Путь к внедрению высокопроизводительного сервера Интернета вещей

Динамика рынка

Рынок IoT испытал неожиданное ускорение в Q1/Q2 2018 и увеличил общее количество используемых IoT-устройств до 7 млрд. Это новейшая разработка в области аналитики Интернета вещей».Состояние IoT и краткосрочные перспективыодно из многих открытий в обновлении.

Разносторонне развитые компании, особенно компании, занимающиеся разработкой программного обеспечения для Интернета вещей, облачных сервисов и услуг, с большим отрывом превзошли ожидания по доходам. Microsoft Azure и Amazon AWS выросли на 93 % и 49 % соответственно (за последние 12 месяцев), при этом их сегмент IoT значительно способствовал росту. Но небольшие предприятия, такие как C3IoT, также сообщили о 60-процентном увеличении выручки в этом году.

По всему миру количество подключенных устройств: 17b

В настоящее время во всем мире используется более 17 миллиардов подключенных устройств и 7 миллиардов устройств IoT (в эту цифру не входят смартфоны, планшеты, ноутбуки или стационарные телефоны).

Количество IoT-устройств по всему миру: 7 млрд.

Глобальный рост подключения в основном обусловлен устройствами IoT — как на стороне потребителя (например, умный дом), так и на стороне предприятия/B2B (например, подключенные машины). Ожидается, что количество активных устройств IoT увеличится до 10 миллиардов к 2020 году и до 22 миллиардов к 2025 году. Эти устройства IoT включают все активные подключения, независимо от устройств, приобретенных в прошлом, но больше не используемых.

С точки зрения подключения устройств динамика очень изменчива.

1. Беспроводная персональная сеть (WPAN):

   Наибольшее количество устройств IoT подключено по технологии ближнего действия (WPAN), обычно в пределах максимального диапазона 100 метров. К ним относятся устройства с подключением по Bluetooth, такие как наушники, а также устройства с подключением по Zigbee и Z-wave, которые в основном используются в умных домах, например, для подключения дымовых извещателей или термостатов.

2. Беспроводная локальная сеть (WLAN)

   Еще одна большая категория — это беспроводные локальные сети, охватывающие соединения до 1 км. Wi-Fi является наиболее распространенным стандартом в этой категории, и его популярность значительно возросла, в основном за счет использования домашних помощников, интеллектуальных телевизоров и интеллектуальных динамиков, но он также все чаще используется в промышленных условиях, таких как промышленность (хотя он продолжает играть второстепенную роль). роль) в этих условиях по сравнению с другими методами).

3. Глобальная сеть с низким энергопотреблением (LPWAN)

   Большая часть ожидаемого будущего роста числа устройств IoT будет приходиться на маломощные глобальные сети. Ожидается, что к 2025 году более 2 миллиардов устройств будут подключены через LPWAN. Технология обещает чрезвычайно длительное время автономной работы и максимальную дальность связи более 20 км, используемую тремя основными конкурирующими стандартами, Sigfox, Lora и NB-IoT, которые в настоящее время внедряются по всему миру с более чем 25 миллионами подключенных устройств. Большинство из них являются интеллектуальными. метров.

4. проводной

   Когда они думают об Интернете вещей, мало кто думает о проводных соединениях. Тем не менее, проводное подключение устройств по-прежнему остается самым дешевым и надежным вариантом во многих случаях. Технологии полевых шин и Ethernet, особенно в промышленных условиях, в значительной степени используют проводные соединения, и ожидается, что это будет продолжаться еще долгие годы.

5. Сотовая/M2M

   2G, 3G и 4G Technology долгое время было единственным выбором для подключения удаленного устройства. Ожидается, что с LPWA и ростом 5G традиционные сотовые стандарты потеряют поделиться новыми технологиями, потому что они обеспечивают более прибыльную возможность для многих конечных пользователей.

6. 5G

   В Соединенных Штатах к концу этого года первая предстандартная сеть 5G будет предоставлять услуги фиксированного беспроводного доступа (FWA) для домашних пользователей и пользователей малого бизнеса. Несмотря на то, что после ратификации окончательного стандарта в 2020 году будет задействовано больше вариантов использования, мы должны увидеть первых последователей в следующем году и действительно ожидать быстрого роста оттуда.

   5G — это подстановочный знак. Эта технология, все еще находящаяся в разработке в 2018 году, обещает новую эру подключения благодаря своей огромной пропускной способности и чрезвычайно низкой задержке, и в настоящее время ее активно продвигают правительства, особенно Китая. Чтобы сместить баланс технологических инноваций из США и Европы в Китай, китайское правительство рассматривает внедрение 5G как конкурирующий актив.

7. Беспроводная сеть соседства (WNAN)

   Беспроводные соседские сети (WNAN) находятся между WLAN и удаленными технологиями, такими как сотовые, с точки зрения дальности связи. Типичными сторонниками этой технологии являются ячеистые сети, такие как Wi-Sun или JupiterMesh. В некоторых случаях технология используется в качестве замены LPWA/Cellular (например, в сетях коммунального хозяйства), а в других случаях — в качестве дополнительного элемента (например, для более глубоких погружений, когда больше ничего не измеряется).

8. разное

   Другие технологии, такие как спутники и неклассифицированные проприетарные сети, будут продолжать играть роль в IoT, хотя и в меньшей степени по сравнению с другими технологиями.

Мировой рынок IoT: оценивается в 15,1 миллиарда долларов в 2018 году, ожидается, что к 2025 году он вырастет до 1,567 миллиарда долларов.

Текущие рыночные настроения и краткосрочные перспективы очень позитивны. По мере того, как все больше данных перемещается в облако, на рынок выходят новые приложения IoT, а аналитика приобретает все большее значение, программное обеспечение и платформы будут продолжать управлять рынком. Прогноз на 12 месяцев для подключения и оборудования остается стабильным, поскольку увеличение количества устройств IoT стимулирует продажи, но маржа оборудования в целом снижается. Некоторым специализированным поставщикам аппаратного обеспечения (например, NVIDIA), кажется, не нужна коммерциализация аппаратного обеспечения. Поскольку технология LPWA только выходит на мировой рынок, а 5G еще не готов к масштабированию, ожидается, что подключенные игроки увидят пробел в 2019 году и в последующий период.

Ожидается, что мировой рынок IoT (расходы конечных пользователей на решения IoT) вырастет на 37% с 2017 года до 15,1 млрд долларов. Эти оценки были пересмотрены в сторону увеличения из-за ускорения рынка IoT (описанного выше), и теперь ожидается, что к 2025 году общий рынок достигнет 156,7 млрд долларов.

Текущие тенденции рынка IoT

Сегодняшняя рыночная среда чрезвычайно динамична, и в ней можно наблюдать десятки тенденций, включая интеграцию между периферией и облаком, подключение к TSN, а также эксперименты с IoT и блокчейном. Для этого выпуска отчета о состоянии IoT команда аналитиков IoT Analytics собрала 50 таких идей.

Например, в Insight 32 подчеркивается, что в настоящее время поставщики облачных услуг все чаще производят собственное оборудование, готовое к работе в облаке, для улучшения взаимодействия и производительности между устройствами IoT и данными, хранящимися и анализируемыми в общедоступных или частных облаках. Ведущие поставщики облачных услуг Интернета вещей Microsoft, Amazon и Google недавно объявили о выпуске собственного оборудования.

Ниже приведены выдержки из отчета, в которых подчеркивается эта конкретная тенденция и приводятся соответствующие доказательства. Еще неизвестно, будут ли эти переходы от облака к оборудованию представлять угрозу для некоторых действующих игроков на рынке аппаратного обеспечения, таких как поставщики шлюзов или производители микросхем. Аналитика IoT продолжит отслеживать эту и другие тенденции.

Методы исследования и дополнительная информация

Все данные и графики в этой статье взяты из "Интернет вещей и краткосрочный прогноз на 2018 г.«Отчет» — подробный рыночный отчет на 56 страницах, доступный для клиентов с подпиской на IoT Analytics. Цель отчета — информировать наших подписчиков о том, что происходит на рынке, держать их в авангарде инноваций и, в конечном итоге, обеспечивать их компанию правильные решения.

Отчет включает 50 аналитических данных о текущей рыночной среде, а также сегментацию рынка по отраслям, стеку технологий и регионам. Проведя более 100 интервью с экспертами, посетив 16 отраслевых конференций, прослушав различные брифинги и звонки аналитиков, команда аналитиков за последние 6 месяцев выявила все идеи и примеры.

Отслеживание технологий Интернета вещей

Вышеуказанный контент, как разработчик, автор не является инвестором и пионером предпринимательства. Эти конкретные детали не имеют большого значения. Меня волнует только то, как использовать технологии длявыполнитьилимоделированиеСервер IOT, который поддерживает миллионы ссылок, не является строгим, просто для справки.

Требуемая технология:

• MQTT

  MQTT был разработан в 1999 году Энди Стэнфорд-Кларком (IBM) и Арленом Ниппером (Eurotech, теперь Cirrus Link) для мониторинга нефтепроводов через пустыни. Цель состоит в том, чтобы иметьПротокол с эффективной полосой пропускания, потребляющий очень мало энергии аккумулятора, потому что устройства были подключены через спутниковые каналы связи, которые в то время были очень дорогими. ** В отличие от HTTP и его парадигмы запрос/ответ, протокол использует архитектуру публикации/подписки. ** pub/sub управляется событиями и может отправлять сообщения клиентам. Центральной точкой связи является брокер MQTT, который отвечает за планирование всех сообщений между отправителями и законными получателями. Каждый клиент, который публикует сообщение для брокера, включает тему в сообщение. **Тема – информация о маршрутизации прокси​​. **Каждый клиент, который хочет получать сообщения, подписывается на тему, и брокер доставляет клиенту все сообщения с соответствующей темой. Так что клиентам не обязательно знать друг друга, они общаются только по теме. Архитектура поддерживает масштабируемые решения, независимые от производителей и потребителей данных.

Архитектура публикации/подписки MQTT

Отличие от HTTP заключается в том, что клиенту не нужно извлекать требуемую информацию, но в случае нового контента прокси передаст информацию клиенту. Таким образом, каждый клиент MQTT имеет постоянно открытое TCP-соединение с брокером. Если это соединение при каких-либо обстоятельствах прерывается, MQTT-брокер может буферизовать все сообщения и отправлять их клиенту, когда он вернется в сеть. Как упоминалось ранее, основной концепцией MQTT для отправки сообщений является тема.Тема — это простая строка, которая может иметь несколько уровней иерархии, разделенных косой чертой.Примером темы для отправки данных о температуре в гостиной может бытьдом/гостиная/температура. С одной стороны, клиенты могут подписаться на определенные темы, а с другой стороны, использовать подстановочные знаки. правильноДом / + / температураПодписка приведет к тому, что все сообщения будут отправляться в ранее упомянутую тему.дом/гостиная/температураи любой предмет с произвольными значениями в гостиной, например.дом/кухня/температура. плюс естьодноуровневый подстановочный знак, который допускает произвольные значения только для одной иерархии. Если вам нужно подписаться на несколько уровней, например подписаться на все поддерево, есть такжеМногоуровневый подстановочный знак(#). Он разрешает подписку на все нижележащие уровни иерархии. НапримерЖилой дом/#ПодписатьсяhouseВсе темы в начале.

• Netty

  НеттиАсинхронная платформа веб-приложений, управляемая событиями,Для быстрой разработки поддерживаемых высокопроизводительных протокольных серверов и клиентов.

Netty — это клиент-серверная среда NIO, которая позволяет быстро и легко разрабатывать сетевые приложения, такие как протокольные серверы и клиенты. Это значительно упрощает и упрощает сетевое программирование, такое как серверы сокетов TCP и UDP.

«Быстро и просто» не означает, что конечное приложение будет страдать от проблем с ремонтопригодностью или производительностью. Netty была тщательно разработана с использованием множества протоколов, таких как FTP, SMTP, HTTP, а также различных двоичных и текстовых устаревших протоколов. Таким образом, Netty удалось найти способ добиться простоты разработки, производительности, стабильности и гибкости без компромиссов.

Это можно увидеть на моем блоге и URL GitHub, что относительно простое и игнорируется Богом. Продолжая обновлять ...!

Источник блога сада:блог woo woo woo.cn на.com/Sanshenghu…

источник на гитхабе:GitHub.com/Саншэншу…    

Источник личного блога:sanshengshui.github.io/

• Kafka

Apache Kafka® — этоРаспределенная стриминговая платформа. Что именно это означает?

Потоковая платформа имеет три ключевые функции:

• Публикуйте потоки записей и подписывайтесь на них, подобно очередям сообщений или корпоративным системам обмена сообщениями.
• Сохраняйте потоки записей отказоустойчивым и устойчивым образом.
• Обрабатывайте поток, когда происходит запись.

Kafka обычно используется в двух широких категориях приложений:

• Создавайте потоковые конвейеры данных в реальном времени, которые надежно извлекают данные между системами или приложениями.
• Создавайте приложения для потоковой передачи в реальном времени, которые преобразуют потоки данных или реагируют на них

Чтобы понять, как Kafka делает эти вещи, давайте углубимся в возможности Kafka.

• Redis

• MySQL

Технический план:

разное

Это конец подробного объяснения рынка IoT и моделирования технологий.

Оригинал не просто, если вы чувствуете себя хорошо, я надеюсь дать рекомендацию! Ваша поддержка - самая большая мотивация для моего письма!

Ниже вы постепенно будете использовать Netty для реализации IOT-сервера протокола MQTT.

Уведомление об авторских правах:

Автор: Му Шувэй

Источник блога сада:блог woo woo woo.cn на.com/Sanshenghu…

источник на гитхабе:GitHub.com/Саншэншу…    

Источник личного блога:sanshengshui.github.io/