尹春鵬

摘要：在社會經(jīng)濟和當(dāng)代科技水平發(fā)展的同時，我國智能家居系統(tǒng)中的各個功能也得到了完善和優(yōu)化。當(dāng)前的智能家居能夠為群眾提供更為舒適、便捷且安全性更高的居家生活環(huán)境。在這之中，智能家居網(wǎng)管作為管理智能家居系統(tǒng)中的重要核心，可以對智能家居設(shè)備中的一切數(shù)據(jù)和信息等進行統(tǒng)一的管理與控制。而微服務(wù)構(gòu)架則是支撐網(wǎng)關(guān)管理系統(tǒng)建設(shè)的主要因素。本文將從微服務(wù)構(gòu)架在智能家居網(wǎng)關(guān)管理系統(tǒng)中的作用等方面展開詳細分析與探討。

關(guān)鍵詞：微服務(wù);智能家居網(wǎng)關(guān);管理系統(tǒng)

中圖分類號： TP311? ? ? ? 文獻標(biāo)識碼：A

文章編號：1009-3044（2021）01-0027-02

由于互聯(lián)網(wǎng)以及智能科技的迅速發(fā)展，使得智能家居網(wǎng)關(guān)管理系統(tǒng)能夠為維護人員與使用者在使用和維護的過程中提供了諸多便利，既確保了群眾家居生活的安全性，還讓維護人員能夠以更為便利的方式對家庭設(shè)備中的信息進行維護。但是由于用戶的快速增長，不同的家庭對網(wǎng)關(guān)管理系統(tǒng)的需求也各不相同，而傳統(tǒng)的單體架構(gòu)系統(tǒng)也逐漸無法滿足家庭的需求與社會發(fā)展的進度。因此需要使用微服務(wù)架構(gòu)來建設(shè)網(wǎng)關(guān)管理系統(tǒng)。

1 微服務(wù)

1.1 微服務(wù)的來源與概念

微服務(wù)作為一個新興的軟件架構(gòu)，指的是系統(tǒng)架構(gòu)在設(shè)計時的一種風(fēng)格，通過將某個大型的應(yīng)用程序和服務(wù)拆分成多個微服務(wù)，并以這樣的形式讓工作變得更加簡潔，也便于工作人員進行管理與維護[1]。微服務(wù)并不是將整個應(yīng)用程序進行堆棧，而是直接擴展單個組件。

微服務(wù)構(gòu)架具備了SOA的特點，但實際上還是具有一定的差異性。SOA更偏向于，微服務(wù)架構(gòu)在運行過程中更加強調(diào)獨立性，通過減少開發(fā)的復(fù)雜性，全面實現(xiàn)服務(wù)的靈活性與便于實施、管理的能力[2]。

微服務(wù)架構(gòu)所拆分成的小型服務(wù)均能夠獨立運行進行，各個服務(wù)之間可以通過輕量級的交互機制來實現(xiàn)不同服務(wù)之間的通信交流，例如RPC、HTTP等等。對于智能家居網(wǎng)關(guān)管理系統(tǒng)來說，小型服務(wù)可以在獨立擴展、伸縮運行的同時又具備著清晰的邊界，能夠為智能家居的運行奠定良好基礎(chǔ)。

1.2 微服務(wù)架構(gòu)的優(yōu)勢

微服務(wù)架構(gòu)能夠從一個復(fù)雜的大業(yè)務(wù)中分離成為數(shù)個小業(yè)務(wù)，在此基礎(chǔ)上將小業(yè)務(wù)分解成多個小型服務(wù)。微服務(wù)架構(gòu)就是以這種化繁為簡方式來突出微服務(wù)構(gòu)架的便捷性，同時更加便于日常工作的管理與維護[3]。由于微服務(wù)是根據(jù)業(yè)務(wù)的類型來進行分解的，所以代碼編寫工作也是根據(jù)業(yè)務(wù)類型來進行，因此在很大程度上提高了程序擴展性與可讀性。

微服務(wù)構(gòu)架中的各個小型服務(wù)都能夠獨立運轉(zhuǎn)，也就是每個服務(wù)單元都具有自身的獨立運行進程。這樣在運行過程中，一旦某一個服務(wù)單位中的代碼出現(xiàn)變化，可以不重新對整個應(yīng)用程序的進程進行重新編寫。就算對服務(wù)單元中的代碼進行重新編寫也不會對其他服務(wù)單元的運行造成妨礙。使單個服務(wù)單元的測試與應(yīng)用更加便利。

微服務(wù)構(gòu)架作為分布式的系統(tǒng)，各個服務(wù)單元之間并沒有連接。后期在業(yè)務(wù)不斷增加的同時，會拆分出更多的微服務(wù)單元。這也顯示出了微服務(wù)架構(gòu)強大的擴展能力。后期所拆分出的微服務(wù)可以正常展開集群部署，這在很大程度上解決了用戶數(shù)量劇增給平臺帶來的訪問量負荷的問題。

微服務(wù)構(gòu)架中所拆分出的每個微服務(wù)團隊都可以進行獨立開發(fā)。團隊需要在符合API協(xié)議的基礎(chǔ)上使用適合的開發(fā)語言來進行自由開發(fā)。在以往的工作模式中，開發(fā)人員只能根據(jù)公司的規(guī)定在有限范圍內(nèi)選擇技術(shù)開發(fā)，現(xiàn)在則可以根據(jù)業(yè)務(wù)的類型，擴大技術(shù)的選擇范圍。

2 微服務(wù)架構(gòu)在智能家居網(wǎng)關(guān)管理系統(tǒng)的定位

在互聯(lián)網(wǎng)科技的發(fā)展之下，群眾的生活水平得到了明顯的提升，且對生活品質(zhì)的要求也越來越高。目前的智能家居環(huán)境已經(jīng)從以往的安全防控逐漸發(fā)展成了以用戶舒適度為中心，讓用戶能夠更加便捷的生活。智能家居網(wǎng)關(guān)管理系統(tǒng)能夠通過網(wǎng)絡(luò)對家庭網(wǎng)關(guān)中的設(shè)備進行管理，并以此為基礎(chǔ)為用戶營造良好的生活環(huán)境。

2.1 集中式的定位

過去用戶家庭中的設(shè)備數(shù)據(jù)與信息都是獨立儲存在家庭網(wǎng)關(guān)中，但這種方式并不便于管理人員對設(shè)備信息進行維護與管理，導(dǎo)致管理人員每次都需要親自上門檢查設(shè)備信息。為了提高工作效率，可以通過建立具有統(tǒng)一性的管理中心，將用戶的家居設(shè)備信息進行統(tǒng)一管理。

2.2 個性化

由于用戶群體日益龐大，用戶的需求、在家時的家居設(shè)備使用狀態(tài)等均不相同，而使用微服務(wù)架構(gòu)能夠制定出更多組合，根據(jù)用戶的喜好為用戶營造出更好的家庭生活環(huán)境。

3 微服務(wù)構(gòu)架在智能家居網(wǎng)關(guān)管理系統(tǒng)中的應(yīng)用

在應(yīng)用智能家居網(wǎng)關(guān)管理平臺的過程中，由于用戶數(shù)量的增加以及用戶需求的增多，因此出現(xiàn)了許多問題，而這些問題在使用單體架構(gòu)所無法解決的。基于此開始引入微服務(wù)架構(gòu)來提高平臺的擴展能力，為用戶提供更為優(yōu)質(zhì)的服務(wù)。智能家居網(wǎng)關(guān)管理平臺是讓服務(wù)人工獲取用戶的授權(quán)，來為用戶管理家庭網(wǎng)關(guān)中所保存的各項設(shè)備數(shù)據(jù)，再通過服務(wù)器與家庭網(wǎng)關(guān)的通訊來確保數(shù)據(jù)的相同。下面將詳細介紹微服務(wù)架構(gòu)在智能家居網(wǎng)關(guān)管理系統(tǒng)中的應(yīng)用。

3.1 服務(wù)劃分

根據(jù)目前智能家居網(wǎng)關(guān)系統(tǒng)的運行狀況來看，通過微服務(wù)架構(gòu)來對智能家居網(wǎng)關(guān)管理平臺進行拆分管理，十分符合當(dāng)前用戶生活中的個性化服務(wù)需求[4]。個性化定制服務(wù)是為了在滿足客戶需求的基礎(chǔ)上劃分出更具有實用性的功能。各個微服務(wù)都有著獨立的服務(wù)接口，與以往的單體架構(gòu)相比更容易進行維護。目前新的智能家居網(wǎng)關(guān)管理平臺都是由不同的微服務(wù)構(gòu)成，且每個服務(wù)單位都只負責(zé)單獨的業(yè)務(wù)功能。

3.2 總體框架

將微服務(wù)架構(gòu)應(yīng)用于智能家居網(wǎng)關(guān)管理系統(tǒng)中時，需要根據(jù)服務(wù)單元之間的連接性，構(gòu)建一個具有開放性與拓展性的管理平臺[5]。將微服務(wù)構(gòu)架作為基礎(chǔ)，對系統(tǒng)所提供的業(yè)務(wù)功能進行重新整合與編寫，讓其成為具有獨立性且能夠?qū)崿F(xiàn)功能轉(zhuǎn)移的服務(wù)單位。不同的服務(wù)單位之間采用通訊方式進行溝通、聯(lián)系，再以相互協(xié)作的方式構(gòu)建成為能一個能夠供外界訪問的應(yīng)用管理平臺。接下來將對智能家居網(wǎng)關(guān)管理系統(tǒng)中的框架進行介紹。

第一部分是外部訪問，管理員在獲得用戶授權(quán)之后，采用web服務(wù)的方式來對服務(wù)接口進行調(diào)動，以此來達到維護家庭網(wǎng)關(guān)設(shè)備信息的目的。

二是服務(wù)網(wǎng)關(guān)。微服務(wù)從智能家居網(wǎng)關(guān)管理系統(tǒng)中分解出來后，每個微服務(wù)都有著不同的訪問地址。管理員在進行維護管理的過程中，需要對數(shù)個微服務(wù)接口進行微調(diào)與訪問才能夠完成維護工作。如果直接通過客戶端直接對微服務(wù)進行通信，可能會存在例如向客戶端多次向不同的微服務(wù)發(fā)起請求，增加了客戶端數(shù)據(jù)的復(fù)雜性等問題。并且由于存在著跨域請求的情況，導(dǎo)致每個微服務(wù)都必須進行獨立認證。在管理系統(tǒng)更新之后，要對服務(wù)單元進行重新分解，如果之前存在著客戶端與微服務(wù)之間有通信聯(lián)系的情況，會導(dǎo)致后期代碼重編難度增加。

上述所存在的問題，可以通過微服務(wù)架構(gòu)中的API路由網(wǎng)關(guān)來進行解決與處理。微服務(wù)網(wǎng)關(guān)作為調(diào)用端與接口提供端之間的中間層。所有的外部請求都會經(jīng)過微服務(wù)API路由網(wǎng)關(guān)。也正因如此，可以讓調(diào)用端與API網(wǎng)關(guān)進行交互通訊，從而實現(xiàn)對所有微服務(wù)接口的通信，達到減少調(diào)用端與微服務(wù)接口之間的交互次數(shù)、便于各項權(quán)限的驗證的目的。

三是服務(wù)層。服務(wù)層是由拆分出的獨立、具有擴展性的微服務(wù)單元所組成。服務(wù)層中所涵蓋的是與業(yè)務(wù)相關(guān)的微服務(wù)和一些基礎(chǔ)服務(wù)。業(yè)務(wù)微服務(wù)主要包含了用戶、設(shè)備、情景模式等微服務(wù)?；A(chǔ)微服務(wù)則包含了權(quán)限認證、日志管理等內(nèi)容，具體的排序會根據(jù)服務(wù)的使用頻率與重要程度來進行排序。圖1就是微服務(wù)構(gòu)架服務(wù)層的示例。

四是通訊層。智能家居網(wǎng)關(guān)管理系統(tǒng)的存在是為了對用戶家庭網(wǎng)關(guān)數(shù)據(jù)以及相應(yīng)的信息進行管理與維護，不但要確保數(shù)據(jù)的統(tǒng)一性，還需要讓網(wǎng)關(guān)與平臺之間能夠達到實時通訊的效果，從而滿足異構(gòu)數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)信息同步增長的目的。

3.3 智能家居網(wǎng)關(guān)管理平臺的主要功能

用戶模板的功能是管理家庭用戶與管理員的數(shù)據(jù)信息。其中涵蓋了新用戶注冊、用戶登錄和用戶授權(quán)這幾項業(yè)務(wù)。設(shè)備以及用戶信息由用戶自行錄入，而管理員則是通過系統(tǒng)以及登錄頁面輸入相應(yīng)的信息進入管理平臺，完成登錄操作。

設(shè)備模板則是對用戶家庭網(wǎng)關(guān)中的設(shè)備信息進行管理與服務(wù)，這其中涵蓋了設(shè)備信息錄入、修改等業(yè)務(wù)。情境模板是建立在管理員獲得用戶授權(quán)后，根據(jù)實際天氣狀況以及用戶的設(shè)備使用情況等，根據(jù)用戶的需求控制家庭設(shè)備的運行情況。數(shù)據(jù)模塊是指定期對數(shù)據(jù)庫中的設(shè)備信息與情境模式信息等進行統(tǒng)一的備份，便于后期查找數(shù)據(jù)，也能夠確保云端與用戶家庭網(wǎng)關(guān)的數(shù)據(jù)保持一致。

由于微服務(wù)架構(gòu)中每個服務(wù)單位所包含的功能都具有較強的獨立性與單一性，因此開發(fā)人員可以根據(jù)業(yè)務(wù)的需求與自己的技術(shù)棧對服務(wù)單位進行合理的開發(fā)與維護。從而確保整個應(yīng)用系統(tǒng)的開發(fā)效率與使用合理性，進一步加快系統(tǒng)更新、升級的步伐。微服務(wù)架構(gòu)應(yīng)用于智能家居網(wǎng)關(guān)管理系統(tǒng)中，在后期的發(fā)展過程中，可以根據(jù)不同用戶的需求，加快系統(tǒng)平臺的升級與修改，管理員也可以通過用戶的授權(quán)，和用戶一起遠程管理家庭網(wǎng)關(guān)的設(shè)備數(shù)據(jù)以及使用狀態(tài)。

4 結(jié)束語

綜上所述，在了解了微服務(wù)架構(gòu)的發(fā)展來源與概念之后，可以進一步了解到微服務(wù)架構(gòu)與單體架構(gòu)相比之下的優(yōu)勢與應(yīng)用方式，根據(jù)目前的時代科技發(fā)展趨勢，微服務(wù)架構(gòu)是當(dāng)前最符合智能家居網(wǎng)關(guān)管理系統(tǒng)建設(shè)與管理的方式。并以微服務(wù)架構(gòu)為中心設(shè)計更加具有實用性與服務(wù)性的智能網(wǎng)關(guān)管理平臺。但目前微服務(wù)架構(gòu)仍然處于實踐階段，后續(xù)還存在著較大的發(fā)展空間，在智能家居網(wǎng)關(guān)管理平臺的用途也在不斷被開發(fā)。

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【通聯(lián)編輯：唐一東】