克服常见的物联网边缘计算架构问题

开发人员和工程师已经改进了物联网边缘计算架构背后的技术，但架构师仍然必须克服自物联网技术首次出现以来一直困扰组织的挑战。

在“物联网”成为IT术语的一部分之前很久，各个组织就已经联系在一起了嵌入式系统例如，用于移动数据的硬件和软件，如办公室打印机或扫描仪。根据摩尔定律，技术已经进步，将高性能计算带入小型、廉价的嵌入式设备中。多年来的进步已经导致了在网络边缘进行计算的非常小的物联网设备，以及将云扩展到更接近数据源的边缘计算。

尽管取得了进展，但物联网和边缘计算的部署产生了许多障碍，自开发团队首次将嵌入式系统连接到网络以来，这些障碍一直对他们构成挑战，包括连接、安全和电力供应。在书中面向架构师的物联网和边缘计算微软架构总监Perry Lea探讨了架构师在设计物联网边缘计算架构时必须知道的东西，以及行业专家如何继续开发周边技术。

在接受面试中，LEA讨论了普通的IOT边缘计算挂起，以及关于设计物联网和边缘架构的建议。

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编辑注意：为长度和清晰编辑了以下面试

物联网架构设计中最具挑战性的部分是什么?

Perry Lea:有两个不同的问题，一个是从技术角度，一个是从商业角度。从技术角度来看，没有两个物联网系统是相同的。它们有计算元素。他们的软件。他们有连接。在很多情况下，连通性是一个困难的问题，因为物联网系统没有良好的基本连通性。很多技术都依赖LTE或蜂窝网络连接，但这并不是覆盖地球表面的每一平方米。你失去了连接。在这种情况下你会怎么做?

另一个问题是安全性。IOT设备是成熟的蜂蜜罐用于某些安全问题。如果你看看Mirai病毒 - 那些对伊朗离心机的国家Stuxnet攻击 - 那些是问题的，因为物联网设备没有成熟或未经历不断增长的安全问题痛苦。如果您在2000年代初与消费者和企业一起看所有安全问题，他们通过不同的病毒和蠕虫，他们通过了硬件和软件设计的步伐，以便尝试通过这些类型的攻击。物联网设备一直很宽松。您今天所看到的是许多恶意软件，利用IoT和嵌入式系统的20岁技术。这是链中的薄弱环节。

Perry Lea

除了通讯之外，另一个技术障碍是电力。很多设备你根本无法插入。这与您的通信有关，与良好的架构有关，因为如果您基于电池，那么在耗尽电池之前，通过通信通道的数据包就只有这么多。这是一个持续的问题。

在业务方面，物联网或边缘计算的最大挑战是许多行业还没有跨越从概念验证到物联网部署或商业化的鸿沟。他们已经成熟到一定程度，可以看到他们如何利用这一点带来更好的利润或客户价值。这只是公司成长的烦恼。

在设计物联网和边缘计算架构方面，您最感兴趣的挑战是什么?

Lea:物联网的有趣之处在于它涉及硬件;你甚至可以让推理引擎在边缘的硅上运行——你处理近距离通信，远程通信，嵌入式系统——它们都必须一起运行。我喜欢挑战的地方在于约束。如果我有一个不受限制的系统——比如，如果我有云中的最强壮的服务器——我想写一些软件，我有完全的自由和自主权来做这件事。用物联网就不会有这种感觉。在很多边缘系统中你不会得到这样的结果。你处理一系列技术限制。

您在设计IOT Edge Computing架构时，您会看到哪些常见问题？

Lea：我看到普遍的一件事是使IoT的复杂性级化，以建立一个真正成功的商业或企业产品。周围有很多思想，'这可能是多么难？“一个在这阶段成熟的组织将说，“很好，周末，我用覆盆子pi播放，我有一些传感器数据运行。如果您在围绕此处或在该哲学周围构建一个系统，则它无法商业可扩展。微不足道地对待系统时存在很多问题。

你必须将自己从爱好者的心态扩展到真正的工程学科。那是你有一个非常成功的产品。在消费者和企业空间中，那些从硬件到软件设计的那些，到了通信和系统。

您将为设计IOT和Edge架构提供IOT架构师或开发团队的哪些建议？

Lea:你必须从业务、技术或客户的角度出发，从你想要解决的问题开始。

如果你手头有问题，接下来要做的就是从整体上看问题。从硬件、软件和通信的角度来看。

第三件事是你如何预期扩张?假设你有一个概念证明，你是一个爱好者，你得到了一些东西与树莓派一起工作。这很好。如何扩大规模?如何在不同地区进行推广?你必须开始担心亚洲的蜂窝系统之间的通信北美的蜂窝系统和欧洲的蜂窝认证。它们并不是都玩得很好，它们是不同的设计。

第四件事是，你如何将其货币化?如果你要从这个设备中提取价值，你必须考虑整个价值链，因为当你要扩大规模时，你必须担心为每个节点的通信服务水平协议付费。我是否摊销物联网设备本身的资本费用?是否存在需要授权才能在设备上运行的中间件?我要怎么付钱?那么，我如何为云计算和云配置付费呢?是每个节点，每个总调整的数据量，还是数据保留量?我是否为云计算中的不同服务付费?这一切都回到了可伸缩性上。当你开始做这个的时候，作为一个企业，你必须克服一些因素。 In an IoT system, your value is not just one sensor, one node. It's working at scale to thousands, hundreds of thousands of different nodes.

在设计物联网和边缘计算方面，团队还应该知道什么?

lea：有空间边缘的空间。从硬件级别缩放，您可以依靠Moore的定律开始允许更多的功能和更多技术被推到边缘。在优势上施加更多智能，特别是当您处理处理巨额非结构化数据的延迟敏感系统或系统时。这就是行业正在发展的地方。

我预期的第三件事是，可能会有增长的空间不同类型的传感器：灵活的传感器，便携式电子设备，不同类型的元素，为机器固有的环境知识。第四件事是由其他人覆盖的，这是大约5克的流行语。必须与一些保留一起进行。那里有很多炒作。它是一种通信系统，但它允许一些类似的新技术，如多访问边缘计算变得相关。但它真的是一天结束时的通信系统，以及任何通信系统都有各种挑战。必须用一粒盐。