?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。由于這項技術(shù)的自動化、數(shù)據(jù)收集和處理的潛力，物聯(lián)網(wǎng)項目正在各行各業(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)項目并利用其所有優(yōu)勢的關(guān)鍵呢？因為它可以讓你清楚地了解一切是如何工作的以及不同的組件是如何交互的。從本質(zhì)上講，物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)可確保數(shù)據(jù)到達需要的地方并得到正確處理。如果沒有適當?shù)奈锫?lián)網(wǎng)架構(gòu)，網(wǎng)絡將變得不可靠，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到特定目標。換句話說，它是實現(xiàn)計算機系統(tǒng)及其功能的藍圖。
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。
雖然目前對于物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)的確切定義還沒達成共識，因為項目的范圍和用例差異很大。但所有物聯(lián)網(wǎng)項目都應該具備一些關(guān)鍵方面，而這些正是我們將要研究的方面。
簡而言之，物聯(lián)網(wǎng)中的架構(gòu)是一個框架，它定義了：
- 物理組件的行為方式（IoT設(shè)備）
- 網(wǎng)絡配置
- 如何處理數(shù)據(jù)（如何存儲和收集數(shù)據(jù)）
- 為操作執(zhí)行哪些過程
- 系統(tǒng)如何運作
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)解決方案時做出正確的決定對于項目的成功和發(fā)揮優(yōu)勢至關(guān)重要。
因此，在開發(fā) IoT 項目時，仔細考慮四個組成部分至關(guān)重要：
- 功能：系統(tǒng)如何運作。設(shè)備的行為方式，它們?nèi)绾蜗嗷ネㄐ牛鼈兪占男?shù)據(jù)，它們?nèi)绾我约昂螘r收集數(shù)據(jù)，系統(tǒng)應該如何自主工作等。
- 可擴展性：系統(tǒng)自適應擴展能力。隨著時間的推移，在開發(fā)階段設(shè)計的結(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)保持活動狀態(tài)的頻率和可靠性。可用性是指系統(tǒng)的穩(wěn)定性及其數(shù)據(jù)的完整性。
- 可維護性：構(gòu)建系統(tǒng)以考慮如何維護。這包括定期維護、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)并對其進行分類。由于對于物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)的確切定義還未形成共識，因此開發(fā)人員和制造商對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、中間件物聯(lián)網(wǎng)平臺以及用戶可用于與物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)交互的應用程序組成。
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)并針對數(shù)據(jù)采取相應動作的所有設(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)控攝像頭，壓力傳感器或恒溫器。對數(shù)據(jù)有行為動作的設(shè)備都是執(zhí)行器。例如，根據(jù)從生物識別掃描儀收集的數(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、網(wǎng)關(guān)和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)是為模擬信號數(shù)據(jù)（由物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備捕獲）轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號數(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)絡上的設(shè)備在內(nèi)部處理大部分的數(shù)據(jù)，然后通過點對點 (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，因為不需要第三方服務器或數(shù)據(jù)庫來處理數(shù)據(jù)。
應用程序/用戶接口層
為維護、更改和與IoT系統(tǒng)交互而開發(fā)的軟件組成了應用層。應用程序級軟件可以是移動應用程序、桌面程序或互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)頁的形式。
業(yè)務層
最后，業(yè)務層是指使用物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的公司或個人做出的業(yè)務級決策。如果一個物聯(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，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。對于企業(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，將它們進行分組來測量某些數(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)的組織會比沒有物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)的組織具備更大優(yōu)勢。那些在通過物聯(lián)網(wǎng)節(jié)省資金、增加新收入或改進業(yè)務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，對物聯(lián)網(wǎng)的洞察力可能會長期成就或破壞公司業(yè)務。
譯者介紹
范曉波，51CTO社區(qū)編輯，資深網(wǎng)絡安全工程師。精通SDN、SD-WAN、VPN、NFV等網(wǎng)絡相關(guān)技術(shù)。精通二三層網(wǎng)絡轉(zhuǎn)發(fā)。熟悉DPDK、VPP、OVS高性能網(wǎng)絡開源框架。
原文標題：??A Complete Guide to IoT Architecture???，作者：Carsten Rhod regersen?
