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一分钟了解华为边缘计算物联网解决方案

时间:2017-03-27 18:05   来源: 互联网    作者:许一诺  阅读量:10563   

随着物联网的发展,越来越多的物件被联接起来,在华为 2014 年发布的全球联接指数白皮书中曾指出,到 2025 年全球的联接数将达到一千亿。而据 Gartner 预测,到 2020 年物联网带来的经济附加值将达到 1.9 万亿美元。

华为边缘计算物联网解决方案,首次将边缘计算引入物联网,基于 SDN 架构,让各种物件自动联网,让不同物件之间自由的“对话”,且实现便捷的管理和维护,海量数据从此可以在物理世界和数字世界之间自由的流动。

在物联网时代,网络将会发生深刻的变革。IDC 的报告向我们揭示了以下几个网络趋势:

  • 未来会有 40% 的 IoT 流量在边缘进行处理

  • 79% 的 IoT 流量将通过网关接入

  • 未来网络流量的 50%,将来自物联网

  • 物联网会带来 500 亿的联接

一分钟了解华为边缘计算物联网解决方案

在这种趋势下,物联网为我们带来的的价值主要是在两个方面:

  • 联接:一个网络的价值如何评估?梅特卡夫定律 (Metcalfe's Law) 告诉我们,网络价值 V=(价值系数K x 用户数量N)^2,即网络价值和用户数的平方成正比。当越来越多的人和智能的物联接在一个网络上,会让整个网络增值。

  • 数据:大数据分析是当前的热门话题。做大数据分析时,数据量越大,从中分析得到的有效的、有价值的判断就越多。物联网所产生的数据是海量的,根据第三方的分析数据,物联网数据中,至少 23% 以上的数据是具备分析价值的数据。

华为边缘计算物联网解决方案包括:物联网操作系统 LiteOS、敏捷控制器、敏捷物联网关三个部分。

轻量级、开源的物联网操作系统:LiteOS

LiteOS 是华为推出的一款轻量级、开源的物联网操作系统,其作用相当于电脑时代的 Windows 操作系统,手机时代的 Android 系统。LiteOS 具备“0”配置、自发现和自组网能力,让使用它的物联终端能够自动接入网络。相对于业界其它物联网操作系统,LiteOS 的体积是同类系统的四分之一;功耗是同类系统的五分之一;百万分之一秒级的响应速度比同类系统提高 20%。LiteOS 提供统一的开发平台,是开源的系统,伙伴可以快速构建自己的物联网产品,共同推动物联网生态发展。

一分钟了解华为边缘计算物联网解决方案

边缘计算物联网

解决方案架构

边缘计算物联网解决方案,从架构上分为:传感控制层、网络层、敏捷控制器和应用层。

  • 传感控制层:这一层包含大量的传感器、控制部件(比如开关等)和测量部件(比如电表等),另外还有通信部件。这些通信部件可能是独立的,也可能是和其它部件结合在一起的。

  • 网络层:这一层主要实现融合和互联,它的功能除了网络联接和管理之外,还包括边缘计算,进行现场处理,同时保障业务在本地的存活。本地存活和现场处理对物联网尤其是工业和民用大型设施是非常重要的。随着云计算的发展,越来越多的数据都集中到数据中心处理,而对于物联网来说,在公网发生中断之后,还要保证局部网络的存活,不能出现事故。此外,协议转换也是这一层的重要功能。在 IoT 领域有特别多的协议,这些协议来自于各个行业历史上的积累,所以需要在网关上做协议的转换,将数据统一承载在 IP 网络上向外传输。

  • 敏捷控制器:这一层将网关送上来的数据进行统一的处理,向上送给应用层。并对下层的网络、传感器、控制部件、测量部件、计算资源进行管理,提供网络布署、配置的自动化工具。

  • 业务应用层:这一层是各种各样的行业应用。

华为主要聚焦网络层和敏捷控制器,提供敏捷物联网关以及敏捷控制器,同时也涉及部分传感控制层。传感控制层的传感器部件,以及业务应用层的行业应用主要由合作伙伴提供。

边缘计算物联网核心部件

敏捷控制器与敏捷网关

1、敏捷控制器 (Agile Controller)

华为边缘计算物联网的架构,和敏捷网络是一脉相承的,都拥有一个基于开源架构来构建的敏捷的大脑——敏捷控制器 (Agile Controller)。

一分钟了解华为边缘计算物联网解决方案

Agile Controller 具备分布式布署能力和很好的扩展性,可以从一台服务器平滑扩展到多台服务器、从一个虚拟机平滑扩展到几百台虚拟机,业务不感知扩容和扩展,并支持各类标准的南向接口和北向接口。

在物联网这样一个涉及多个工业、民生领域的新领域,需要大量不同背景和专业知识的厂商、合作伙伴和客户介入,需要将这些集成起来才能提供一个完整的方案,所以开放合作就成为一个广泛构筑产业链必要的条件。

此外,物联网管理的设备以万甚至百万计,所以对于管理系统的扩展性和平滑扩容能力要求更高。敏捷控制器上述特点可以很好的契合这个需求。

华为物联网敏捷控制器具备以下主要功能:

  • 网络管理:实现对物联网终端和网关的统一管理和认证。

  • 计算资源管理:实现对物联网关计算资源的管理和分配,包括虚拟机的创建和管理。

  • 应用管理:实现对网关应用的下载、安装和维护。

  • IoT 数据订阅与发放:处理数据封装协议和向应用层发放数据。

2、敏捷物联网关

从 IDC 的报告中可以看出,未来将有 79% 的 IoT 流量通过网关接入,网关的重要性不言而喻。在物联网时代,网关面临的挑战也更加复杂。

  • 环境适应性:有很多应用场景需要防水、防尘、防电磁干扰等,它是工业级的产品。

  • 支持接口种类多:它需要支持多种工业标准的物理接口,这些接口种类在人与人之间的通讯领域很少碰到,比如 RF、ZigBee、PLC、RS485 等等。

  • 需要协议种类多:这里的很多协议也是传统网络中碰不到的。这些协议可能是传感器等末端部件独有的协议类型。传统的路由器产品和传统的网关产品,是无法满足要求的。

  • 需要本地智能:本地智能,即要求网关具有边缘计算,边缘决策,本地存活的能力。当公网断开的时候,还能够自成系统,一直独立的存活,不完全依赖上层网络。例如,在物联网工业系统中,当突发网络断开,如果本地不能存活的话,就会出现严重的问题。

华为敏捷物联网关,具备最全接口、最强协议、最强适应和最高智能的特点,满足物联网对网关的严苛要求。

  • 最全接口:网关能够提供 17 种以上的各类物联接口,如 RF/ZigBee/Bluetooth/RS485/RS232/DI/DO 等,满足各种场景的联接要求。

  • 最强协议:网关提供丰富的各种行业标准和协议满足对接要求,并且能够根据需要动态的从敏捷控制器加载协议,实现新协议和私有协议的对接,满足快速对接要求。

  • 最强适应:网关采用工业级设计,具备防水、防尘、防震、防电磁、宽温工作等特点,适应不同应用环境要求。

  • 最高智能:网关通过 NFV 技术,提供基于 Linux/Android/KVM 等多种开放模式,实现网络边缘节点分布式计算,让不同类型的应用在敏捷网关上得以运行,让低时延的业务和本地存活成为可能。

敏捷物联网关从功能上可以分为三类:工业交换、工业路由、ICT 融合网关。

  • 工业交换:备具备高密端口、宽温、抗强电磁干扰、“0”时延倒换等特点。

  • 工业路由:具备多功能融合、接口协议类型丰富、抗电磁干扰、宽温等特点。

  • ICT融合网关:具备本地计算存储、多媒体播放、支持虚拟化 (Linux/Android/KVM)、接口协议类型丰富等特点。

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