主宰物联网系统设计的三大架构

        在很多讨论中，特别是在与标准有关的讨论中，物联网（IoT）好像是被看成是一种单一的技术。 但在物联网中一个角色会有很多标准和技术竞逐的一个原因是，单一一种方法无法适用所有的使用情况。针对物联网系统的设计，至少有三种主要的架构，每一种又会各自对设备的设计带来不同的要求和限制。
在最近读过一份名为"Enabling IoT"的白皮书后，关于此一主题，我才有一个比较具体的想法。在这份白皮书中，作者Jon Collins将现今所看到的很多物联网设计妥善地区分为三个主要架构：枢纽和辐射型（hub-and-spoke）、前负载（front-loaded）和智能客户端（smart client）。



当物联网设备是一种化繁为简而资源少的（瘦客户端（thin client））设计时，枢纽和辐射型模式就会在此时用到，这种资源少的设计会连到集线器或网络网关，最终再连接到互联网。集线器/网络网关要处理与网络安全有关的计算密集型任务、数据的预处理及所有要连通到广域网和应用服务相关的协议。集线器/网络网关还会依据网络的指令及本地数据的响应来处理其本地网络中各别装置的配置和管理。
前负载物联网设计所使用设备的能力会比枢纽和辐射型架构中的瘦客户端设计来得好。这些设备可以更强大的处理器和无线电来处理其本身的广域网接口和数据预处理。它们可以个别的身份为了报告和控制而经常与网络沟通，无论是直接或经由局域网络路由器而与网络沟通，这里的局域网络路由器所扮演的角色只是简单的中继点，而不是一个控制中心。
智能客户端的设计则进一步发展。 它们是相对比较自主独立的设备，这些设备可在本地处理自己的数据，并依据这些数据产生行动。 它们也能够交换信息，并在其本地网络内行使点对点控制。在发送数据以便进行更深入分析时，它们用的主要是自己的广域网连接能力。
这些不同架构的需求和挑战各自不同。 在枢纽和辐射型模式中，这种设备设计的目标通常是降低成本和功率消耗，而智能型客户端的设计则可能是要对知觉的输入（sensory input）有实时的响应。因此， 适合这种设计的选择和标准，对另一种可能是完全不适用的。
但在关于物联网的设计和标准讨论中，我已经很少听到会以所讨论到的架构作为开场的。如果彼此相互竞争替代解决方案的支持者都在想着不同的架构，则WiFi 、Zigbee 、CoAP、MQTT 、XMPP各标准间的争议则是完全没有生产性的。所以当我们要展开这样的讨论时，让我们先声明我们正在考虑的是那一种物联网系统架构，然后我们才能达成对解决方案的共识。
来源于：EDN Taiwan