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6个物联网架构层和组件的解释

2022-01-15未央编译

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事实表明,拥有明确定义的物联网架构和框架极大地提高了企业互联部署成功的机会。
       很多企业正在积极参与或考虑启动一项或多项物联网计划。这些企业通常有目标、战略和期望的结果,无论是增加收入、削减成本还是优化业务流程。他们可能已经选择了采用的技术和供应商。

       但有物联网架构吗?这个架构是特定于项目的还是更通用的物联网框架的定制版本?

       人们可能希望知道为什么这两个方面至关重要。这主要有两个原因:首先,具有物联网架构的企业比没有物联网架构的企业更容易成功。那些在节约资金、增加新收入或通过物联网改进业务流程方面名列前茅的企业,拥有物联网架构的可能性比不太成功的企业高出34%。

       但这不仅仅是物联网架构,这让人们想到了它很重要的第二个原因。成功的企业更有可能坚持包含通用的物联网框架和特定物联网项目的定制版本的架构,无论该项目是智慧城市、工业物联网还是物联网设施。

什么是物联网架构?

       最好从定义架构开始。从根本上说,架构是一个由两部分组成的图型或模型:构成架构的关键技术组件和这些组件之间的关系。

       换句话说,架构不仅仅是一个技术组件的列表,但确实需要从这些列表开始。它继续定义这些组件如何相互作用或相互接触。

       了解一些定义是有意义的。所谓技术组件,指的是提供特定技术能力的系统、设备或软件。云计算并不是一个技术组件,尽管它可能是一个技术组件所在的位置——例如云中的防火墙。组件可以是硬件、软件或两者的混合;它们可以在高级别(防火墙)或非常精细的级别(链路层数据包过滤)上定义。在正确的级别定义组件是构建架构的挑战的一部分。例如,在物联网架构中,这些组件可能包括连接设备、智能设备、传感器和执行器。

物联网架构组件

       在较高的层次上,物联网架构中涉及的组件包括四个关键组件。

       ●应用程序和分析组件。这是处理和显示通过物联网收集的信息的部分。它包括分析工具、人工智能和机器学习以及可视化功能。该组件的技术范围从传统的分析和可视化包(如R、IBMSPSS和SAS)到来自云计算提供商(如亚马逊、谷歌、微软、甲骨文和IBM)以及应用程序套件供应商的专业物联网工具和仪表板,包括SAP和Salesforce。

       ●集成组件。这是确保应用程序、工具、安全性和基础设施与现有的公司ERP和其他管理系统有效集成的组件。提供商包括上述软件和云计算服务,以及一系列开源和中间件提供商,例如Oracle Fusion Middleware、LinkSmart、Apache Kafka和DynThings开源物联网平台。

       ●安全和管理组件。物联网安全包括通过固件和嵌入式安全提供商(例如Azure Sphere、LynxOS、Mocana和Spartan)保护系统的物理组件。Forescout、赛门铁克和趋势科技等传统安全供应商也提供专门针对物联网安全的软件包。

       ●基础设施组件。这包括物理设备——捕捉信息的物联网传感器和控制环境的执行器。它还包括传感器或执行器所在的网络。通常情况下是无线网络,例如Wi-Fi、4G或5G。

       组件之间的关系是架构的第二部分。组件之间的关系是指组件如何相互通信,以及交换什么样的信息。这可以包括数据流、元数据流、控制信息或根本没有信息。软件组件通常通过API进行通信,网络层组件通常通过网络协议进行通信。

       架构师往往从组件层来考虑,比如网络层、感知层、处理层、物理层、网关层、平台层、设备层、业务层、安全层、传感器层等等。

       层的概念是它包含一组相互通信的功能,但出于目的,其他组件可以被视为单个实体,具有单个透明实体。

       在物联网架构中,应用层不需要知道承载数据的物理网络类型。所有网络设备都包含根据应用程序的需要传输流量的网络层。

物联网架构的六层是什么?

       为此定义物联网架构的六层,如下所述。需要注意的是,在某些情况下,层由子层组成。这是复杂架构(例如物联网)中的一个共同特征。

       (1)物理/设备层。这包括传感器、执行器和其他智能设备以及构成物理层和设备层的连接设备。这些智能设备或者捕获数据(传感器),或者采取行动(执行器),有时两者兼而有之。

       (2)网络层。这包括网络设备和通信类型和协议(5G、Wi-Fi、蓝牙等)。尽管许多物联网架构依赖于通用网络层,但越来越多的趋势是转向专用的物联网特定网络。

       (3)数据/数据库层。这也包括数据库平台层。有一系列用于物联网架构的数据库,许多企业花费大量时间来选择和构建正确的物联网数据库。

       物理层/设备层、网络层和数据/数据库层一起构成了上面讨论的基础设施组件。

       (4)分析/可视化层。该层包括分析层、可视化层和感知层。从本质上来说,这一层的重点是分析物联网提供的数据,并将其提供给用户和应用程序以使其有意义。

       (5)应用/集成层。这是集成在一起的应用程序和平台层,以将功能从物联网基础设施交付到业务。换句话说,应用层、平台层和集成层是物联网基础设施提供商业价值的地方。处理层和业务层都是更大的应用程序/集成层的一部分。

       (6)安全和管理层。顾名思义,该层包括安全层和管理层。严格来说,这不是一个层,因为它与所有其他层连接以提供安全和管理。但它是每个层都值得考虑的重要组件。

       这些层以类似于开放系统互连模型的方式从下到上,这是分层概念的原始来源。

结论和建议

       企业IT、OT和物联网技术专业人员应该基于一致的架构开发物联网项目和计划。这并不意味着对每个项目使用完全相同的工具和技术,而是确保针对特定项目正确实例化每个组件,并且技术专业人员已经考虑了所有层,其中包括网络层、感知层、处理层、物理层、网关层、平台层、设备层、业务层、安全层和传感器层。
 
责任编辑:程玥
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