存储资源盘活系统:盘活物联网架构难题
admin
2023-09-01 02:03:47
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物联网 Internetofthings,通称IoT,是一种与物有关的互联网,是通过射频识别、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备,按约定的协议,把任何物品与互联网相连接,进行信息交换和通信,以实现对物品的智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的网络。1990年,施乐公司创造发明了第一台网上可乐自动贩卖机,这被视为物联网的初次试验,物联网技术伴随着计算机技术和互联网发展而快速发展,并逐渐变成我国经济的一大突破点。


与其他行业对比,物联网大数据信息在某些层面独树一帜。第一,是物联网的信息量。我们都知道物联网是优化到事物的无线网络覆盖,物联网中的信息量远远地高过互联网,伴随着时间的变化,所积累的信息量可能越来越大。第二,物联网中传输数据的效率。海量数据在物联网中的散播,对数据信息传输速度的需求愈来愈高,促使物联网技术不断创新。第三,物联网针对数据信息真实有效的要求。信息化时代比现实世界更“模糊化”,但它所作用的人与物是真实出现的,这在数据真实性、准确性、一致性等方面要求更高。由于物联网技术多样性和集成复杂性,物联网架构一直是设计中的难点,而最近出现的存储资源盘活系统有望解决这些难点。存储资源盘活系统是纯软件的存储控制器,能够安装在任意Linux服务器上,同时连接云端,将众多数据源、本地存储、云存储打通。


物联网,从架构上可以分为边缘和平台两部分。边缘就是物联网中最直观的“物”,例如摄像头、恒温器、机械臂等。平台就是管理众多“物”的“指挥室”,可以执行设备管理、流处理、高级分析、工作负载、调用企业应用程序。由此可以推出三种基本设计模式:以边缘为中心、以平台为中心和混合边缘平台;以及两种复合设计模式:多系统和多平台。


以边缘为中心的模式强调边缘层中各个边缘节点的独立性,使 IoT 系统能够在与网络或云断开连接的情况下长时间运行。此模式常见于:制造(例如生产线控制)发电(例如核电站控制)工业控制(例如深水钻井)场景。在该模式中,边缘承担了大部分数据存储任务,但是边缘环境存在物理条件复杂,部署成本高,硬件构成多样等问题。而中国电信天翼云开发的存储资源盘活系统不仅可以像传统的硬件存储阵列一样提供低延迟和高可用性,而且可以像传统的分布式存储一样提供高可伸缩性和高吞吐量。绿色的特性将大大降低部署成本,支持硬件异构的特性大大提高了现有硬件资源的利用率,非常适合边缘环境。


以平台为中心的模式是指平台层提供大部分 IoT 处理、分析和工作负荷的模式。边缘节点只承担最基本的数据处理、分析、存储和通信任务。此模式常见于:无人机服务(例如包裹递送、目视检查)农业传感器(例如风速、空气温度、湿度)智能城市传感器(例如空气质量监测仪、智能垃圾压实机)场景。此模式下最显著的特点就是数据产生端(边缘节点)和处理端(平台)分离,且一个平台负责大量边缘节点产生的数据,这就需要保证数据传输效率(网络)与平台性能(云)。存储资源盘活系统可以同时管理本地存储资源和云端对象存储资源,实现存储空间的统一管理。对于物联网平台存储海量数据的场景,可以通过存储资源盘活系统的网关功能将本边缘层与平台层无缝连接,将数据同步到云端,实现存储空间的按需使用,弹性扩展。对于数据安全性要求较高,敏感数据不适宜上公有云的场景,也可以构建私有云实现数据本地存储,提高数据访问速度。


混合边缘平台模式是指一些工作负荷和处理在边缘层运行,而一些工作负荷和处理在平台层上运行。此模式通过提供边缘计算(例如流处理、边缘工作负载、数据分析)和边缘数据管理(例如转换和存储)来实现高度分布式和可扩展的物联网系统。此模式常见于:工业控制(例如网关连接到数据历史库)医疗应用(例如网关连接到心脏监护仪)安全应用(例如网关连接到安全摄像头)场景。在此模式中,网关中的 IoT 服务必须与平台中的相应 IoT 服务集成。例如,网关必须支持平台机制,以便在边缘协调容器化工作负载。而存储资源盘活系提供的丰富的API与SDK可以完成该集成需求。从需求场景举例不难看出,应用该模式的场景都是极端重视性能与安全的场景。存储资源盘活系统的安全系数极高,它将文件打碎成若干数据块并进行分布式存储,具有良好的防篡改作用。整个存储网络中存在多个备份,也可以设置纠删码数据冗余策略进一步提高安全性,这样可以有效避免战争、自然灾害等外在原因造成的中心数据丢失,有助于提高长期数据保存的安全性。另外,存储资源盘活系统解压后只需几个命令行就可以完成配置,还搭配有直观的图形化界面,最大可能避免了因配置错误而导致的安全问题。面对外部事故时,存储资源盘活系统可对抗能源供给不稳定的导致网络不稳定、电压电流不稳定等弱网弱电场景。当遇到因断电等极端条件导致的服务器宕机情况时,存储资源盘活系统可以在供电恢复服务器重启后,无缝恢复至断电前的运行状态,具备可靠的自愈能力。对于网络,电路不稳定的环境,存储资源盘活系统可将数据从客户端直接写入磁盘,规避因数据写入内存但未写入磁盘时断电后引发的数据丢失事故。


多系统模式是指多个物联网系统彼此独立运行的模式。每个系统都有唯一的端点、网络和平台。通常,不同的物联网系统彼此独立地发展一段时间后,想要合并为一个组织时,会选择这种模式。例如:独立应用(例如安全摄像系统与工业控制系统)独立业务部门 独立地区(例如EMEA 地区使用欧洲居民系统,而北美地区使用美国居民系统)。多系统模式的最大难点是它建成之前,如何让完全独立的系统融合。存储资源盘活系统并不能完全解决这些问题,但是可以保证他们的存储系统可以以最低的成本直接互通。存储资源盘活系统可基于异构硬件进行部署,兼容x86、ARM、龙芯等平台设备,它作为一组用户态进程运行,不依赖任何特定版本的Linux内核或发行版,不依赖、不修改操作系统环境,不独占整个硬盘,不干扰其他进程的执行。因此,该软件可以与其他应用同时运行在同一Linux操作系统实例中。类比个人电脑程序,我们可以称此功能为“绿色”。一方面,它可以在帮助用户提高现有硬件资源的利用率的前提下整合所有存储硬件,另一方面,它也降低了用户部署门槛,契合了多系统模式的复杂环境。


多平台模式,本质上是在多系统模式的基础上添加了统一管理的另一个平台层。是通常,多平台模式是由多系统模式拓展而来的,它为设计人员提供了集成来自多个孤立的物联网系统的数据和分析的能力,便于扩展。此模式常见于:集成组织拥有和运营的多个物联网系统。集成服务提供商拥有和运营的多个物联网系统(例如,把视频监控的数据与建筑供暖制冷系统的数据集成)。将自身物联网与服务商的物联网集成(例如,企业的无人机监控系统和政府的天气监控系统)。相比其他模式,多平台模式进一步趋向复杂,此模式中的每个平台系统都独立于其他平台,例如,水电物联网系统和太阳能物联网系统将继续彼此独立运行。这种情况下,任何复杂的高级功能都很难做到统一适配,但我们可以合理预期这些平台都是基于Linux服务器构建的,用的都是HDD或者SSD硬盘。于是,存储资源盘活系统适配所有Linux服务器,提供iscsi这种底层服务的优势就体现出来了。


存储资源盘活系统在上述任何物联网设计模式中都能起到用武之地,另外,其绿色易部署的特性可以支持各种环境下的众多接入设备,将物联网各个要素串联起来;其强大的存储性能和接口可解决工业设备繁多、软件闭源的痛点,赋能各层级平台满足物联网的全局认知;其安全性可避免物联网“信息错误导致现实错误”的后果。彻底“盘活”物联网架构难题。

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