物聯(lián)網(wǎng)架構層和設計更改以解決數據泛濫問(wèn)題

　　由于物聯(lián)網(wǎng)將新的架構層和拓撲結構推進(jìn)到組織中，數字領(lǐng)域的發(fā)展已經(jīng)進(jìn)入了高速發(fā)展階段。物聯(lián)網(wǎng)架構層和拓撲處于不斷變化的狀態(tài)，而技術(shù)的進(jìn)步和發(fā)展將對物聯(lián)網(wǎng)的擴展與增長(cháng)產(chǎn)生巨大影響。

　　未來(lái)的物聯(lián)網(wǎng)將會(huì )像電話(huà)、電視、汽車(chē)、電腦、視頻游戲、手機一樣迅速發(fā)展和普及。當然根據其定義，電腦、視頻游戲設備以及手機如今已成為物聯(lián)網(wǎng)的一部分。物聯(lián)網(wǎng)甚至納入了一些常用設備，如手表、恒溫器、攝像頭、門(mén)鎖、建筑物內的插座和開(kāi)關(guān)。

　　研究報告表明，到明年年底，物聯(lián)網(wǎng)的設備數量將接近400億臺。這些物聯(lián)網(wǎng)設備大部分都綁定到云端。物聯(lián)網(wǎng)設備的數量每年增長(cháng)數十億臺，但現有的云平臺或額外服務(wù)器的數量?jì)H以不到1%的速度增長(cháng)。這是一個(gè)嚴重的數字流量問(wèn)題。

　　物聯(lián)網(wǎng)擴散不僅創(chuàng )造了前所未有的數字流量和所有相關(guān)問(wèn)題;它創(chuàng )造了全新的安全問(wèn)題類(lèi)別，因為將攻擊面提高了一個(gè)數量級。這種增長(cháng)增加了在數據到達云端之前清理和驗證數據的需求。物聯(lián)網(wǎng)的擴展為需要機器學(xué)習和企業(yè)防火墻之外的人工智能的新應用類(lèi)別提供了機會(huì )，而物聯(lián)網(wǎng)需要新的數據使用和存儲標準。簡(jiǎn)而言之，組織對更好的物聯(lián)網(wǎng)架構層和拓撲的需求從未如此強烈。
 

 

　　邊緣計算可滿(mǎn)足物聯(lián)網(wǎng)架構層的需求

　　現有的物聯(lián)網(wǎng)架構基于一種經(jīng)過(guò)驗證的模型，該模型具有高度可擴展性，并且可以適應各種拓撲結構。即使是這個(gè)由三個(gè)物聯(lián)網(wǎng)架構層組成的穩固的模型，目前正在發(fā)生重大變化。三個(gè)架構層如下所示：

　　(1)設備層。這是客戶(hù)端，所有設備(包括傳感器、交換機、執行器和攝像頭)都可以實(shí)時(shí)收集或響應數據。

　　(2)網(wǎng)關(guān)層。該層收集來(lái)自物聯(lián)網(wǎng)設備的數據，并跳轉到互聯(lián)網(wǎng)或終止于數據采集系統。物聯(lián)網(wǎng)數據的模數轉換經(jīng)常發(fā)生在這一層。

　　(3)平臺層。該路徑連接客戶(hù)端和運營(yíng)商，通常終止于云端或數據中心。

　　這三個(gè)架構層沒(méi)有包括物聯(lián)網(wǎng)所需的多種資源。組織需要更好的工具來(lái)進(jìn)行本地數據分析和路由。物聯(lián)網(wǎng)按數量級生成的數據遠遠多于傳統網(wǎng)絡(luò );在將不必要的數據轉儲到云端或數據中心存儲之前，應謹慎篩選。如果數據位于多個(gè)位置，而不是將數據發(fā)送到一個(gè)目的地然后再將其移動(dòng)到另一個(gè)目的地，還需要弄清楚數據在何處創(chuàng )建。

　　許多物聯(lián)網(wǎng)需要增強的處理來(lái)實(shí)時(shí)響應物聯(lián)網(wǎng)應用程序。沒(méi)有更多的時(shí)間讓數據往返于云端，例如支持無(wú)人駕駛車(chē)輛和面部識別。本地處理資源使這項技術(shù)切實(shí)可行。

　　物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò )越來(lái)越智能化，并對現實(shí)世界中的活動(dòng)作出響應。在這里，也不總是有時(shí)間進(jìn)行云端通信。在架構中嵌入機器學(xué)習和人工智能資源更有效，尤其是當用于機器學(xué)習的數據在云中沒(méi)有單獨的用途時(shí)。

　　為了滿(mǎn)足這些需求，目前正在出現一個(gè)新的物聯(lián)網(wǎng)架構層：邊緣層。在網(wǎng)關(guān)和平臺層之間，邊緣是物聯(lián)網(wǎng)架構的一項新創(chuàng )新，可提供上述所有資源。

　　邊緣計算通常將服務(wù)器放置在其所支持的物聯(lián)網(wǎng)設備的附近，通常在企業(yè)防火墻之外，當然也沒(méi)有部署在承載云計算的物理服務(wù)器場(chǎng)合。這種分布式計算模式并不新穎，但代表了物聯(lián)網(wǎng)問(wèn)題的創(chuàng )新解決方案。邊緣節點(diǎn)可以提供即時(shí)的數據清理和路由，以及在延遲小得多的復雜應用程序中的實(shí)時(shí)周轉，使機器學(xué)習成為可能。其節點(diǎn)還可以作為抵御物聯(lián)網(wǎng)擴展攻擊面的屏障，提高網(wǎng)關(guān)層的安全性。
 

 

　　如何選擇正確的物聯(lián)網(wǎng)拓撲

　　在這種基本架構模型中，組織可以使用許多拓撲來(lái)分配和互連物聯(lián)網(wǎng)元素。在這里做出正確的選擇非常重要，因為這些物聯(lián)網(wǎng)拓撲結構專(zhuān)門(mén)設計用于適應具有特定用途的網(wǎng)絡(luò )。所有這些都以不同的方式與網(wǎng)關(guān)層進(jìn)行交互，糟糕的設計可能會(huì )限制網(wǎng)絡(luò )性能，危及安全性，甚至使某些應用程序無(wú)法使用。最通用的拓撲結構是點(diǎn)對點(diǎn)、星形、網(wǎng)狀。

　　點(diǎn)對點(diǎn)網(wǎng)絡(luò )在節點(diǎn)之間有一對一的連接，通信只發(fā)生在兩點(diǎn)之間。這是最簡(jiǎn)單和最便宜的配置。其缺點(diǎn)是點(diǎn)對點(diǎn)配置不可擴展，沒(méi)有冗余。通常這只是一個(gè)簡(jiǎn)單的連接，例如手機的耳機或單點(diǎn)訪(fǎng)問(wèn)互聯(lián)網(wǎng)的單個(gè)設備。

　　在星型網(wǎng)絡(luò )中，許多節點(diǎn)連接到中央集線(xiàn)器。集線(xiàn)器的基數是一對多的。但是沒(méi)有節點(diǎn)相互連接;它們只連接到集線(xiàn)器。這種配置往往具有低延遲和一致性。網(wǎng)絡(luò )工具可以很容易地檢測和隔離故障。其缺點(diǎn)是，盡管可靠性通常很高，但如果發(fā)生干擾，則不會(huì )重新路由。此外，集線(xiàn)器代表整個(gè)網(wǎng)絡(luò )的單一故障點(diǎn)。例如，家庭Wi-Fi有許多設備通過(guò)路由器連接到互聯(lián)網(wǎng)。

　　網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò )包括多個(gè)設備，具有網(wǎng)關(guān)和路由器節點(diǎn)。網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò )具有高可擴展性和冗余性，以及出色的容錯能力。網(wǎng)狀配置的缺點(diǎn)是相當大的復雜性和高維護要求，多個(gè)數據包必須增加延遲。網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò )包括工業(yè)自動(dòng)化、大規?；馂谋O測和安全以及能源管理系統。

　　要確定哪種物聯(lián)網(wǎng)拓撲好，需要考慮可支持的復雜性，并優(yōu)先考慮延遲、容錯、可靠性以及網(wǎng)絡(luò )是否需要擴展。
 

 

　　物聯(lián)網(wǎng)架構層和拓撲結構

　　一旦組織決定了物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò )的架構和拓撲結構，就會(huì )出現其他問(wèn)題。管理網(wǎng)絡(luò )的優(yōu)秀實(shí)踐是什么?物聯(lián)網(wǎng)如何影響與之交互的系統的安全性?誰(shuí)擁有什么?

　　物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò )管理標準和優(yōu)秀實(shí)踐已經(jīng)建立，但就像物聯(lián)網(wǎng)架構本身一樣，它們也在不斷發(fā)展。全能的孤立的平臺已經(jīng)過(guò)時(shí)，物聯(lián)網(wǎng)的有機特性預示著(zhù)更加多樣化的數字化格局。它要求比以往任何時(shí)候都需要更多的規劃、努力和創(chuàng )新。