克服物(wù)联网可(kě)扩展性问题的三个技巧

2021-08-11

克服物(wù)联网可(kě)扩展性问题的三个技巧

在几乎所有(yǒu)技术项目中要考虑的最重要方面之一是可(kě)扩展性，物(wù)联网也不例外。事实上，如果您已经知道您的 IoT 解决方案将不断添加更多(duō)设备并需要处理(lǐ)越来越多(duō)的数据，那么您应该首先考虑 IoT 的可(kě)扩展性。 

可(kě)扩展性：系统通过添加额外资源来处理(lǐ)越来越多(duō)的工作的能(néng)力；由于物(wù)联网技术特有(yǒu)的挑战，这仍然是许多(duō)开发人员的症结所在。此外，如果不及早解决，此类挑战可(kě)能(néng)会发展為(wèi)可(kě)能(néng)导致维护时间增加和延迟问题的问题。让我们讨论三个有(yǒu)助于克服物(wù)联网最棘手的可(kě)扩展性问题的技巧。 

為(wèi)什么物(wù)联网存在可(kě)扩展性问题？

在开始讨论解决方案之前，让我们花(huā)点时间考虑一下為(wèi)什么存在 IoT 特有(yǒu)的可(kě)扩展性问题。它们包括：

缺乏规划阶段：当开始一个物(wù)联网项目时，需要一个强有(yǒu)力的概念证明 (POC) 和规划阶段。鉴于物(wù)联网项目具有(yǒu)多(duō)种技术和组织因素，因此在规划阶段需要考虑很(hěn)多(duō)方面。然而，很(hěn)多(duō)时候，这些方面是未知的或被忽视的，因為(wèi)它们起初看起来无关紧要。话虽如此，它们可(kě)能(néng)会对项目的增長(cháng)能(néng)力产生巨大影响。

与未来设备兼容性的不确定性：您可(kě)能(néng)知道，有(yǒu)大量新(xīn)的物(wù)联网设备进入市场。事实上，据估计，到2024 年，物(wù)联网连接数将达到 830 亿。最重要的是，所有(yǒu)这些设备都带有(yǒu)新(xīn)的或更新(xīn)的功能(néng)、硬件和/或软件。更重要的是，即使是最小(xiǎo)的设备也可(kě)以改变它们与物(wù)联网通信协议交互的方式。这意味着五年后添加或更换新(xīn)设备的过程可(kě)能(néng)与今天完全不同。这将需要更改架构、软件或协议本身。

预算限制：物(wù)联网开发人员可(kě)能(néng)不愿意现在投资以避免将来出现问题。当我们看到他(tā)们的观点时，您会不会投资汽車(chē)、房屋或健康保险？还有(yǒu)，為(wèi)什么要冒这个险？大规模投资物(wù)联网，让您安心。

提示 #1) 从小(xiǎo)处着手并扩大规模

首先，如果您希望负责任地扩展，最好限制一段时间内的增長(cháng)。如果您从几个可(kě)管理(lǐ)的设备开始您的项目，随着时间的推移定期添加一两个，您将不必更改整个基础架构，也不会花(huā)费太多(duō)时间来适应它们。 

话虽如此，如果您确实采纳了这个技巧，那么值得知道的是，您花(huā)在适应新(xīn)设备上的时间最终可(kě)能(néng)比替代设备花(huā)费更多(duō)的时间。这是因為(wèi)当您立即实施可(kě)扩展系统时，您可(kě)以一次添加多(duō)个设备。 

像大多(duō)数事情一样，这一切都取决于您的特定物(wù)联网项目。如果它比较小(xiǎo)，你可(kě)以逐渐建立起来。但是，如果您正在寻找長(cháng)期增長(cháng)和可(kě)扩展性，则值得考虑更大的图景。

技巧 #2) 使用(yòng)简单的架构

其次，从一开始就為(wèi)您的项目选择正确的架构可(kě)以减少未来的问题。此外，选择一个考虑到未来的选项很(hěn)重要，而MQTT 与 REST是您必须做出的决定。 

在 IoT 设备之间进行通信时，对于较小(xiǎo)的项目，使用(yòng) MQTT 协议的一对多(duō)系统似乎是一个好主意。然而，从長(cháng)遠(yuǎn)来看，它可(kě)能(néng)没有(yǒu)那么有(yǒu)效。这是因為(wèi)它的编程复杂性、延迟和安全问题，以及需要不断维护。从長(cháng)遠(yuǎn)来看，您应该使用(yòng)更简单的架构。 

也就是说，REST API 為(wèi)开发人员带来了几个好处，包括易用(yòng)性、更好的安全性和改进的可(kě)扩展性。 

提示 #3) 合并一个去中心化的 AEP 平台

第三，使用(yòng)分(fēn)散的物(wù)联网应用(yòng)支持平台 (AEP) 有(yǒu)效扩展您的物(wù)联网项目。為(wèi)了解释它的优点，让我们看看替代方案。“传统”AEP 解决方案，例如 lAWS IoT 或 Microsoft Azure，通过云在 IoT 设备之间发送数据。因此，对于客户端与设备交互，数据必须转到外部集中式数据库并临时存储在那里。

这对于设备安全来说不是很(hěn)好，因為(wèi)即使数据从客户端到数据库以及从数据库到设备加密，存储在数据库中的数据仍然容易受到网络攻击。此外，由于需要通过云的额外步骤，传统的 AEP 解决方案意味着更多(duō)的延迟问题，因為(wèi)所有(yǒu)数据流量都必须通过相同的中央“中继”设置运行。

另一方面，去中心化的 AEP 平台建立了从客户端到设备的直接连接。一旦建立了 P2P（点对点）连接，连接的唯一限制是客户端和设备的计算能(néng)力以及两个目的地的互联网吞吐率。

这确保了物(wù)联网设备之间的低延迟、可(kě)扩展性范围，并消除了数据拦截的风险。简而言之，分(fēn)散的 AEP 解决方案使您可(kě)以通过降低安全风险和对通信速度的影响最小(xiǎo)化来更轻松地扩展 - 无论您的规模有(yǒu)多(duō)大。 

最后，不要忘记测试！

我们的分(fēn)手建议经常被忽视：测试。每当您尝试大规模物(wù)联网时，请确保您不断测试可(kě)能(néng)影响成功设备可(kě)扩展性的所有(yǒu)方面。 

随着项目规模的扩大，不断进行测试至关重要。尝试记录延迟水平、连接的设备、使用(yòng)的带宽量、发送和接收的消息，以及任何其他(tā)可(kě)能(néng)影响项目為(wèi)增長(cháng)做好准备的方面。

虽然物(wù)联网项目面临着独特的可(kě)扩展性挑战，但采取必要的措施对最大限度地减少这些问题大有(yǒu)帮助。总而言之，对于关注可(kě)扩展性的 IoT 开发人员来说，重要的是要认识到其挑战、制定强有(yǒu)力的计划阶段、从一开始就投入必要的时间和金钱，并明智地选择架构。