何小慶譯

云計算

云計算，為什么人們使用這樣奇怪的詞匯來描述在線服務呢？早在20世紀90年代初，工程師們就開始使用云作為互聯(lián)網的教科書內容和圖表的隱喻，互聯(lián)網的結構從遠處看——非常像云。后來，云計算作為一種方法來表示基于互聯(lián)網的服務。從實施角度看，云計算是一組網絡計算機，它將嵌入式系統(tǒng)的處理和存儲任務轉移到網絡計算機上運行。這種想法看似很簡單，但其背后隱藏的

技術則非常復雜。

許多公司為了簡化云計算在構建和使用上的復雜性，紛紛推出各種產品和服務。比如蘋果公司iCloud、谷歌云計算平臺和微軟的One drive，但是這些產品和技術都是針對個人電腦用戶而設計的。嵌入式開發(fā)者也需要類似的、針對物聯(lián)網的云計算技術和產品。

[譯者注]云計算有三種方式，分別是SaaS（軟件即服務）、PaaS（平臺即服務）和IaaS（基礎設施即服務）。谷歌云計算平臺包括Google Apps（SaaS）和Google App Engine（PaaS），微軟除了云存儲的One drive外，還有 Windows Azure（PaaS）。

工業(yè)界分析人士指出，到了2020年物聯(lián)網設備的數量將達到數十億，如圖1所示。

這些設備將產生海量的數據，有以下方法可以管理和處理這些數據。

◆一部分公司有能力開發(fā)（還可能銷售）他們私有的

解決方案。

圖1 聯(lián)網設備的總數

◆一部分公司不具備布置完整的基礎設施的能力，他們更愿意選擇第三方的解決方案，這些方案可能是公用的，也可能是商用的（托管方式）。

任何公司如果想運行后臺服務，那么就必須將其視為這是公司的核心競爭力，模棱兩可的做法完全行不通。但并不是所有公司都具備這樣的DNA，既可以保證服務器和網絡無故障地運行，又具備UPS（不間斷電源）和冗余的計算機硬件系統(tǒng)。物聯(lián)網的生態(tài)環(huán)境如圖2所示。

圖2 物聯(lián)網的生態(tài)環(huán)境

物聯(lián)網設備的大軍將產生比任何獨立的Web應用多得多的數據，據估計，到2020年地球上每個人將有5 200 GB的數據。屆時，要支撐數十億的聯(lián)網設備，人們需要每天布置大約340個應用服務器（也就是說每年120 000個服務器）。云計算是滿足這樣巨大需求的十分合適的方案。

后臺服務

人們最近一直在談論這樣的話題：每一家公司都將成為一家軟件公司。為什么會這樣呢？因為管理你的產品和系統(tǒng)產生的數據將會比產品本身更加有價值。你設計和制造一個物聯(lián)網設備，如果需要后臺服務，則會考慮選擇自己開發(fā)或者外包出去，多數公司會選擇外包。比如你是一家溫控器的制造商，IT能力不是你的核心競爭力，最好是借助外力，像英特爾、Oracle、SalesForce和谷歌這些大公司已經早早涉足了云計算領域。

如果希望構建自己的后臺服務，則會面臨一些技術方案的選擇，建議閱讀《第3篇：互聯(lián)網與物聯(lián)網協(xié)議》。你必須確定你的客戶是如何訪問和處理他們的數據的，是完全通過Web瀏覽器，還是提供智能手機App應用程序（IOS，Android和Windows）。

后臺服務另外一個重要的特性是要支持物聯(lián)網設備的遠程安全升級能力。物聯(lián)網是一個快速發(fā)展的領域，很難做到設計與未來的發(fā)展完全吻合，這意味著你的設備一定要升級。這樣的設備就需要更多的Flash存儲器、RAM、Bootloader（引導程序）以及設備安全的升級固件和應用所需的其他部件。

如果選擇外包你的后臺服務，同樣的問題也需要你的回答。但是在這種情況下，首先需要考察的是該后臺服務是否支持所期望的協(xié)議。你當然不希望后臺供應商把握對你的物聯(lián)網設備協(xié)議的控制權，而且你還需要了解到該供應商是否支持移動的數據應用，或者至少提供足夠的工具讓你可以自己開發(fā)移動應用。

以下清單是后臺供應商應該具備的基本能力：

◆幫助客戶選擇通信硬件和軟件的設計服務能力。

◆ 支持云計算協(xié)議（Websocket、RESTful、MQTT和Co AP等）。

◆支持安全的遠程固件升級。

◆Web/移動應用開發(fā)（顧問服務）的能力。

◆靈活的價格策略。

—按照每臺設備收費。

—按照每一個交易（transaction）收費。

—按照每一種數據類型收費。

—按照所使用的帶寬收費。

—按照所使用的存儲量收費。

—按月或者年訂閱時間收費。

看看公司們提供的方式吧！可以在他們的網站上注冊一個免費賬號來測試你的應用，然后再投入商業(yè)運營。有些服務商還可以提供外部的公共數據幫助你開發(fā)更有價值的應用，比如支持你訪問天氣數據，以及價格工具，這些對于構建一個智慧的能源系統(tǒng)很有幫助。

目前，多數的后臺基于REST或者RESTful API，以及各種Java技術。這樣的方案對于那些需要移動大量有效負荷數據的應用也許很適合。

大數據

當你需要使用自己的數據時，這些信息是存儲在外面公共系統(tǒng)或者商業(yè)授權系統(tǒng)之中的，那么大數據（數據分析）就進入了人們的視野。弗吉尼亞·羅曼提（Virginia Rometty）在經濟學家雜志寫了下面這段關于系統(tǒng)處理大數據的文字：

“我們的世界已經變得到處都是儀器而且互聯(lián)，計算已經嵌入到物體，沒有人認為這些物體是計算機。在這個星球上有超過萬億個互聯(lián)智能物體和生物，全世界大約有27億網民，感謝移動技術的迅猛發(fā)展，網民的數量在世界的各個角落都在快速增加?！?/p>

“這樣的結果讓我們的地球充滿了信息，也就是我們稱為大數據的最好的理由?！?/p>

“為大數據構建的新一代的認知系統(tǒng)可以趕上洪水的流動，因為它不是被編程的，它通過自己的經驗和與人們的交流進行學習。認知系統(tǒng)可以審查結構信息，比如數據庫，也可以審查非結構信息，比如醫(yī)療影像和社交媒體的內容。感謝云計算，這樣的認知系統(tǒng)運行得非?？?。”

這些意味著嵌入式系統(tǒng)社區(qū)需要學習分布式數據庫管理系統(tǒng)，比如Apache Cassendra，還要學習Apache Hadoop，它可以對所有數據進行分析。Cassendra是一個開源的分布式的數據庫，該數據庫的設計是用來在商業(yè)服務器上存儲和管理大規(guī)模數據。

當然也有商業(yè)解決方案，比如GE Predix，它是工業(yè)互聯(lián)網的軟件平臺，該平臺提供一種連接設備和數據的標準方式，支持工業(yè)規(guī)模的數據分析。

仍然有一些關于數十億互聯(lián)設備如何互動這樣懸而未決的問題等待我們的答案：

◆數據表示的模型是什么？

◆使用哪種網絡發(fā)現(xiàn)協(xié)議？無論哪種類型的網絡，都需要類似Bonjour這樣的發(fā)現(xiàn)協(xié)議。

這數十億的聯(lián)網設備所產生的數據一定要送到互聯(lián)網上，由我們稱為大數據的技術來存儲和處理，這是人們已經公認的途徑。