Working Smarter by IoT & Digital Transformation

Microservice sẽ khắc phục các sự cố phần mềm IoT

0 53

Khi các hệ thống IoT phát triển phức tạp hơn bao giờ hết, các nhà phát triển đang chuyển sang microservice sang các kiến ​​trúc giúp triển khai và cập nhật phần mềm IoT nhanh hơn, dễ dàng hơn và an toàn hơn.

Kiến trúc microservice là một khung kết hợp lỏng lẻo, sử dụng ảo hóa để tách các thành phần phần mềm hệ thống thành các container.

Hình 1 minh họa cách Docker, một trong những công nghệ container hóa phổ biến nhất, cách ly HĐH máy chủ khỏi các ứng dụng, tiện ích và dịch vụ của bên thứ ba khác, được tách thành các container riêng lẻ.

Hình 1. Kiến trúc microservice sử dụng các container để tách các thành phần phần mềm trong một hệ thống. (Nguồn: 56K.Cloud GmbH )

 

Tùy thuộc vào dấu chân, các dịch vụ khác nhau trong một kiến ​​trúc nhất định có thể nằm trong đám mây, cổng sương mù hoặc máy chủ hoặc trên chính các thiết bị cạnh IoT. Điều này đảm bảo rằng một phần cụ thể của chức năng phần mềm nằm ở nơi có hiệu quả nhất cho trường hợp sử dụng ( Hình 2 ). Các thành phần phần mềm được đóng gói thường giao tiếp với nhau thông qua API được tiêu chuẩn hóa.

Hình 2. Các Microservice có thể cư trú ở nơi chúng có hiệu quả nhất tại bất kỳ điểm nào trên kiến ​​trúc IoT. (Nguồn:  EdgeX )

 

Cấu trúc của các kiến ​​trúc microservice dựa trên container cho phép các nhà phát triển IoT triển khai phần mềm một cách nhanh chóng, ở quy mô và không sợ làm gián đoạn các phụ thuộc phần mềm ở nơi khác trong hệ thống. 

Nó cũng đảm bảo khả năng kết nối có thể mở rộng, có thể tương tác cho các thiết bị mới và cũ, vì giao thức được đóng gói và hỗ trợ mạng có thể được thêm vào dựa trên nền tảng phần cứng đích.

Các tính năng này giúp nâng cấp phần mềm IoT lặp đi lặp lại nhanh hơn, quản lý cơ sở dữ liệu chi tiết hơn và sử dụng tốt hơn các tài nguyên kỹ thuật phần mềm.

Các container microservice tại IoT Edge

Các kiến ​​trúc phần mềm được đóng gói có nguồn gốc từ doanh nghiệp và cho phép các nhà phát triển IT phân tách các ứng dụng và dịch vụ an toàn chạy trên cùng một phần cứng. Khi nhiều sức mạnh tính toán chuyển sang các thiết bị IoT để hỗ trợ chức năng tăng lên, các container đang trở thành một lựa chọn hấp dẫn cho việc triển khai cạnh yêu cầu:

  • Các giao thức và định dạng dữ liệu đa dạng
  • Mức độ khác nhau của khả năng phân tích
  • Nâng cấp hệ thống nhanh 
  • Khác biệt hóa sản phẩm và thời gian nhanh chóng đưa ra thị trường
  • Sử dụng hiệu quả tài nguyên

Nhưng các kiến ​​trúc microservice hoạt động ở rìa phải vượt qua những thách thức không tồn tại trong trung tâm dữ liệu. Chẳng hạn, vì một kiến ​​trúc kết hợp nhiều Microservice hơn, nên cần nhiều mạng và truyền thông hơn, điều này làm tăng độ trễ.

Nhiều thiết bị và dịch vụ có trong kiến ​​trúc cũng giới thiệu nhiều điểm tiềm năng hơn về sự thất bại và giao diện cần được bảo mật. Cuối cùng, các dịch vụ điều phối trên một số lượng ngày càng tăng các thiết bị và môi trường không đồng nhất ngày càng trở nên phức tạp.

Để khắc phục những vấn đề này của container ở cạnh IoT,  Dell OEM và các hãng khác đã đưa ra kiến ​​trúc microservice EdgeX Foundry.

Các microservice mở, không xác định và mở rộng cho Edge

EdgeX Foundry là một dự án trung lập với nhà cung cấp, nguồn mở được tổ chức bởi Linux Foundation, bao gồm hơn một chục Microservice không liên quan đến phần cứng và hệ điều hành ( Hình 3 ). Nền tảng được thiết kế để thúc đẩy khả năng tương tác và thời gian nhanh chóng để tiếp thị cho các nhà cung cấp xây dựng các giải pháp IoT khác biệt. Các Microservice được triển khai thông qua Docker và Docker Compose.

Hình 3. Kiến trúc microservice EdgeX Foundry cung cấp các khối xây dựng nguồn mở để cải thiện khả năng tương tác và tăng tốc thời gian tiếp thị các hệ thống IoT. (Nguồn:  EdgeX )

 

Các Microservice EdgeX Foundry chính được chia thành ba loại:

  • Dịch vụ thiết bị chạy trên các thiết bị cạnh IoT hoặc cổng, xử lý thu thập và liên lạc dữ liệu từ các cảm biến OT. Các dịch vụ này hỗ trợ một loạt các giao thức tiêu chuẩn công nghiệp để tích hợp nhanh chóng các hệ thống mới và di sản.
  • Dịch vụ cốt lõi cư trú trên nền tảng cổng hoặc máy chủ sương mù tại chỗ và cung cấp tính bền vững dữ liệu cục bộ, chức năng lệnh và thông tin cấu hình. Core Services cũng cung cấp cơ sở hạ tầng cần thiết cho các tính năng phức tạp hơn như giám sát và quản lý thiết bị.
  • Dịch vụ xuất bản : trực tiếp trên các cổng, máy chủ sương mù tại chỗ hoặc trên đám mây và chuyển đổi, định dạng và dữ liệu bộ lọc được gửi đến doanh nghiệp. Điều này rất quan trọng để đảm bảo rằng dữ liệu cảm biến OT được xuất ra ở các định dạng như JSON tương thích với các mô hình dữ liệu doanh nghiệp.

Ngoài các dịch vụ cơ bản này, kiến ​​trúc microservice EdgeX kết hợp lỏng lẻo cũng hỗ trợ các dịch vụ tùy chọn như phân tích cục bộ, bảo mật, lập lịch, quản lý thiết bị, cảnh báo và ghi nhật ký dữ liệu, có thể thêm, xóa hoặc tùy chỉnh cho ứng dụng trong tay ( Hình 4 ).

Hình 4. Kết hợp các Dịch vụ cốt lõi của EdgeX Foundry với các Microservice tùy chọn như phân tích cục bộ có thể giúp các nhà phát triển IoT nhanh chóng điều chỉnh các ngăn xếp phần mềm theo yêu cầu ứng dụng. (Nguồn: EdgeX )

Các Microservice này giao tiếp với nhau bằng API REST, giúp giảm thiểu độ trễ truyền thông cho các ứng dụng thời gian thực. 

Và bởi vì EdgeX Foundry có thể hỗ trợ rất nhiều ứng dụng và dịch vụ trên một nền tảng phần cứng duy nhất, nên cần ít hệ thống riêng biệt hơn để triển khai IoT toàn diện. Khi chức năng được hợp nhất thành các hệ thống ngày càng ít hơn, các lỗ hổng bảo mật và các điểm lỗi cũng được giảm thiểu.

Máy tính cho microservice

Những người đóng góp cho EdgeX Foundry tiếp tục tối ưu hóa hiệu suất của kiến ​​trúc, với mục tiêu chạy tất cả Thiết bị, Lõi và Dịch vụ Xuất bản trên một thiết bị Raspberry Pi 3. 

Thời gian khởi động mục tiêu cho việc triển khai này được đặt ở mức dưới một phút, với độ trễ dưới một giây để nhập dữ liệu, xử lý và truyền động trên các tầng dịch vụ khác nhau.

Dung lượng phần mềm Core Services hiện tại được đóng gói ở mức 113 MB, với thời gian khởi động dưới 10 giây. Điều này làm cho phần mềm EdgeX Foundry xếp chồng nhiều hơn tương thích với các hệ thống như Dell Edge Gateway 5100 , dựa trên bộ xử lý Intel Atom ® E3825 với RAM 2 GB DDR3L-1067 MHz và hỗ trợ ổ cứng 32 GB.

Sự linh hoạt của microservice ở Bất cứ nơi nào tại biên mạng

Đối với các nhà phát triển IoT, khung được đóng gói lỏng lẻo của EdgeX Foundry có nghĩa là các khả năng cần thiết có thể được triển khai nhanh chóng, ở quy mô, bất cứ nơi nào chúng có ý nghĩa nhất trong kiến ​​trúc. Và có lẽ quan trọng hơn, các ứng dụng và dịch vụ bổ sung có thể được triển khai mà không sợ làm gián đoạn sự phụ thuộc phần mềm ở những nơi khác trong hệ thống. Điều này có nghĩa là nâng cấp phần mềm IoT lặp đi lặp lại nhanh hơn và hiệu quả hơn, quản lý cơ sở dữ liệu dạng hạt hiệu quả hơn.

Các tiện ích khác của kiến ​​trúc microservice FoundX EdgeX đảm bảo khả năng kết nối có thể mở rộng, có thể tương tác giữa di sản và các thiết bị mới, từ khu vực sản xuất đến đám mây. Do đó, các tổ chức IoT có thể tiếp cận thị trường nhanh chóng với chức năng cơ bản trong khi bảo lưu các tài nguyên kỹ thuật phần mềm quý giá cho các tính năng, dịch vụ và đổi mới giá trị gia tăng.

https://www.insight.tech/

Đăng ký để nhận ebook
Đăng ký để nhận ebook "Những điều cơ bản cần biết về Smart Factory và công nghệ IoT" từ chúng tôi.
Đăng ký để được nhận ebook "Những điều cơ bản cần biết về Smart Factory và công nghệ IoT".

Để lại bình luận

Địa chỉ email của bạn sẽ không được công bố.