L-iżvilupp ta 'teknoloġiji fil-qasam tas-softwer u l-ħardwer, l-emerġenza ta' protokolli ta 'komunikazzjoni ġodda wasslu għall-espansjoni tal-Internet tal-Oġġetti (IoT). In-numru ta 'apparati qed jikber jum b'jum u qed jiġġeneraw ammont kbir ta' dejta. Għalhekk, hemm bżonn ta 'arkitettura tas-sistema konvenjenti li kapaċi tipproċessa, taħżen u tittrasmetti din id-dejta.
Issa s-servizzi tal-cloud jintużaw għal dawn l-għanijiet. Madankollu, il-paradigma tal-kompjuter taċ-ċpar (Fog) dejjem aktar popolari tista 'tikkumplimenta s-soluzzjonijiet tas-sħab billi żżid u tottimizza l-infrastruttura tal-IoT.
Is-sħab huma kapaċi jkopru l-biċċa l-kbira tat-talbiet tal-IoT. Pereżempju, biex jipprovdi monitoraġġ tas-servizzi, ipproċessar mgħaġġel ta 'kwalunkwe ammont ta' dejta ġġenerata minn apparati, kif ukoll il-viżwalizzazzjoni tagħhom. L-informatika taċ-ċpar hija aktar effettiva meta ssolvi problemi f'ħin reali. Huma jipprovdu rispons rapidu għat-talbiet u latenza minima fl-ipproċessar tad-dejta. Jiġifieri, iċ-Ċpar jikkumplimenta s-"sħab" u jespandi l-kapaċitajiet tiegħu.
Madankollu, il-mistoqsija ewlenija hija differenti: kif għandu dan kollu jinteraġixxi fil-kuntest tal-IoT? Liema protokolli ta' komunikazzjoni se jkunu l-aktar effettivi meta jaħdmu f'sistema kombinata IoT-Fog-Cloud?
Minkejja d-dominanza apparenti ta 'HTTP, hemm numru kbir ta' soluzzjonijiet oħra użati fis-sistemi IoT, Fog u Cloud. Dan għaliex l-IoT għandu jgħaqqad il-funzjonalità ta 'varjetà ta' sensuri tal-apparat mas-sigurtà, il-kompatibilità u rekwiżiti oħra tal-utenti.
Iżda sempliċement m'hemm l-ebda idea waħda dwar l-arkitettura ta 'referenza u l-istandard tal-komunikazzjoni. Għalhekk, il-ħolqien ta 'protokoll ġdid jew il-modifika ta' wieħed eżistenti għal kompiti speċifiċi tal-IoT hija waħda mill-aktar kompiti importanti li tiffaċċja l-komunità tal-IT.
Liema protokolli qed jintużaw bħalissa u x'jistgħu joffru? Ejja insemmu. Imma l-ewwel, ejja niddiskutu l-prinċipji tal-ekosistema li fiha jinteraġixxu s-sħab, iċ-ċpar u l-Internet tal-affarijiet.
Arkitettura IoT Fog-to-Cloud (F2C).
Probabilment innutajt kemm qed isir sforz biex jiġu esplorati l-vantaġġi u l-benefiċċji assoċjati mal-ġestjoni intelliġenti u kkoordinata tal-IoT, is-sħab u ċ-ċpar. Jekk le, allura hawn tliet inizjattivi ta' standardizzazzjoni: , и .
Jekk qabel kienu kkunsidrati 2 livelli biss, sħab u apparat finali, allura l-arkitettura proposta tintroduċi livell ġdid - kompjuters taċ-ċpar. F'dan il-każ, il-livell taċ-ċpar jista 'jinqasam f'diversi sottolivelli, skont l-ispeċifiċitajiet tar-riżorsi jew sett ta' politiki li jiddeterminaw l-użu ta 'apparati differenti f'dawn is-sottolivelli.
Kif tista' tidher din l-astrazzjoni? Hawnhekk hawn ekosistema tipika IoT-Fog-Cloud. L-apparati tal-IoT jibagħtu dejta lil servers u apparati tal-kompjuters aktar veloċi biex isolvu problemi li jeħtieġu latenza baxxa. Fl-istess sistema, is-sħab huma responsabbli biex isolvu problemi li jeħtieġu ammont kbir ta 'riżorsi tal-kompjuter jew spazju għall-ħażna tad-dejta.
Smartphones, smart watches u aġġeġġi oħra jistgħu wkoll ikunu parti mill-IoT. Iżda tali apparati, bħala regola, jużaw protokolli ta 'komunikazzjoni proprjetarji minn żviluppaturi kbar. Id-dejta tal-IoT ġġenerata tiġi trasferita għas-saff taċ-ċpar permezz tal-protokoll HTTP REST, li jipprovdi flessibilità u interoperabbiltà meta jinħolqu servizzi RESTful. Dan huwa importanti fid-dawl tal-ħtieġa li tiġi żgurata kompatibilità b'lura ma' infrastruttura tal-kompjuter eżistenti li taħdem fuq kompjuters lokali, servers jew cluster ta' servers. Riżorsi lokali, imsejħa "nodi taċ-ċpar", jiffiltraw id-dejta riċevuta u jipproċessawha lokalment jew ibgħatha lill-cloud għal aktar kalkoli.
Is-sħab jappoġġjaw protokolli ta 'komunikazzjoni differenti, l-aktar komuni huma AMQP u REST HTTP. Peress li l-HTTP huwa magħruf sew u mfassal għall-Internet, tista 'tqum il-mistoqsija: "M'għandniex nużawh biex naħdmu mal-IoT u ċ-ċpar?" Madankollu, dan il-protokoll għandu kwistjonijiet ta 'prestazzjoni. Aktar dwar dan aktar tard.
B'mod ġenerali, hemm 2 mudelli ta 'protokolli ta' komunikazzjoni adattati għas-sistema li għandna bżonn. Dawn huma talba-tweġiba u publish-subscribe. L-ewwel mudell huwa aktar magħruf, speċjalment fl-arkitettura server-klijent. Il-klijent jitlob informazzjoni mis-server, u s-server jirċievi t-talba, jipproċessaha u jirritorna messaġġ ta 'rispons. Il-protokolli REST HTTP u CoAP joperaw fuq dan il-mudell.
It-tieni mudell ħareġ mill-ħtieġa li jiġi pprovdut igganċjar mhux sinkroniku, imqassam u maħlul bejn is-sorsi li jiġġeneraw id-dejta u r-riċevituri ta’ din id-dejta.
Il-mudell jassumi tliet parteċipanti: pubblikatur (sors tad-dejta), sensar (dispatcher) u abbonat (riċevitur). Hawnhekk, il-klijent li jaġixxi bħala abbonat m'għandux għalfejn jitlob informazzjoni mis-server. Minflok ma tibgħat talbiet, hija tabbona għal ċerti avvenimenti fis-sistema permezz ta 'sensar, li huwa responsabbli biex jiffiltra l-messaġġi kollha deħlin u jqassamhom bejn il-pubblikaturi u l-abbonati. U l-pubblikatur, meta jseħħ avveniment dwar ċertu suġġett, jippubblikah lis-sensar, li jibgħat data dwar is-suġġett mitlub lill-abbonat.
Essenzjalment, din l-arkitettura hija bbażata fuq l-avvenimenti. U dan il-mudell ta 'interazzjoni huwa interessanti għal applikazzjonijiet fl-IoT, sħaba, ċpar minħabba l-kapaċità tiegħu li jipprovdi skalabbiltà u jissimplifika l-interkonnessjoni bejn apparati differenti, jappoġġja komunikazzjoni dinamika ħafna għal ħafna u komunikazzjoni asinkronika. Uħud mill-protokolli ta 'messaġġi standardizzati l-aktar magħrufa li jużaw mudell ta' pubblikazzjoni-abbonament jinkludu MQTT, AMQP, u DDS.
Ovvjament, il-mudell tal-pubblikazzjoni-abbonament għandu ħafna vantaġġi:
- Il-pubblikaturi u l-abbonati m'għandhomx għalfejn ikunu jafu dwar l-eżistenza ta 'xulxin;
- Abbonat wieħed jista' jirċievi informazzjoni minn bosta pubblikazzjonijiet differenti, u pubblikatur wieħed jista' jibgħat data lil ħafna abbonati differenti (prinċipju ħafna għal ħafna);
- Il-pubblikatur u l-abbonat m'għandhomx għalfejn ikunu attivi fl-istess ħin biex jikkomunikaw, minħabba li s-sensar (li jaħdem bħala sistema ta 'kju) se jkun jista' jaħżen il-messaġġ għall-klijenti li bħalissa mhumiex konnessi man-netwerk.
Madankollu, il-mudell talba-rispons għandu wkoll is-saħħiet tiegħu. F'każijiet fejn l-abbiltà tan-naħa tas-server li timmaniġġja talbiet multipli tal-klijenti mhijiex kwistjoni, jagħmel sens li tuża soluzzjonijiet ippruvati u affidabbli.
Hemm ukoll protokolli li jappoġġjaw iż-żewġ mudelli. Per eżempju, XMPP u HTTP 2.0, li jappoġġjaw l-għażla "server push". L-IETF ħareġ ukoll CoAP. F'tentattiv biex tissolva l-problema tal-messaġġi, inħolqu diversi soluzzjonijiet oħra, bħall-protokoll WebSockets jew l-użu tal-protokoll HTTP fuq QUIC (Quick UDP Internet Connections).
Fil-każ tal-WebSockets, għalkemm tintuża biex tittrasferixxi data f'ħin reali minn server għal klijent tal-web u tipprovdi konnessjonijiet persistenti b'komunikazzjoni bidirezzjonali simultanja, mhix maħsuba għal apparati b'riżorsi informatiċi limitati. QUIC jistħoqqlu wkoll attenzjoni, peress li l-protokoll tat-trasport il-ġdid jipprovdi ħafna opportunitajiet ġodda. Iżda peress li l-QUIC għadu mhux standardizzat, huwa prematur li wieħed ibassar l-applikazzjoni u l-impatt possibbli tiegħu fuq is-soluzzjonijiet tal-IoT. Għalhekk inżommu f'moħħna WebSockets u QUIC b'ħarsa lejn il-futur, iżda mhux se nistudjawhom f'aktar dettall għalissa.
Min hu l-aktar ħelu fid-dinja: tqabbel il-protokolli
Issa ejja nitkellmu dwar is-saħħiet u d-dgħufijiet tal-protokolli. Inħarsu 'l quddiem, ejjew immedjatament nagħmlu riżerva li m'hemm l-ebda mexxej ċar wieħed. Kull protokoll għandu xi vantaġġi/iżvantaġġi.
Ħin ta 'rispons
Waħda mill-aktar karatteristiċi importanti tal-protokolli tal-komunikazzjoni, speċjalment fir-rigward tal-Internet tal-Oġġetti, hija l-ħin tar-rispons. Iżda fost il-protokolli eżistenti, m'hemm l-ebda rebbieħ ċar li juri l-livell minimu ta 'latenza meta taħdem taħt kundizzjonijiet differenti. Iżda hemm mazz sħiħ ta 'riċerka u paraguni ta' kapaċitajiet ta 'protokoll.
Per eżempju, paraguni ta 'l-effettività ta' HTTP u MQTT meta taħdem ma 'IoT wera li l-ħin ta' rispons għal talbiet għal MQTT huwa inqas minn għal HTTP. U meta Il-ħin tal-vjaġġ bir-ritorn (RTT) ta 'MQTT u CoAP wera li l-RTT medju ta' CoAP huwa 20% inqas minn dak ta 'MQTT.
Oħrajn b'RTT għall-protokolli MQTT u CoAP twettqet f'żewġ xenarji: netwerk lokali u netwerk IoT. Irriżulta li l-RTT medju huwa 2-3 darbiet ogħla f'netwerk IoT. MQTT b'QoS0 wera riżultat aktar baxx meta mqabbel ma 'CoAP, u MQTT b'QoS1 wera RTT ogħla minħabba ACKs fis-saffi ta' applikazzjoni u trasport. Għal livelli QoS differenti, il-latenza tan-netwerk mingħajr konġestjoni kienet millisekondi għal MQTT, u mijiet ta 'mikrosekondi għal CoAP. Madankollu, ta 'min jiftakar li meta taħdem fuq netwerks inqas affidabbli, MQTT li jaħdem fuq TCP se juri riżultat kompletament differenti.
ħin ta 'rispons għall-protokolli AMQP u MQTT billi żżid it-tagħbija wera li b'tagħbija ħafifa l-livell ta' latenza huwa kważi l-istess. Iżda meta tittrasferixxi ammonti kbar ta 'dejta, MQTT juri ħinijiet ta' rispons iqsar. f'wieħed aktar CoAP tqabbel ma 'HTTP f'xenarju ta' komunikazzjoni minn magna għal magna b'apparati skjerati fuq vetturi mgħammra b'sensuri tal-gass, sensuri tat-temp, sensuri tal-lok (GPS) u interface ta 'netwerk mobbli (GPRS). Il-ħin meħtieġ biex jittrasmetti messaġġ CoAP fuq in-netwerk mobbli kien kważi tliet darbiet iqsar mill-ħin meħtieġ biex jintużaw messaġġi HTTP.
Saru studji li qabblu mhux tnejn, iżda tliet protokolli. Pereżempju, prestazzjoni tal-protokolli IoT MQTT, DDS u CoAP f'xenarju ta 'applikazzjoni medika bl-użu ta' emulatur tan-netwerk. DDS qabeż l-MQTT f'termini ta 'latenza tat-telemetrija ttestjata taħt varjetà ta' kundizzjonijiet ħżiena tan-netwerk. CoAP ibbażat fuq UDP ħadem tajjeb għal applikazzjonijiet li kienu jeħtieġu ħinijiet ta 'rispons veloċi, madankollu, minħabba li kien ibbażat fuq UDP, kien hemm telf sinifikanti ta' pakketti imprevedibbli.
Bandwidth
MQTT u CoAP f'termini ta 'effiċjenza tal-bandwidth twettqu bħala kalkolu tal-ammont totali ta' dejta trażmessa għal kull messaġġ. CoAP wera throughput aktar baxx minn MQTT meta jittrasmetti messaġġi żgħar. Iżda meta tqabbel l-effiċjenza tal-protokolli f'termini tal-proporzjon tan-numru ta 'bytes ta' informazzjoni utli man-numru totali ta 'bytes trasferiti, CoAP irriżulta li kien aktar effettiv.
Fuq bl-użu ta 'MQTT, DDS (b'TCP bħala l-protokoll tat-trasport) u bandwidth CoAP, instab li CoAP ġeneralment wera konsum ta' bandwidth komparattivament aktar baxx, li ma żdiedx b'żieda fit-telf tal-pakkett tan-netwerk jew b'latency akbar tan-netwerk, b'differenza MQTT u DDS, fejn kien hemm żieda fl-użu tal-bandwidth fix-xenarji msemmija. Xenarju ieħor involva numru kbir ta 'apparati li jittrasmettu data simultanjament, li huwa tipiku f'ambjenti IoT. Ir-riżultati wrew li għal utilizzazzjoni ogħla huwa aħjar li tuża CoAP.
Taħt tagħbija ħafifa, CoAP uża l-inqas bandwidth, segwit minn MQTT u REST HTTP. Madankollu, meta d-daqs tal-piżijiet żdiedu, REST HTTP kellu l-aħjar riżultati.
Konsum tal-enerġija
Il-kwistjoni tal-konsum tal-enerġija hija dejjem ta 'importanza kbira, u speċjalment f'sistema IoT. Jekk Filwaqt li MQTT u HTTP jikkunsmaw l-elettriku, HTTP jikkonsma ħafna aktar. U CoAP huwa aktar meta mqabbel ma 'MQTT, li jippermetti ġestjoni tal-enerġija. Madankollu, f'xenarji sempliċi, MQTT huwa aktar adattat għall-iskambju ta 'informazzjoni fin-netwerks tal-Internet tal-Oġġetti, speċjalment jekk ma jkunx hemm restrizzjonijiet tal-enerġija.
Esperiment li qabbel il-kapaċitajiet ta 'AMQP u MQTT fuq testbed ta' netwerk mingħajr fili mobbli jew instabbli sab li AMQP joffri aktar kapaċitajiet ta 'sigurtà filwaqt li MQTT huwa aktar effiċjenti fl-enerġija.
sigurtà
Is-sigurtà hija kwistjoni kritika oħra li tqajmet meta tistudja s-suġġett tal-Internet tal-Oġġetti u ċpar/cloud computing. Il-mekkaniżmu tas-sigurtà huwa tipikament ibbażat fuq TLS f'HTTP, MQTT, AMQP u XMPP, jew DTLS f'CoAP, u jappoġġja ż-żewġ varjanti DDS.
TLS u DTLS jibdew bil-proċess li jistabbilixxu komunikazzjoni bejn in-naħat tal-klijent u tas-server biex jiskambjaw suites u ċwievet taċ-ċifra appoġġjati. Iż-żewġ partijiet jinnegozjaw settijiet biex jiżguraw li aktar komunikazzjoni sseħħ fuq kanal sigur. Id-differenza bejn it-tnejn tinsab f'modifiki żgħar li jippermettu li DTLS ibbażat fuq UDP jaħdem fuq konnessjoni mhux affidabbli.
Fuq Diversi implimentazzjonijiet differenti ta 'TLS u DTLS sabu li TLS għamel xogħol aħjar. L-attakki fuq DTLS kellhom aktar suċċess minħabba t-tolleranza għall-iżbalji tiegħu.
Madankollu, l-akbar problema b'dawn il-protokolli hija li oriġinarjament ma kinux iddisinjati għall-użu fl-IoT u ma kinux maħsuba biex jaħdmu fiċ-ċpar jew fis-sħab. Permezz ta 'handshaking, iżidu traffiku addizzjonali ma' kull stabbiliment ta 'konnessjoni, li jbattal ir-riżorsi tal-kompjuters. Bħala medja, hemm żieda ta '6,5% għal TLS u 11% għal DTLS fl-overhead meta mqabbla ma' komunikazzjonijiet mingħajr saff ta 'sigurtà. F'ambjenti b'ħafna riżorsi, li tipikament jinsabu fuq livell, din mhux se tkun problema, iżda fil-konnessjoni bejn l-IoT u l-livell taċ-ċpar, dan isir limitazzjoni importanti.
X'għandek tagħżel? M'hemm l-ebda tweġiba ċara. MQTT u HTTP jidhru li huma l-aktar protokolli promettenti peress li huma kkunsidrati soluzzjonijiet IoT komparattivament aktar maturi u aktar stabbli meta mqabbla ma 'protokolli oħra.
Soluzzjonijiet ibbażati fuq protokoll ta 'komunikazzjoni unifikata
Il-prattika ta 'soluzzjoni ta' protocol wieħed għandha ħafna żvantaġġi. Pereżempju, protokoll li jixraq għal ambjent ristrett jista' ma jaħdimx f'dominju li għandu rekwiżiti ta' sigurtà stretti. B'dan f'moħħna, aħna jitħallew inwarrbu kważi s-soluzzjonijiet ta 'protokoll wieħed possibbli kollha fl-ekosistema Fog-to-Cloud fl-IoT, ħlief MQTT u REST HTTP.
REST HTTP bħala soluzzjoni ta 'protokoll wieħed
Hemm eżempju tajjeb ta’ kif it-talbiet u r-risponsi HTTP REST jinteraġixxu fl-ispazju IoT-to-Fog: . L-annimali huma mgħammra b'sensors li jintlibsu (klijent IoT, C) u kkontrollati permezz ta 'cloud computing minn sistema ta' biedja intelliġenti (server taċ-ċpar, S).
L-intestatura tal-metodu POST tispeċifika r-riżorsa biex timmodifika (/farm/animals) kif ukoll il-verżjoni HTTP u t-tip ta’ kontenut, li f’dan il-każ huwa oġġett JSON li jirrappreżenta r-razzett tal-annimali li s-sistema għandha timmaniġġja (Dulcinea/baqra) . Ir-rispons mis-server jindika li t-talba rnexxiet billi bagħtet il-kodiċi tal-istatus HTTPS 201 (riżors maħluqa). Il-metodu GET għandu jispeċifika biss ir-riżorsa mitluba fl-URI (per eżempju, /farm/animals/1), li jirritorna rappreżentazzjoni JSON tal-annimal b'dik l-ID mis-server.
Il-metodu PUT jintuża meta xi rekord tar-riżorsi speċifiċi jeħtieġ li jiġi aġġornat. F'dan il-każ, ir-riżorsa tispeċifika l-URI għall-parametru li għandu jinbidel u l-valur kurrenti (pereżempju, li jindika li l-baqra bħalissa qed timxi, /farm/animals/1? state=mixi). Fl-aħħarnett, il-metodu DELETE jintuża bl-istess mod għall-metodu GET, iżda sempliċement iħassar ir-riżors bħala riżultat tal-operazzjoni.
MQTT bħala soluzzjoni ta' protokoll wieħed
Ejja nieħdu l-istess razzett intelliġenti, iżda minflok REST HTTP nużaw il-protokoll MQTT. Server lokali bil-librerija Mosquitto installata jaġixxi bħala sensar. F'dan l-eżempju, kompjuter sempliċi (imsejjaħ is-server tar-razzett) Raspberry Pi iservi bħala klijent MQTT, implimentat permezz ta 'installazzjoni tal-librerija Paho MQTT, li hija kompletament kompatibbli mas-sensar Mosquitto.
Dan il-klijent jikkorrispondi għal saff ta 'astrazzjoni IoT li jirrappreżenta apparat b'kapaċitajiet ta' sensing u kompjuters. Il-medjatur, min-naħa l-oħra, jikkorrispondi għal livell ogħla ta 'estrazzjoni, li jirrappreżenta node ta' kompjuters taċ-ċpar ikkaratterizzat minn kapaċità akbar ta 'proċessar u ħażna.
Fix-xenarju tar-razzett intelliġenti propost, ir-Raspberry Pi jgħaqqad mal-aċċellerometru, il-GPS u s-sensuri tat-temperatura u jippubblika dejta minn dawn is-sensuri għal nodu taċ-ċpar. Kif probabilment taf, l-MQTT tittratta s-suġġetti bħala ġerarkija. Pubblikatur MQTT wieħed jista' jippubblika messaġġi għal sett speċifiku ta' suġġetti. Fil-każ tagħna hemm tlieta minnhom. Għal sensor li jkejjel it-temperatura f'barn tal-annimali, il-klijent jagħżel tema (farm tal-annimali/barrakka/temperatura). Għal sensuri li jkejlu l-lokazzjoni tal-GPS u l-moviment tal-annimali permezz tal-aċċellerometru, il-klijent se jippubblika aġġornamenti għal (animalfarm/annimal/GPS) u (animalfarm/annimal/moviment).
Din l-informazzjoni se tiġi mgħoddija lis-sensar, li temporanjament jista 'jaħżen f'database lokali f'każ li jiġi abbonat ieħor interessat aktar tard.
Minbarra s-server lokali, li jaġixxi bħala sensar MQTT fiċ-ċpar u lilu Raspberry Pis, li jaġixxi bħala klijenti MQTT, jibgħat data tas-sensuri, jista 'jkun hemm sensar MQTT ieħor fil-livell tas-sħab. F'dan il-każ, l-informazzjoni trażmessa lis-sensar lokali tista' tiġi maħżuna temporanjament f'database lokali u/jew tintbagħat lill-cloud. Is-sensar taċ-ċpar MQTT f'din is-sitwazzjoni jintuża biex jassoċja d-dejta kollha mas-sensar MQTT tas-sħab. B'din l-arkitettura, utent ta 'applikazzjoni mobbli jista' jiġi abbonat għaż-żewġ sensara.
Jekk il-konnessjoni ma 'wieħed mis-sensara (per eżempju, sħaba) tfalli, l-utent aħħari jirċievi informazzjoni mill-ieħor (ċpar). Din hija karatteristika karatteristika tas-sistemi kkombinati taċ-ċpar u l-cloud computing. B'mod awtomatiku, l-app mobbli tista 'tiġi kkonfigurata biex tikkonnettja mas-sensar MQTT taċ-ċpar l-ewwel, u jekk dan jonqos, biex tikkonnettja mas-sensar MQTT tas-sħab. Din is-soluzzjoni hija biss waħda minn ħafna fis-sistemi IoT-F2C.
Soluzzjonijiet multi-protokoll
Is-soluzzjonijiet ta' protokoll uniku huma popolari minħabba l-implimentazzjoni aktar faċli tagħhom. Iżda huwa ċar li fis-sistemi IoT-F2C jagħmel sens li jgħaqqdu protokolli differenti. L-idea hija li protokolli differenti jistgħu joperaw f'livelli differenti. Ħu, pereżempju, tliet astrazzjonijiet: is-saffi tal-IoT, iċ-ċpar u l-cloud computing. Apparat fil-livell tal-IoT ġeneralment jitqies bħala limitat. Għal din il-ħarsa ġenerali, ejja nqisu l-livelli tal-IoT bħala l-aktar ristretti, sħab l-inqas ristrett, u l-kompjuters taċ-ċpar bħala "x'imkien fin-nofs." Jirriżulta allura li bejn l-IoT u l-astrazzjonijiet taċ-ċpar, is-soluzzjonijiet tal-protokoll attwali jinkludu MQTT, CoAP u XMPP. Bejn iċ-ċpar u s-sħab, min-naħa l-oħra, AMQP huwa wieħed mill-protokolli ewlenin użati, flimkien ma 'REST HTTP, li minħabba l-flessibbiltà tiegħu jintuża wkoll bejn l-IoT u s-saffi taċ-ċpar.
Il-problema ewlenija hawnhekk hija l-interoperabbiltà tal-protokolli u l-faċilità tat-trasferiment tal-messaġġi minn protokoll għal ieħor. Idealment, fil-futur, l-arkitettura ta 'sistema tal-Internet tal-Oġġetti b'riżorsi ta' sħab u ċpar tkun indipendenti mill-protokoll ta 'komunikazzjoni użat u se tiżgura interoperabbiltà tajba bejn protokolli differenti.
Peress li dan mhuwiex il-każ bħalissa, jagħmel sens li jiġu kkombinati protokolli li m'għandhomx differenzi sinifikanti. Għal dan il-għan, soluzzjoni potenzjali waħda hija bbażata fuq taħlita ta 'żewġ protokolli li jsegwu l-istess stil arkitettoniku, REST HTTP u CoAP. Soluzzjoni oħra proposta hija bbażata fuq taħlita ta 'żewġ protokolli li joffru komunikazzjoni publish-subscribe, MQTT u AMQP. L-użu ta 'kunċetti simili (kemm MQTT kif ukoll AMQP jużaw sensara, CoAP u HTTP jużaw REST) jagħmel dawn il-kombinazzjonijiet aktar faċli biex jiġu implimentati u jeħtieġ inqas sforz ta' integrazzjoni.
Figura (a) turi żewġ mudelli bbażati fuq it-talba, HTTP u CoAP, u t-tqegħid possibbli tagħhom f'soluzzjoni IoT-F2C. Peress li HTTP huwa wieħed mill-aktar protokolli magħrufa u adottati fuq netwerks moderni, huwa improbabbli li jiġi sostitwit kompletament minn protokolli oħra ta 'messaġġi. Fost in-nodi li jirrappreżentaw apparati qawwija li joqogħdu bejn is-sħaba u ċ-ċpar, REST HTTP hija soluzzjoni intelliġenti.
Min-naħa l-oħra, għal apparati b'riżorsi limitati tal-kompjuter li jikkomunikaw bejn is-saffi taċ-Ċpar u tal-IoT, huwa aktar effiċjenti li tuża CoAP. Wieħed mill-vantaġġi kbar ta 'CoAP huwa fil-fatt il-kompatibilità tiegħu ma' HTTP, peress li ż-żewġ protokolli huma bbażati fuq prinċipji REST.
Il-Figura (b) turi żewġ mudelli ta’ komunikazzjoni ta’ pubblikazzjoni-abbonament fl-istess xenarju, inklużi MQTT u AMQP. Għalkemm iż-żewġ protokolli jistgħu ipotetikament jintużaw għall-komunikazzjoni bejn in-nodi f'kull saff ta' astrazzjoni, il-pożizzjoni tagħhom għandha tiġi determinata abbażi tal-prestazzjoni. MQTT kien iddisinjat bħala protokoll ħafif għal apparati b'riżorsi limitati tal-kompjuters, u għalhekk jista 'jintuża għall-komunikazzjoni IoT-Fog. AMQP huwa aktar adattat għal apparati aktar b'saħħithom, li idealment ipoġġih bejn iċ-ċpar u n-nodi tas-sħab. Minflok MQTT, il-protokoll XMPP jista 'jintuża fl-IoT peress li huwa meqjus ħafif. Iżda mhuwiex daqshekk użat ħafna f'xenarji bħal dawn.
Sejbiet
Huwa improbabbli li wieħed mill-protokolli diskussi se jkun biżżejjed biex ikopri l-komunikazzjonijiet kollha f'sistema, minn apparati b'riżorsi limitati tal-kompjuter għal servers tal-cloud. L-istudju sab li l-aktar żewġ għażliet promettenti li l-iżviluppaturi jużaw l-aktar huma MQTT u RESTful HTTP. Dawn iż-żewġ protokolli mhumiex biss l-aktar maturi u stabbli, iżda jinkludu wkoll bosta implimentazzjonijiet u riżorsi onlajn dokumentati tajjeb u ta 'suċċess.
Minħabba l-istabbiltà u l-konfigurazzjoni sempliċi tiegħu, MQTT huwa protokoll li wera l-prestazzjoni superjuri tiegħu maż-żmien meta użat fil-livell tal-IoT b'apparat limitat. F'partijiet tas-sistema fejn il-komunikazzjoni limitata u l-konsum tal-batterija mhumiex kwistjoni, bħal xi oqsma taċ-ċpar u l-biċċa l-kbira tal-cloud computing, RESTful HTTP hija għażla faċli. Il-CoAP għandu jitqies ukoll peress li qed jevolvi wkoll malajr bħala standard tal-messaġġi IoT u huwa probabbli li jilħaq livell ta’ stabbiltà u maturità simili għal MQTT u HTTP fil-futur qarib. Iżda l-istandard bħalissa qed jevolvi, li jiġi ma 'kwistjonijiet ta' kompatibilità għal żmien qasir.
X'iktar tista' taqra fuq il-blog?
→
→
→
→
→
Abbona għal tagħna -kanal sabiex ma titlifx l-artiklu li jmiss! Aħna niktbu mhux aktar minn darbtejn fil-ġimgħa u biss fuq in-negozju.
Sors: www.habr.com