初投資物聯(lián)網(wǎng)的全部目的。
讓我們看下物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)最重要的方面，它的結(jié)構(gòu)、不同的類型和分層。
架構(gòu)概述
架構(gòu)是一組規(guī)則和指導(dǎo)方針，它可以決定系統(tǒng)中的組件必須如何相互配合才能達(dá)到特定目標(biāo)。換句話說，它是實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)及其功能的藍(lán)圖。
這可以幫助我們理解物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)的定義、開發(fā)和組成。
雖然目前對(duì)于物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)的確切定義還沒達(dá)成共識(shí)，因?yàn)轫?xiàng)目的范圍和用例差異很大。但所有物聯(lián)網(wǎng)項(xiàng)目都應(yīng)該具備一些關(guān)鍵方面，而這些正是我們將要研究的方面。
簡(jiǎn)而言之，物聯(lián)網(wǎng)中的架構(gòu)是一個(gè)框架，它定義了：
- 物理組件的行為方式（IoT設(shè)備）
- 網(wǎng)絡(luò)配置
- 如何處理數(shù)據(jù)（如何存儲(chǔ)和收集數(shù)據(jù)）
- 為操作執(zhí)行哪些過程
- 系統(tǒng)如何運(yùn)作
連接設(shè)備組成部分
物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的架構(gòu)定義了它的行為和操作方式。這意味著在開發(fā)物聯(lián)網(wǎng)解決方案時(shí)做出正確的決定對(duì)于項(xiàng)目的成功和發(fā)揮優(yōu)勢(shì)至關(guān)重要。
因此，在開發(fā) IoT 項(xiàng)目時(shí)，仔細(xì)考慮四個(gè)組成部分至關(guān)重要：
- 功能：系統(tǒng)如何運(yùn)作。設(shè)備的行為方式，它們?nèi)绾蜗嗷ネㄐ?，它們收集哪些?shù)據(jù)，它們?nèi)绾我约昂螘r(shí)收集數(shù)據(jù)，系統(tǒng)應(yīng)該如何自主工作等。
- 可擴(kuò)展性：系統(tǒng)自適應(yīng)擴(kuò)展能力。隨著時(shí)間的推移，在開發(fā)階段設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)將允許系統(tǒng)添加新設(shè)備或收集更多數(shù)據(jù)，而無需完全重構(gòu)架構(gòu)。
- 可用性：系統(tǒng)保持活動(dòng)狀態(tài)的頻率和可靠性?？捎眯允侵赶到y(tǒng)的穩(wěn)定性及其數(shù)據(jù)的完整性。
- 可維護(hù)性：構(gòu)建系統(tǒng)以考慮如何維護(hù)。這包括定期維護(hù)、更新硬件或軟件，以及使系統(tǒng)處于其可能的性能峰值。
層在物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)中的重要性
“層”定義物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)并對(duì)其進(jìn)行分類。由于對(duì)于物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)的確切定義還未形成共識(shí)，因此開發(fā)人員和制造商對(duì)這些類別的定義不同。因此，有些層包含比其他更多的層。
層在它們所屬的功能區(qū)域上彼此不同。簡(jiǎn)而言之，物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)由收集數(shù)據(jù)的智能設(shè)備、允許設(shè)備之間通信的網(wǎng)絡(luò)、中間件物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)以及用戶可用于與物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)交互的應(yīng)用程序組成。
設(shè)備層
設(shè)備層包括能夠通過互聯(lián)網(wǎng)捕獲、處理和交互數(shù)據(jù)并針對(duì)數(shù)據(jù)采取相應(yīng)動(dòng)作的所有設(shè)備。物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備中所有收集信息的設(shè)備都是傳感器，例如監(jiān)控?cái)z像頭，壓力傳感器或恒溫器。對(duì)數(shù)據(jù)有行為動(dòng)作的設(shè)備都是執(zhí)行器。例如，根據(jù)從生物識(shí)別掃描儀收集的數(shù)據(jù)打開的門鎖就是執(zhí)行器。
傳輸層
傳輸層或連接層定義了物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備和控制器如何相互通信。這一層定義了哪些設(shè)備相互交互數(shù)據(jù)以及它們?nèi)绾瓮ㄐ拧?/p>
物聯(lián)網(wǎng)通信協(xié)議、網(wǎng)絡(luò)、網(wǎng)關(guān)和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)是為模擬信號(hào)數(shù)據(jù)（由物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備捕獲）轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)數(shù)據(jù)而建立的，并通過互聯(lián)網(wǎng)發(fā)送這些數(shù)據(jù)。
處理層
處理層定義了如何在物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中分析、接收和處理數(shù)據(jù)。在以云為中心的模型中，云數(shù)據(jù)中心通過傳輸層從物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備接收數(shù)據(jù)，并開始監(jiān)控、管理和存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，以供系統(tǒng)和最終用戶使用。在邊緣處理模型中，網(wǎng)絡(luò)上的設(shè)備在內(nèi)部處理大部分的數(shù)據(jù)，然后通過點(diǎn)對(duì)點(diǎn) (P2P) 通信將結(jié)果發(fā)送到接收設(shè)備。
P2P意味著設(shè)備可以直接通信，而無需通過云服務(wù)器發(fā)送數(shù)據(jù)。它通常比以云為中心的模型更快、更可靠，因?yàn)椴恍枰谌椒?wù)器或數(shù)據(jù)庫來處理數(shù)據(jù)。
應(yīng)用程序/用戶接口層
為維護(hù)、更改和與IoT系統(tǒng)交互而開發(fā)的軟件組成了應(yīng)用層。應(yīng)用程序級(jí)軟件可以是移動(dòng)應(yīng)用程序、桌面程序或互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)頁的形式。
業(yè)務(wù)層
最后，業(yè)務(wù)層是指使用物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的公司或個(gè)人做出的業(yè)務(wù)級(jí)決策。如果一個(gè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)展現(xiàn)了其降低成本或提高生產(chǎn)力的好處，那么投資更好的設(shè)備或更改程序的決定將在這一層中做出。
為什么收集洞察力很重要
在談到物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)的主題時(shí)，有很多方面需要考慮。如前所述，了解連接設(shè)備的來龍去脈可以幫助你利用物聯(lián)網(wǎng)的所有優(yōu)勢(shì)。對(duì)于企業(yè)來說尤其如此。有了正確的架構(gòu)，企業(yè)可以利用智能設(shè)備和系統(tǒng)的互聯(lián)性，將它們進(jìn)行分組來測(cè)量某些數(shù)據(jù)，并形成新的商業(yè)模式和用途。
例如，擁有物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)的組織會(huì)比沒有物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)的組織具備更大優(yōu)勢(shì)。那些在通過物聯(lián)網(wǎng)節(jié)省資金、增加新收入或改進(jìn)業(yè)務(wù)流程方面排名前三分之一的公司，擁有物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)的可能性比不太成功的公司高出34%。在不確定的今天，對(duì)物聯(lián)網(wǎng)的洞察力可能會(huì)長(zhǎng)期成就或破壞公司業(yè)務(wù)。
譯者介紹
范曉波，51CTO社區(qū)編輯，資深網(wǎng)絡(luò)安全工程師。精通SDN、SD-WAN、VPN、NFV等網(wǎng)絡(luò)相關(guān)技術(shù)。精通二三層網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)發(fā)。熟悉DPDK、VPP、OVS高性能網(wǎng)絡(luò)開源框架。
原文標(biāo)題：??A Complete Guide to IoT Architecture???，作者：Carsten Rhod regersen?
