如何設(shè)計和部署企業(yè)級物聯(lián)網(wǎng)云平臺?
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隨著智能設(shè)備的普及以及硬件成本的下降,物聯(lián)網(wǎng)(IoT)領(lǐng)域已成為當(dāng)下熱門的“新戰(zhàn)場”。據(jù)IDC研究表明,盡管有66%的元器件廠商和67%的加工廠商正在積極探索物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域,但其中只有分別不到半數(shù)(40%)和半數(shù)左右(55%)的廠商能夠真正開始試點,大多數(shù)企業(yè)仍然在這一領(lǐng)域摸索前行。
艾拉物聯(lián)(Ayla Networks,以下簡稱“Ayla”)是一款面向硬件設(shè)備制造商的物聯(lián)網(wǎng)解決方案服務(wù)平臺,通過一系列產(chǎn)品:Ayla敏捷物聯(lián)網(wǎng)平臺Agile IoT Platform、敏捷移動應(yīng)用開發(fā)平臺AMAP,以及大數(shù)據(jù)平臺Ayla Insights,為設(shè)備制造商提供安全可靠的網(wǎng)絡(luò)連接能力,以及完善的數(shù)據(jù)反饋及數(shù)據(jù)分析能力,從而幫助這些企業(yè)快速實現(xiàn)設(shè)備與云端和App的連接,并利用設(shè)備生成的數(shù)據(jù)做出有價值的決策。作為PaaS服務(wù)商,云平臺的性能和模塊化的服務(wù)策略無疑是鏈接Ayla整個產(chǎn)品線的核心。那么,企業(yè)級物聯(lián)網(wǎng)云平臺的設(shè)計和部署需要考慮哪些因素?我們可以從Ayla的云平臺實踐中學(xué)到哪些經(jīng)驗?帶著這些問題,CSDN連線了美國的Ayla云平臺工程部主管Sudha Sundaresan。
以下為對話實錄:
端到端的企業(yè)級物聯(lián)網(wǎng)云平臺
CSDN:可以大致介紹一下Ayla云整體的設(shè)計理念嗎?
Sudha:首先,Ayla云平臺是一個通用型平臺,它的體系結(jié)構(gòu)是從云端出發(fā),而不是從數(shù)據(jù)出發(fā)再傳輸?shù)皆贫?。在定位上,我們希望它不僅是一個服務(wù)于智能空調(diào)系統(tǒng)或煙霧報警器的云平臺,而是要服務(wù)所有設(shè)備,例如樓宇控制、暖通空調(diào)、家用電器、照明系統(tǒng)等,這些設(shè)備不僅要能夠自由地接入物聯(lián)網(wǎng)平臺,還要實現(xiàn)云端管理,以及隨時隨地地移動應(yīng)用訪問。要充分滿足這些需求,Ayla云平臺的體系結(jié)構(gòu)要兼具通用性和可擴(kuò)展性。我們幫助用戶完成很多底層的代碼工作,用戶可以在Ayla平臺上通過配置實現(xiàn)自己的產(chǎn)品部署,而不是憑借重寫代碼實現(xiàn)。另一方面,由于Ayla面向的都是企業(yè)級用戶,很多公司可能會在云端放置一些機密數(shù)據(jù),例如專利信息等。這些數(shù)據(jù)不僅要具有可擴(kuò)展性,更需要保證其安全。因此,模塊化、可擴(kuò)展性和安全性是Ayla云平臺設(shè)計之初所考慮的最重要的問題。
Ayla物聯(lián)網(wǎng)平臺架構(gòu)
CSDN:Ayla的客戶以企業(yè)為主,在你看來與面向個人用戶的物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)平臺相比,面向企業(yè)的物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)平臺有哪些特點?
Sudha:我認(rèn)為這兩者是相輔相成的關(guān)系。盡管Ayla的客戶以企業(yè)甚至是大型企業(yè)為主,但我們同時也要確保這些企業(yè)的產(chǎn)品能夠很好地服務(wù)于個人用戶。通常,面向個人用戶的服務(wù)只需要考慮個人消費使用產(chǎn)品時的用戶體驗,比如交互邏輯、UI風(fēng)格、反應(yīng)速度等。而面向企業(yè)級用戶的物聯(lián)網(wǎng)云平臺則需要更多考慮到第三方服務(wù)平臺與其內(nèi)部系統(tǒng)的融合,例如企業(yè)內(nèi)部的客戶管理系統(tǒng)等。除此之外,一些企業(yè)有很多的部門和團(tuán)隊,不同的部門和團(tuán)隊負(fù)責(zé)產(chǎn)品的不同方面,他們需要第三方服務(wù)平臺提供可配置化的準(zhǔn)入控制(Access Control)。而有些情況下,企業(yè)間的數(shù)據(jù)傳輸,需要讓客戶與其他企業(yè)合作時對其自身數(shù)據(jù)有完全的控制權(quán)。當(dāng)然,想要很好地服務(wù)大型企業(yè),還必須達(dá)到其企業(yè)標(biāo)準(zhǔn),例如數(shù)據(jù)保密和安全等級等。
CSDN:Ayla云平臺既要協(xié)調(diào)Ayla自己的移動應(yīng)用平臺、數(shù)據(jù)分析平臺,又要連接用戶生產(chǎn)的各種類型的設(shè)備,如何確保體驗的統(tǒng)一性?
Sudha:關(guān)鍵在于Ayla不僅僅是云,更是一個端到端的平臺。如果把移動應(yīng)用平臺、數(shù)據(jù)分析平臺、各種設(shè)備完全區(qū)分開來的話,我們不可能設(shè)計出一個統(tǒng)一連貫的端到端解決方案。Ayla擁有自己的軟件(云端和移動端應(yīng)用)能夠與Ayla云很好地配合,我們在開發(fā)調(diào)試過程中始終強調(diào)整體的端到端解決方案(包括安全系統(tǒng)等)。端到端的特點使大多數(shù)挑戰(zhàn)都能迎刃而解。誠然,每種設(shè)備和軟件都很不一樣,在設(shè)備協(xié)調(diào)方面,我們既通過Ayla自己的軟件,也專門為企業(yè)客戶設(shè)計了界面,客戶不用考慮網(wǎng)絡(luò)、TLS、TTL、TCP/IP協(xié)議等問題,只需考慮他們自己的產(chǎn)品邏輯,這保證了不同產(chǎn)品在滿足差異化需求的同時,最大限度地保證了Ayla服務(wù)的統(tǒng)一性。
CSDN:在Ayla云平臺的開發(fā)過程中遇到過哪些技術(shù)難題?你們是如何解決的?
Sudha:我倒不覺得我們遇到過實質(zhì)性的“技術(shù)挑戰(zhàn)”,真正的困難反而是集中在團(tuán)隊建設(shè)上。雖然我們有固定的流程來培訓(xùn)新人,但如何讓新人盡快適應(yīng)工作內(nèi)容,保證開發(fā)的進(jìn)度和質(zhì)量是我們一直都在探索的方向。我之所以認(rèn)為Ayla云平臺的開發(fā)沒有遇到過實質(zhì)性的技術(shù)難題,是因為Ayla云從設(shè)計之初就使用微服務(wù)模型(Micro service Model),Ayla云端的服務(wù)被分為一系列不同的微服務(wù),每個微服務(wù)處理某一部分功能,并且有自己的技術(shù)特點。我們將每一項微服務(wù)獨立開來,如果其中一項出現(xiàn)了問題也不會影響其他微服務(wù)運行,我們只需對其進(jìn)行專門的解決與優(yōu)化就可以了。這種微服務(wù)模型幫助我們保證整體開發(fā)過程的質(zhì)量和進(jìn)度。
CSDN:Ayla使用哪些第三方工具,選擇這些工具時有哪些考慮?
Sudha:我們使用很多第三方工具,尤其是應(yīng)用程序監(jiān)控(APM)和托管服務(wù)類工具。在選擇第三方工具軟件時,我們需要衡量是自己設(shè)計還是購買,這時候需要將時間、成本等因素考慮進(jìn)去。目前,Ayla使用的第三方工具,例如Clickatell(總部位于美國加州的移動網(wǎng)管公司,主營業(yè)務(wù)是B2C的短信服務(wù))和New Relic(總部位于美國舊金山的SaaS服務(wù)提供商,專注于移動平臺應(yīng)用程序?qū)崟r監(jiān)控)。我認(rèn)為,擅用優(yōu)秀、穩(wěn)定的第三方軟件,可以減少重復(fù)的開發(fā)工作量,達(dá)到事半功倍的效果。當(dāng)然,在選擇第三方工具時,我們還要確保這些工具在安全性上能達(dá)到Ayla的安全標(biāo)準(zhǔn)。
物聯(lián)網(wǎng)安全應(yīng)向金融類互聯(lián)網(wǎng)軟件看齊
CSDN:你上面幾次提到安全的重要性,在這方面Ayla是怎么做的?
Sudha:現(xiàn)在很多物聯(lián)網(wǎng)云解決方案服務(wù)商還沒有足夠的安全意識,比如他們會對設(shè)備進(jìn)行單認(rèn)證。與之相對,Ayla云為每一臺要連接的設(shè)備都進(jìn)行雙重授權(quán)認(rèn)證。此外,我們還進(jìn)行線性擴(kuò)展,也就是說只要客戶給我們資源,我們就可以處理數(shù)據(jù),沒有上限,這使得安全性成為了Ayla的優(yōu)勢之一。
Ayla云端到端加密結(jié)構(gòu)圖
CSDN:對于設(shè)備生產(chǎn)商來說,有哪些切實可行的方法來提升其產(chǎn)品的安全性?
Sudha:很多人認(rèn)為IoT只是讓設(shè)備與云端連接,或者只有貴重的設(shè)備才需要注重安全。實際上IoT是設(shè)備與云端和客戶端的交互,并且能夠自動作出相應(yīng)的反應(yīng)。因此,最簡單粗暴的安全方式,就是設(shè)備制造商與軟件開發(fā)者,甚至是金融軟件開發(fā)者遵守同一套嚴(yán)格的安全準(zhǔn)則。
不久前,我在拉斯維加斯的IoT West Show大會上,與LockState CEO Nolan Mondrow提出了一些原則,可供參考:
對所有設(shè)備采用統(tǒng)一的安全標(biāo)準(zhǔn),尤其在認(rèn)證、授權(quán)、賬戶管理上,要采用最高級別的安全防范措施。此外,MFA認(rèn)證(Multi-factor authentication) 、層級化存取控制機制,以及對數(shù)據(jù)的傳輸及存儲過程的加密,都是保證安全的有效手段;
給每個傳輸芯片一個獨有的序列號,從而減少通信芯片遭受攻擊被鎖定的事情發(fā)生;
用兩組及以上加密芯片;
使用信任證書,只對信任的設(shè)備開放授權(quán),同時對OTA(Over-The-Air)圖像進(jìn)行驗證;
遵守安全公約的所有標(biāo)準(zhǔn)。
隨著針對物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品DDoS攻擊的猖獗,生產(chǎn)商也可以通過以下方法來保護(hù)自己:
使用用戶名和密碼登錄你的產(chǎn)品,從而避免你的軟件代碼被篡改;
通過云端對每臺設(shè)備進(jìn)行獨立驗證,例如給每臺設(shè)備一個獨有的密鑰,這樣,一旦一臺設(shè)備被攻擊,不會影響到其他設(shè)備;
通過一套保護(hù)機制限制其他設(shè)備與你的產(chǎn)品共享數(shù)據(jù),除非是經(jīng)過管理員用戶的授權(quán);
使用最新的安全標(biāo)準(zhǔn),例如WPA2而不是WEP。
物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備如何智能化?
CSDN:時下人工智能是一個常常被提到的詞匯,物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展與智能息息相關(guān),你認(rèn)為物聯(lián)網(wǎng)智能化的關(guān)鍵是什么?
Sudha:初級的智能化是依靠芯片,而真正把物聯(lián)網(wǎng)智能化領(lǐng)上一個新臺階的,卻是由芯片所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)。物聯(lián)網(wǎng)的智能化程度取決于其對數(shù)據(jù)整合的能力與高度,對復(fù)雜數(shù)據(jù)的整合能力越高,服務(wù)就越“智能”。對于物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備來說,這種整合有以下幾種形式:
獨立設(shè)備內(nèi)的整合,也就是設(shè)備將數(shù)據(jù)傳遞給內(nèi)置應(yīng)用。用戶可以對該設(shè)備進(jìn)行遙控、監(jiān)控,以及獲取推送信息等。這一階段尚不能稱之為“智能”;
設(shè)備與設(shè)備間的整合。一臺內(nèi)置了芯片的設(shè)備可以自動觸發(fā)另一臺內(nèi)置了芯片的設(shè)備;
系統(tǒng)間的整合。芯片與系統(tǒng)的整合與交互才是物聯(lián)網(wǎng)智能化的開始,包括不同廠商設(shè)備之間的整合,例如亞馬遜的Alexa、蘋果的HomeKit,以及Nest;
終極的整合就是智能學(xué)習(xí)系統(tǒng),即通過模式化的學(xué)習(xí)觸發(fā)相應(yīng)的反應(yīng),例如丈夫每天下午五點半到家,自動打開電視并換到體育頻道。智能學(xué)習(xí)系統(tǒng)還能對用戶的習(xí)慣和喜好進(jìn)行分析,這才是真正的智能,也是所有物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)平臺的終極目標(biāo)。
CSDN:目前Ayla服務(wù)的智能化是怎樣實現(xiàn)的?
Sudha:是通過云端實現(xiàn)的。我們認(rèn)為智能化應(yīng)該發(fā)生在云端而不是在設(shè)備端。因為云端智能化更容易管理(當(dāng)然,設(shè)備也是很重要的環(huán)節(jié)),在云端的優(yōu)化或者更改更靈活、開發(fā)周期更短、效果更廣泛,同時也可以充分利用Ayla現(xiàn)有的系統(tǒng)資源。
CSDN:除了推動智能化外,數(shù)據(jù)在IoT領(lǐng)域還有哪些用途?
Sudha:首先是幫助用戶在設(shè)備發(fā)生問題之前,就對可能發(fā)生的問題進(jìn)行排除。例如,一臺智能洗衣機的排水管堵塞了,服務(wù)中心可以通過代碼調(diào)用這臺洗衣機運行的數(shù)據(jù),找出造成這一問題的原因,在洗衣機還沒有完全不能用之前就告知用戶,并且安排修理。
此外,數(shù)據(jù)還可以通過對多種智能設(shè)備的分析,給出用戶最優(yōu)的解決方案。比如,一個用戶很想自己家里的環(huán)境舒適宜人,但不知道該怎樣做。數(shù)據(jù)分析平臺可以先對其環(huán)境進(jìn)行檢測,從而分析出最適合他的物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)。比如,如果想保持室內(nèi)的最佳濕度,那么吊扇的速度只能開到3,如果開到4,室內(nèi)就會過于干燥。
CSDN:你也是物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的用戶嗎?你的家里有什么樣的智能設(shè)備,你對這些設(shè)備有什么感覺?
Sudha:當(dāng)然。我家有智能車庫門系統(tǒng)、溫感系統(tǒng)、照明系統(tǒng),總體來說我覺得它們很好。比如我出門后總是忘記關(guān)車庫門,我就可以利用智能系統(tǒng)檢查車庫門有沒有關(guān),這給我生活帶來許多便利。但有時候,智能系統(tǒng)的可靠性不是很強。我家的一些智能系統(tǒng)不是Ayla云支持,它們有時候會連不上網(wǎng)絡(luò),手機從Wi-Fi轉(zhuǎn)換到LTE時也會遇到些麻煩。還有適配方面的問題,比如有些設(shè)備在A國用得不錯但到B國可能就有問題??偟膩碚f,物聯(lián)網(wǎng)給我生活帶來很多便利,但我希望物聯(lián)網(wǎng)制造商可以多考慮用戶的整體體驗,而不是只考慮把自己一家產(chǎn)品做好。另外作為用戶,我希望只用一個應(yīng)用就能解決所有問題,我不想登錄兩個應(yīng)用來做兩件事。
關(guān)于未來
CSDN:你認(rèn)為未來一年物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域會有哪些新趨勢?
Sudha:第一,更注重數(shù)據(jù)分析;第二,更注重數(shù)據(jù)隱私;第三,更注重安全,尤其體現(xiàn)在對黑客的警覺;第四,緊隨變化,體現(xiàn)在各類行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)上。
CSDN:你接下來的工作重心是什么?
Sudha:接下來我們依然會不斷提高云平臺的可擴(kuò)展性和兼容性,如果我們預(yù)計市場會有數(shù)百萬設(shè)備的增加,我們的可擴(kuò)展性目標(biāo)就會是這一水平的三倍。同時我們也重視保證端至端可擴(kuò)展,這是一個持續(xù)的努力方向。另一個目標(biāo)是團(tuán)隊的互動效率(Interoperability),這是我的團(tuán)隊工作重點之一,目的是實現(xiàn)不同設(shè)備、應(yīng)用程序一起工作并共享信息數(shù)據(jù)。同時,用戶體驗方面也需要繼續(xù)努力,尤其是引導(dǎo)用戶方面。
(審核編輯: 林靜)
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