Explicatio technologiarum in campo programmatis et ferramentis, cessum novarum communicationis protocolla perduxit ad expansionem rerum interreti (IOT). Numerus machinarum in dies crescit et ingens moles data generant. Ideo opus est architecturae opportunae rationi aptae ad expediendas, conponendas et tradendas datas.
Officia autem nubis ad hos usus adhibentur. Nihilominus, in dies nebula popularis paradigma computans (Fog) solutiones nubes complere potest scalis et optimizing IoT infrastructuris.
Nubes maxime Iot petitionibus tegendis capacia sunt. Exempli gratia, vigilantia muneris providere, processus festinanter quantumlibet notitiarum machinarum generatae, ac eorum visualizationis. Nebula computatio efficacior est cum problemata reali temporis solvenda. Responsionem praebent celeriter petitionibus et minimam latentiam in MGE. Id est, Nebula "nubes" complet et facultates suas amplificat.
Praecipua tamen quaestio alia est: quomodo haec omnia in contextu IOT inter se occurrunt? Quae communicatio protocolla efficacissima erit cum operando in systemate IoT-Fog-Cloud coniuncto?
Quamvis apparentia dominatio HTTP, permultae aliae solutiones in IOT, Nebula et Cloud systemata adhibitae sunt. Causa est, quia IoT miscere debet functionem variae sensoriis artificii cum securitate, compatibilitate et aliis usorum exigentiis.
Sed nulla est unica idea de referente ad vexillum architecturae et communicationis. Ideo novum protocollum vel modificans exsistentem creare pro functionibus IOT specificis unum est ex maximis muneribus ad IT communitatem spectantibus.
Quae protocolla nunc sunt in usu et quid offerre possunt? Sit instar est. Sed primum de principiis ecosystematis, in quibus nubes, nebulae et interrete inter se occurrunt, discutiamus.
IoT Fog-ut-Cloud (F2C) Architecture
Animadvertisti probabiliter quantum conatus sit in explorandis commodis et beneficiis coniungendis cum callidi et coordinata administratione IoT, nubis et nebulae. Sin minus, hic tria incepta normae sunt; , и .
Si ante tantum 2 gradus considerantur, nubes et finis machinis, tunc architectura proposita novum campum - nebula computandum introducit. In hoc casu, caliga nebulae dividi potest in plures subaequationes, secundum specialia facultatum vel certarum rerum quae in his subaequalibus diversis machinis usum determinant.
Quaenam ista abstractio simile? Hic est ecosystem typicum IoT-Fog-Cloud. IoT machinis datas mittunt ad ministratores citius et machinis computandis ad solvendas quaestiones quae latentiam requirunt. In eadem systemate, nubes problemata solvenda responsabilia sunt quae magnam vim computandi facultates vel notitias spatium repositionis desiderant.
Suspendisse potenti, vigiliis captiosis et aliis gadgetibus etiam pars IOT esse possunt. Tales autem cogitationes, ut regula, protocolla proprietatis communicationis utuntur magnis tincidunt. Generatum IoT data transfertur ad stratum nebulae per CAETERUM HTTP protocollum, quod mollitiem et interoperabilitatem praebet cum officia quieta creando. Hoc magni momenti est in lumine necessitatis ut retrorsum compatibilitas provideatur cum computatione infrastructurae currentium in computatoribus localibus, servientibus vel botri servo. Facultates locales, "nodis nebulae" appellatae, datas receptas spargunt et localiter processus vel eam in nubem mitte ad ulteriores calculos.
Nubes protocolla communicationis diversa sustinent, communissima esse AMQP et REQUIES HTTP. Cum HTTP notum sit et pro Interreti formandis, quaestio oriri potest: "Nonne utamur ea cum IOT et nebula?" Sed hoc protocollum habet quaestiones perficiendas. Plura de hoc postea.
In genere, sunt 2 exemplaria protocolla communicationis apta ad systema quod opus est. Hae sunt preces-responsionis et ede-subscribe. Primum exemplar latius notum est, praesertim in architectura clientis. Cliens informationes petit a servo, et servo petitionem accipit, illud discurrit et nuntium remittit. CETERA HTTP et CoAP protocolla in hoc exemplari agunt.
Secundum exemplar orta est necessitas asynchronae, distributae, solutae copulationis inter fontes generantium notitias et recipientes huius notitiae.
Exemplar tres participes sumit: editor (fonte data), sector (dispatcher) et subscribens (receptor). Hic, clientis ut subscribens agat, informationes a servo petendi non habet. Loco petitiones mittens, certos eventus in systemate per sectorem subscribit, qui omnes nuntios ineuntes eliquare debet et eas inter editores subscribentes excitare. Et editor, cum res in quodam argumento occurrit, ad sectorem evulgat, qui in rogato argumento subscribens notitias mittit.
Essentialiter haec architectura est eventus fundatum. Exemplar autem commercium hoc interest applicationes in IoT, nube, nebula propter facultatem praebendi scalability et simpliciorem inter se connexionem inter varias machinas, dynamicam multorum communicationem et asynchronam communicationem sustinentes. Quaedam notae normae notatae sunt protocolla nuntiandi, quae exemplar evulgandi scribentis utuntur includunt MQTT, AMQP, DDS.
Patet, libellos-subscribere exemplar multum commoda habet;
- Editores et subscriptores non opus est scire de existentia alterius;
- Unus subscribens informationes recipere potest ex multis variis publicationibus, et unus editor notitias ad multos signatores (multa-ad-multa principia) mittere potest;
- Editor et subscribens activae simul communicandi non habent, quia sector (pro queuing ratio laborans) nuntium clientibus reponere poterit, qui retiaculis non sunt connexis.
Sed exemplar responsionis petitionem etiam suas vires habet. In casibus in quibus ministrantis facultatem clientem multarum postulationum tractandi latus non est exitus, sensum facit uti probatis, certis solutionibus.
Sunt etiam protocolla quae utraque exempla confirmant. Exempli gratia, XMPP et HTTP 2.0, quae optionem "servi dis" sustinent. IETF etiam CoAP dimisit. In conatu solvendi quaestionem nuntiandi, multae aliae solutiones creatae sunt, ut protocollum interretialium vel usus HTTP protocolli super QUIC (Quick UDP Interreti Connexiones).
Cum interretiales interretiales agitur, quamvis notitia reali temporis a servo ad clientem telae transferre soleat et coniunctiones assiduas cum communicatione bidirectionali simultaneo praebet, ad machinas computandas facultates limitatas non destinatur. QUIC etiam attentionem meretur, quia novae tabulae onerariae multum novas opportunitates praebet. Sed quia QUIC nondum normatum est, praematura est praedicere eius applicationem possibilem et solutiones incidat in IoT. WebSockets ergo et QUIC mente tenemus oculo futuro, sed accuratius nunc illud non studemus.
Quis est in mundo cutest: comparet protocolla
Nunc de vigoribus et infirmitatibus protocollarum dicamus. Prospiciens, statim faciamus reservationem neminem esse ducem clarum. Quisque protocollum habet aliqua commoda/incommoda.
responsio tempus
Una ex maximis notis protocolla communicationis, praesertim in relatione ad Interreti Rerum, tempus responsum est. Sed inter protocolla exsistentes nullus est clarus victor qui minimum gradum latentium demonstrat cum diversis condicionibus laborat. Sed totus est fasciculus investigationum et comparationum protocolli facultatum.
Eg comparationes efficaciae HTTP et MQTT cum operando cum IOT demonstraverunt responsionem tempus postulationum pro MQTT minorem esse quam pro HTTP. Et cum Tempus itineris rotundum (RTT) MQTT et CoAP revelatum est mediocris RTT CoAP esse 20% minus quam MQTT.
alium cum RTT pro MQTT et CoAP protocolla in duobus missionibus elaborata est: retiacula localis et retis IoT. Evenit ut mediocris RTT 2-3 temporibus altior est in retiacula IoT. MQTT cum QoS0 inferiorem effectum cum CoAP comparatum ostendit, et MQTT cum QoS1 altiorem RTT propter ACKs in applicatione et stratis onerariis ostendit. Pro gradibus QoS diversis, latency sine obstructione retis, milliseconds pro MQTT, et centenis microseconds pro CoAP. Sed memoria dignum est quod, cum in retia minus certa laborant, MQTT super TCP currentem prorsus alium exitum ostendet.
tempus responsum pro AMQP et MQTT protocolla protocolla solvendi augendo monstravit cum levi onere gradu latency idem fere est. Sed cum magnas rerum notitias transferendo, MQTT tempora responsionis breviora demonstrat. in uno plus CoAP comparata est HTTP in missionis instrumenti communicationis machinatione cum machinis quae super vehicula instructa sensoriis gasi, sensoriis tempestatis, sensoriis (GPS) et instrumenti retis mobilis (GPRS). Tempus requirebatur ut nuntium CoAP transmitteret in retiacula mobili, paene ter brevior quam tempus ut HTTP nuntiis postulabat.
Studia facta sunt, quae non duo, sed tria protocolla compararunt. Exempli gratia exsecutio IoT protocolla MQTT, DDS et CoAP in applicatione medicinae missionis utens retis aemulator. DDS outperformed MQTT in terminis telemetriae probatae latency sub variis condicionibus retis pauperum. UDP-substructio CoAP bene laboravit ad applicationes quae temporibus celeritatis responsionis requirebant, tamen, ob UDP fundatum, significans inaestimabile fuit damnum fasciculus.
throughput
MQTT et CoAP secundum band longitudinis efficientiam facta est ut ratio totalis quantitatis notitiae per nuntium transmissae. CoAP inferiore throughput quam MQTT cum nuntiis parvis transmittendis ostendit. Cum autem efficientiam protocolla comparans secundum rationem numeri utilitatum informationis bytes ad numerum bytes translatum, magis efficax evasit CoAP.
apud utens MQTT, DDS (cum TCP ut protocollum) et Sed CoAP, repertum est CoAP plerumque ostendisse consumptionem longitudinis inferioris comparative, quae non crescebat cum aucta retis iactura vel aucta latency retis, dissimilis MQTT et DDS, ubi erat. crevit tamen utendo in memoratis missionibus. Alterum missionis magnum numerum machinorum simul notitiarum transmittentium implicavit, quae typica in IOT ambitibus est. Eventus ostendit meliorem usum CoAP ad altiorem usum esse.
Sub onere levi, CoAP minimo band usus est, sequitur MQTT et REQUIES HTTP. Nihilominus, cum magnitudo stipendiorum aucta esset, optimos proventus HTTP habuit.
industria consummatio
Semper magni momenti est consummatio industriae exitus, et praesertim in ratione IoT. Si Dum MQTT et HTTP electricitatem consumunt, HTTP multo magis consumit. Et plus est CoAP comparari MQTT, administratio virtutis permittens. Tamen in missionibus simplicibus, MQTT aptior est ad informationes conferendas in retiacula rerum interretiorum, praesertim si nullae sunt potestatis restrictiones.
Experimentum quod comparavit facultates AMQP et MQTT in mobili vel instabili retis testabilium mobilibus repertum est AMQP plus offerre capacitates securitatis dum MQTT plus energiae efficiens.
salutem
Securitas alia quaestio critica suscitatur cum thema Interreti Rerum et nebula/nubila computans studet. Mechanismus securitatis typice innititur in TLS in HTTP, MQTT, AMQP et XMPP, seu DTLS in CoAP, et utrumque DDS variantium sustinet.
TLS et DTLS incipiunt cum processu communicandi inter clientem et servitorem constituendi latera permutandi causarum notarum et clavium. Ambae partes tractandi causa disponit ut ulterior communicatio in alveo securo occurrat. Discrimen inter duas iacet in parvis modificationibus quae UDP fundatae DTLS laborant in nexu ambiguitate laborantium.
apud Complures exsecutiones TLS et DTLS diversae invenerunt TLS melius officium fecisse. Impetus in DTLS feliciores fuerunt propter erroris tolerantiam.
Maxima tamen quaestio cum his protocollis est quod non initio ad usum in IOT destinati sunt nec in nebula vel in nube laborare voluerunt. Per maculosus additicium commercium cum unaquaque connexione constituendo addunt, quae computandi facultates haurit. In mediocris, augmentum 6,5% pro TLS et 11% pro DTLS in supra caput communicationibus comparatis sine iacuit securitatis. In ambitu divitum, quae proprie sita sunt planities, hoc problema non erit, sed in connexione inter gradum IoT et nebulae, haec limitatio magni momenti fit.
Quid est eligendum? Patet responsum non est. MQTT et HTTP videntur esse protocolla promississima, utpote solutiones comparativae maturiores et stabiliores IOT aliis protocollis comparatae.
Solutiones in protocollo communicationis unificatae fundatae
Praxis solutionis unius protocolli multa incommoda habet. Exempli gratia, protocollum quod ambitus restrictae competit operari non potest in ditione quae stricte securitatis requisita habet. Hoc sensu relinquimur ut fere omnes solutiones unius protocolli in Fog-ad-Cloud ecosystematis in IOT abiiciamus, praeter MQTT et REST HTTP.
CETERA HTTP ut una-protocol solution
Bonum exemplum est quomodo QUIES HTTP petitiones et responsiones penitus in spatio IoT-ad-Fog; . Animalia sensoriis wearable instructa sunt (IoT client, C) et per nubes moderantur ratio agriculturae computandi (Fog server, S).
Caput methodi POST methodum facultates ad modificationem (/villam/animalium) designat necnon versionis HTTP ac contenti generis, quod in hoc casu est obiectum JSON repraesentans villam animalis quam systema administrare (Dulcineam/bovem) . Responsum e servo indicat postulationem bene mittendis HTTPS status code 201 (resource creato). GET methodum notare solum auxilium petitum in URI (exempli gratia, /arm/animalia/1), quod JSON repraesentationem animalis cum ID illo a servo reddit.
PUT modus adhibetur, cum aliqua recordatio specifica subsidiorum renovanda est. In hoc casu, subsidium URI designat parametrum mutandum et valorem currentem (exempli gratia significans vaccam nunc ambulare, /villam/animalia/1? state=ambulare). Denique methodus deleta aequaliter pro methodo GET adhibetur, sed subsidia simpliciter delet ex operatione.
MQTT ut unum protocollum solutionis
Idem praedium callidum sumamus, sed loco HTTP CAESUM protocollo MQTT utimur. Locus cultor cum bibliotheca Mosquitto constitutus fungitur sectorem. In hoc exemplo, simplex computatorium (relatum ad servitorem praedium) Raspberry Pi clientem MQTT inservit, perductum per institutionem bibliothecae Paho MQTT, quae plene congruit cum Mosquitto sectore.
Hic cliens correspondet strato abstractioni IoT repraesentanti machinam cum facultate sentiendi et computandi. Mediator, ex altera parte, altiori gradui abstractionis respondet, nebulam nodi computandi significatam ampliori processui et capacitati repono.
In fundo missione captioso proposita, Raspberry Pi cum accelerometro, GPS, et sensoriis temperatura connectit et ab his sensoriis ad nodi nebulam datam edit. Ut probabiliter nostis, MQTT thema de hierarchia tractat. Unicus MQTT editor epistulas ad certa argumenta evulgare potest. In nobis tria sunt. Ad sensorem qui in horreo animali temperiem metitur, is thema (animalfarm/fuderunt/temperate) eligit. Pro sensoriis qui GPS situm et motum animal per accelerometrum mensurant, cliens updates to (animalfarm/animal/GPS) et (animalfarm/animal/motus) praedicabit.
Haec informationes ad sectorem mittentur, qui ad tempus illud in datorum locali recondere potest, si alius cuius interest subscribens serius venit.
Praeter locorum cultor, qui sectorem MQTT in nebula agit et cui Raspberry Pis, clientes MQTT agendi, data sensorem mittere, potest esse alius sector MQTT in gradu nubis. In hoc casu notitia ad sectorem localem transmissa potest ad tempus in database locali et/vel in nubem mitti. Nebula MQTT sectorem in hoc situ coniungi solet omnia data cum sectorem nube MQTT. Cum hac architectura, usor mobilis applicatio utrique sectoribus subscribi potest.
Si nexus uni e sectoribus (exempli gratia nubes) deficit, finis usoris indicium ab altero accipiet (nebulam). Hoc proprium est notae nebulae et nubes rationum computandi compositarum. Defalta, app mobile configurari potest ad coniungere MQTT sectorem nebulae primum, et si deficit, coniungere ad nubem MQTT sectorem. Haec solutio una ex multis systematibus IoT-F2C est.
Multi-protocol solutiones
Singulae solutiones protocollo populares sunt propter faciliorem exsecutionem. Patet autem quod in systematis IoT-F2C sensum diversorum protocolla miscere facit. Idea est varia protocolla in diversis gradibus operari posse. Exempli gratia tres abstractiones: stratorum IOT, nebulae et nubis computando. Cogitationes in gradu IoT plerumque limitatae considerantur. Ad hanc sententiam perpendamus, Iot lineas arctissimas, minimum coactas, nebulam computando "alicubi in medio." Evenit ergo ut abstractiones inter IoT et nebulas solutiones protocolli currentes includant MQTT, CoAP et XMPP. Inter nebulam et nubem, AMQP autem inter praecipua protocolla usus est, una cum REQUIES HTTP, quae ob flexibilitatem eius etiam inter strata IOT et nebulam adhibetur.
Praecipua quaestio hic est interoperabilitas protocolla et facilitas nuntiis transferendi ab uno protocollo in aliud. Specimen in posterum architectura interreti Rerum systematis cum nube et nebula facultates independentes erunt a protocollo communicationis adhibito et bonam operam navabit inter protocolla diversa.
Cum hoc in actu non sit, sensum efficit protocolla coniungenda quae differentias significantes non habent. Ad hunc finem, unica solutio potentialis fundatur in compositione duorum protocollarum quae eundem stilum architecturae sequuntur, REST HTTP et CoAP. Alia solutio proposita in compositione duorum protocollarum quae communicationem publici iuris exhibentes praebent, MQTT et AMQP. Similes notiones utentes (sive MQTT et AMQP utuntur sectoribus, CoAP et HTTP usu REQUIEM) has iuncturas faciliores reddit ad efficiendum et minus integrandum conatum requirit.
Figura (a) ostendit duas responsiones petitioni innixas exempla, HTTP et CoAP, earumque in solutione IoT-F2C collocationem fieri posse. Cum HTTP sit una ex notissimis et adoptivis protocollis in retia modernis, verisimile est eam omnino substitui ab aliis protocolla nuntiis. Inter nodi machinas repraesentantes potentes qui inter nubem et nebulam sedent, STATIO HTTP est solutio acri.
Contra, ad machinas cum opibus computandi limitatis quae inter Fogum et IoT stratis communicant, efficacius est uti CoAP. Una magnarum commodorum CoAP actu compatibilitas eius cum HTTP est, cum utraque protocolla in reliquis principiis fundata sint.
Figura (b) ostendit duo exemplaria communicationis publici-subscribere in eadem missione, inter MQTT et AMQP. Licet utraque protocolla hypothetice adhiberi possent ad communicationem inter nodos in unaquaque strato abstractionis, eorum positio secundum effectus determinari debet. MQTT designatum est ut levis ratio pro machinis cum opibus computandis limitibus, ut ad communicationem IoT-Fog adhiberi potest. AMQP aptior est potentioribus machinis, quae inter nebulam et nodos nubes bene collocavit. Loco MQTT, protocollum XMPP in IOT adhiberi potest ut leve pondus habetur. Sed non ita late in his missionibus.
Inventiones
Verisimile est unum e protocollis tractatis sufficere ad omnes communicationes in systemate, a machinis cum subsidiis computandis limitata ad nubes ministrantium. Studium invenit duas optiones florentissimas quae maxime utuntur tincidunt utentes sint MQTT et HTTP. Haec duo protocolla non solum perfectissima et stabilissima sunt, sed etiam multa documenta et bona opera et subsidia online comprehendunt.
Ob eius stabilitatem et simplicem configurationem, MQTT est protocollum suum praestantiorem suam observantiam per tempus probavit quo in gradu IoT limitatis machinis usus est. In partibus systematis ubi communicatio limitata et consumptio altilium exitus non sunt, sicut quaedam ditiones nebulae et nubes computans maxime, HTTP est facilis electio. CoAP quoque ratio habenda est ut etiam celeriter evolvatur sicut vexillum IoT nuntiantis et verisimile est aequalem stabilitatis maturitatisque similem MQTT et HTTP in proximo futuro perventurum esse. Sed vexillum evolvitur nunc, quod cum brevibus-terminus exitibus convenientiae venit.
Quid aliud legere potes in diario?
→
→
→
→
→
Subscribe to our -channel, ut sequenti articulo non deesset! Non plus quam bis in hebdomada scribimus et tantum in negotiis.
Source: www.habr.com