在本文中，我將提供有關(guān)如何為您選擇正確的IoT平臺(tái)的更一般的概述。我將重點(diǎn)介紹在定制或開源物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)中要考慮和評(píng)估的主要標(biāo)準(zhǔn)。最后，我將提供一些數(shù)學(xué)和成本分析，將開源與無(wú)服務(wù)器的IoT平臺(tái)進(jìn)行比較，以幫助決定選擇哪種方法。

包括AWS，Azure，IBM和Google在內(nèi)的云巨頭都對(duì)其云服務(wù)進(jìn)行了大量投資，這使其具有成本效益，便捷，可擴(kuò)展和容錯(cuò)性。選擇的定制IoT平臺(tái)應(yīng)該沒(méi)有什么不同。

作為運(yùn)行DeviceHive的 DataArt IoT負(fù)責(zé)人，我不得不應(yīng)對(duì)所有IoT平臺(tái)面臨的許多挑戰(zhàn)。它幫助我提出了評(píng)估生產(chǎn)級(jí)物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)的標(biāo)準(zhǔn)清單：

可擴(kuò)展性

可靠性

客制化

運(yùn)作方式

通訊協(xié)定

硬件不可知

云不可知

支持

建筑與技術(shù)棧

安全

成本

如果您熟悉這些條件，則可以跳過(guò)接下來(lái)的部分，其中詳細(xì)介紹了這些條件，并直接轉(zhuǎn)到Analysis / Calculations。

可擴(kuò)展性

考慮使用無(wú)服務(wù)器的IoT平臺(tái)時(shí)，請(qǐng)記住，它會(huì)自動(dòng)擴(kuò)展以服務(wù)不斷增長(zhǎng)的負(fù)載，而無(wú)需提示采取任何措施。它支持業(yè)務(wù)增長(zhǎng)，防止由于云背后缺乏資源而造成的停電。

盡管無(wú)服務(wù)器方法將其隱藏在幕后，但自定義的IoT解決方案必須提供選項(xiàng)以通過(guò)可預(yù)測(cè)的性能，內(nèi)存和吞吐量指標(biāo)進(jìn)行自我擴(kuò)展。一些物聯(lián)網(wǎng)框架提供了更高級(jí)和細(xì)粒度的擴(kuò)展選項(xiàng)，這些選項(xiàng)更有效，但可能需要熟練的團(tuán)隊(duì)或高級(jí)操作。

可靠性

實(shí)時(shí)擴(kuò)展以利用更多的計(jì)算資源來(lái)滿足不斷變化的負(fù)載需求是不夠的。在生產(chǎn)中，您將無(wú)法確定消息從設(shè)備消失或整個(gè)平臺(tái)沒(méi)有響應(yīng)的原因。

該系統(tǒng)應(yīng)支持故障轉(zhuǎn)移，并具有災(zāi)難恢復(fù)功能以支持生產(chǎn)級(jí)別的可靠性。在大多數(shù)情況下，它應(yīng)該執(zhí)行健康檢查，監(jiān)視其組件并提供自我修復(fù)。選擇平臺(tái)時(shí)，請(qǐng)注意如何實(shí)現(xiàn)其可靠性。它通常是體系結(jié)構(gòu)和特定于操作的因素集的組合。

客制化

無(wú)服務(wù)器物聯(lián)網(wǎng)方法通過(guò)提供與提供商的其余云服務(wù)的集成選項(xiàng)來(lái)提供靈活性。但是，在大多數(shù)情況下，我們無(wú)法修改IoT服務(wù)本身的核心。定制的IoT解決方案應(yīng)提供出色的內(nèi)置功能，廣泛的庫(kù)，API和與其他平臺(tái)或服務(wù)的集成選項(xiàng)，并具有通過(guò)使用定制插件或集成定制代碼擴(kuò)展系統(tǒng)核心的能力。

使用開源解決方案，我們可以超越此范圍。可以自由定制和調(diào)整產(chǎn)品以滿足特定需求。開源還為您提供了所有內(nèi)容的全貌。

運(yùn)作方式

運(yùn)營(yíng)是一個(gè)重要的因素，而且經(jīng)常被低估。與無(wú)服務(wù)器的IoT平臺(tái)不同，后者的所有操作大部分都隱藏在后臺(tái)，與您的團(tuán)隊(duì)相比，操作自定義IoT平臺(tái)可能需要付出巨大的努力。您應(yīng)該始終考慮平臺(tái)編排功能，尤其是在使用微服務(wù)架構(gòu)構(gòu)建平臺(tái)時(shí)。

同樣，一個(gè)重要的好處是儀表板可以顯示總體系統(tǒng)統(tǒng)計(jì)信息和運(yùn)行狀況信息，每個(gè)特定模塊或服務(wù)的狀態(tài)，并具有在發(fā)生緊急情況時(shí)進(jìn)行通知的選項(xiàng)。

通訊協(xié)定

值得提前考慮定制物聯(lián)網(wǎng)解決方案支持哪些協(xié)議。如果不確定將來(lái)是否會(huì)使用特定的物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)，我建議檢查它是否支持MQTT，MQTT是近20年前發(fā)明的最廣泛使用的協(xié)議，也是物聯(lián)網(wǎng)的實(shí)際標(biāo)準(zhǔn)。

通過(guò)用支持MQTT的另一個(gè)IoT平臺(tái)替換其主干網(wǎng)MQTT代理，它提供了幾乎無(wú)縫遷移到另一個(gè)IoT平臺(tái)的機(jī)會(huì)。此外，該協(xié)議已被包括AWS，Azure和IBM Watson在內(nèi)的大多數(shù)云物聯(lián)網(wǎng)提供商廣泛采用。

如果物聯(lián)網(wǎng)解決方案支持基于WebSockets，REST和CoAP的API，則將獲得更大的靈活性。

硬件不可知

硬件制造行業(yè)發(fā)展非常迅速，我們可以觀察到邊緣設(shè)備的體積和功能如何。如今，大多數(shù)設(shè)備都可以運(yùn)行操作系統(tǒng)，這使其具有極大的靈活性，并能夠運(yùn)行以任何語(yǔ)言編寫的程序。

但是，對(duì)于低端設(shè)備，它們受其內(nèi)存和計(jì)算能力的限制，并且應(yīng)用程序必須在資源消耗方面非常高效。在選擇IoT平臺(tái)之前，值得檢查一下它支持哪些設(shè)備，是否具有針對(duì)低端設(shè)備的本機(jī)實(shí)現(xiàn)，或者是否支持可以在低端設(shè)備上運(yùn)行的輕量級(jí)通信協(xié)議（MQTT或CoAP）。

云不可知

在大多數(shù)情況下，考慮使用定制或開源物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)時(shí)，請(qǐng)務(wù)必記住，其部署，運(yùn)營(yíng)和維護(hù)也是其中的一部分。

為確保平臺(tái)的靈活性不受限制，它應(yīng)可部署用于任何基礎(chǔ)架構(gòu)中的操作，無(wú)論是云，內(nèi)部還是混合。如果平臺(tái)嚴(yán)重依賴于特定的云服務(wù)，則可能僅適用于該特定的云。盡管使用云鎖定選項(xiàng)可能是一個(gè)不錯(cuò)的立即決定，但是如果考慮到云的發(fā)展速度和競(jìng)爭(zhēng)程度，您決定遷移到另一云怎么辦？您最終將需要更改整個(gè)平臺(tái)，這是很大的工作量浪費(fèi)。

支持

支持是開發(fā)物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)的公司提供的額外服務(wù)之一，以確保及時(shí)發(fā)布最新的更新，安全問(wèn)題和錯(cuò)誤修正。通過(guò)支持，可以開發(fā)自定義功能并以自己的名義操作平臺(tái)。

組織平臺(tái)支持有幾種選擇：雇用或教育專門的團(tuán)隊(duì)，使用與平臺(tái)背后公司的支持協(xié)議，或者在開源平臺(tái)的情況下依靠社區(qū)支持。

混合使用上述方法可能是最有效的方法，但這取決于特定情況。即使很快不需要支持，也應(yīng)預(yù)先研究此選項(xiàng)，以避免處理無(wú)法正常工作或不受支持的產(chǎn)品。探索新版本的發(fā)布頻率，產(chǎn)品功能路線圖，支持和開發(fā)所涉及的員工數(shù)量以及是否有實(shí)際的人要交談，這也是有意義的。

建筑與技術(shù)棧

該平臺(tái)中使用的體系結(jié)構(gòu)和技術(shù)的重要性至關(guān)重要，因?yàn)槠湮磥?lái)的可維護(hù)性取決于其原始設(shè)計(jì)。

該平臺(tái)應(yīng)采用生產(chǎn)級(jí)的，得到良好支持的框架，工具和語(yǔ)言，同時(shí)限制其種類，以減少對(duì)具有相應(yīng)技能的開發(fā)人員的需求。

除其他外，應(yīng)考慮微服務(wù)架構(gòu)。盡管可能很難操作，但它提供了最大的靈活性，可以用自定義實(shí)現(xiàn)來(lái)替代任何服務(wù)，同時(shí)保持系統(tǒng)的其余部分不變。

使用開源產(chǎn)品，您可以進(jìn)行個(gè)人盡職調(diào)查，以探索體系結(jié)構(gòu)并深入技術(shù)棧。

安全

物聯(lián)網(wǎng)中的安全性是最熱門的主題之一。核心問(wèn)題是缺乏行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。安全涉及物聯(lián)網(wǎng)生態(tài)系統(tǒng)的每個(gè)組成部分-設(shè)備，平臺(tái)和應(yīng)用程序-本文將重點(diǎn)放在平臺(tái)安全性上。

選擇物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)時(shí)，安全性必須是從項(xiàng)目一開始就內(nèi)置的首要任務(wù)之一。必須檢查現(xiàn)有物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)的安全功能。至少，它應(yīng)提供傳輸級(jí)安全性（TLS）以與設(shè)備和應(yīng)用程序通信以及對(duì)設(shè)備和用戶進(jìn)行身份驗(yàn)證。

還值得研究該平臺(tái)是否具有授權(quán)功能，使用哪種數(shù)據(jù)生命周期管理，是否提供存儲(chǔ)加密數(shù)據(jù)的選項(xiàng)以及最后（但并非最不重要）（如果有可用的安全審核文檔）。

沒(méi)有人希望他們的企業(yè)成為受到DDoS攻擊或掃描網(wǎng)站漏洞的受感染設(shè)備的僵尸網(wǎng)絡(luò)?；謴?fù)這種“受感染的”設(shè)備-云應(yīng)用生態(tài)系統(tǒng)并解決安全問(wèn)題將花費(fèi)很多，并且需要付出巨大的努力。請(qǐng)不要讓安全性標(biāo)準(zhǔn)從您的清單中漏掉。

成本

不同的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)開發(fā)商提供不同的定價(jià)模型。在大多數(shù)情況下，可以免費(fèi)使用開源平臺(tái)。以下是物聯(lián)網(wǎng)最常見的定價(jià)模型：

按節(jié)點(diǎn)/年付費(fèi)

按活動(dòng)設(shè)備付費(fèi)

按消息付費(fèi)

付費(fèi)使用高級(jí)功能（可選）

支付支持（可選）

價(jià)格通常不包括用于托管IoT解決方案的基礎(chǔ)架構(gòu)的成本，并且通常是賬單中最大的部分。我將在下一部分中對(duì)其進(jìn)行細(xì)分。

分析/計(jì)算

我們將在云中比較無(wú)服務(wù)器物聯(lián)網(wǎng)和開源物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)使用的成本。為了簡(jiǎn)單起見，我們假定開源物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)具有以下屬性：

它線性且可預(yù)測(cè)地?cái)U(kuò)展-每個(gè)其他節(jié)點(diǎn)每秒可以處理恒定數(shù)量的消息。

請(qǐng)求隨時(shí)間平均分配，沒(méi)有峰值。

該平臺(tái)以保證的消息傳遞模式運(yùn)行。

郵件大小為1Kb。

一個(gè)節(jié)點(diǎn)實(shí)例可以以小于或等于200 ms的合理延遲處理5，000 msgs / sec。

首先，讓我們比較一下基礎(chǔ)架構(gòu)的原始成本。為了確保我們將蘋果與蘋果進(jìn)行比較，我們將分析無(wú)服務(wù)器的AWS IoT和AWS基礎(chǔ)設(shè)施上托管的開源IoT解決方案。

我們的開源物聯(lián)網(wǎng)解決方案參考實(shí)例將是c4.xlarge，每個(gè)節(jié)點(diǎn)具有500GB通用SSD和500 GB / mo的備份空間。此外，我們將根據(jù)一個(gè)消息的1 Kb計(jì)算一個(gè)彈性IP地址，一個(gè)用于群集目的的負(fù)載平衡器以及出站流量的成本。對(duì)于無(wú)服務(wù)器的物聯(lián)網(wǎng)，我們將考慮我上一篇文章中的設(shè)置，僅考慮AWS IoT本身和DynamoDB服務(wù)。

AWS IoT定價(jià)模型基于已接收和已發(fā)送的消息。它還計(jì)算一些服務(wù)消息，例如確認(rèn)，ping和其他一些消息，但為簡(jiǎn)單起見，我們將其跳過(guò)。

假設(shè)有一個(gè)設(shè)備每秒向云發(fā)送一條消息。它每月將產(chǎn)生262.8萬(wàn)條消息，每月平均超過(guò)730小時(shí)。

AWS IoT每100萬(wàn)個(gè)請(qǐng)求的成本為5美元，而DynamoDB每秒每十個(gè)請(qǐng)求的成本為0.0065美元，而每秒每50個(gè)get請(qǐng)求的成本相同。

我們看到非常實(shí)惠的每月賬單約為22美元。

借助在AWS基礎(chǔ)設(shè)施上托管的開源物聯(lián)網(wǎng)解決方案，我們將獲得接近225美元的賬單。

但是，如果我們有十個(gè)設(shè)備每月發(fā)送2620萬(wàn)條消息，則將為AWS IoT收取140美元，為開源平臺(tái)收取225美元。

讓我們看一下下面的圖表，以查看每月成本和每條消息的成本與每秒發(fā)送的消息數(shù)的相關(guān)性。

一旦基于AWS IoT的系統(tǒng)每秒處理的消息量超過(guò)17-18條消息，就該開始考慮遷移到另一個(gè)IoT平臺(tái)以降低運(yùn)營(yíng)成本的時(shí)候了。此外，對(duì)于開源物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)而言，每條消息的成本在每秒20條消息之后急劇下降，并且隨著消息速率的提高而持續(xù)下降，而對(duì)于無(wú)服務(wù)器IoT則保持不變。

讓我們看看更大的數(shù)字。如果我們有10，000臺(tái)設(shè)備會(huì)怎樣？每月AWS IoT可獲得136，000美元，而開源則為3，300美元！這確實(shí)令人印象深刻，并且如果切換到另一個(gè)平臺(tái)之前看起來(lái)并不那么吸引人，那么現(xiàn)在看起來(lái)就必須這樣做。您擁有的消息越多，無(wú)服務(wù)器IoT的成本效益就越低，而使用其他平臺(tái)可以節(jié)省的成本就越高。

兩者之間的差額（每年將近160萬(wàn)美元）應(yīng)足以聘請(qǐng)工程團(tuán)隊(duì)來(lái)操作產(chǎn)品或構(gòu)建自定義功能，增加一些額外的實(shí)例進(jìn)行自動(dòng)編排，并與開發(fā)該產(chǎn)品的公司簽訂支持合同。平臺(tái)。

最后，這是高負(fù)載物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的每月成本圖表。您可以得出自己的結(jié)論。

AWS的案例生動(dòng)地顯示了這兩種方法之間的巨大成本差異。在使用其他物聯(lián)網(wǎng)云平臺(tái)的小消息量上，這可能并不明顯，但這只是在無(wú)服務(wù)器方法變得成本效益低時(shí)找到要點(diǎn)的問(wèn)題。

結(jié)論

盡管基于云的無(wú)服務(wù)器IoT解決方案提供了開箱即用的廣泛集成選項(xiàng)和即時(shí)上市時(shí)間，但這些數(shù)字不言而喻-為巨額賬單做好了準(zhǔn)備。

如果不能期望業(yè)務(wù)快速增長(zhǎng)或進(jìn)行業(yè)務(wù)概念驗(yàn)證，那么基于云的解決方案是最佳選擇。否則，如果IoT平臺(tái)符合上述大多數(shù)標(biāo)準(zhǔn)，那么我的建議是：采用開源解決方案。