Почему Интернету вещей нужна мощь современных контейнерных технологий

Интернет вещей (IoT) — это сеть взаимосвязанных устройств, зданий и объектов, подключенных к Интернету. IoT стал неотъемлемой частью нашей жизни, и в ближайшие годы он будет продолжать расти. Революция IoT перенесла методы DevOps из облака в зарождающийся мир периферийных устройств. Предприятия все чаще внедряют облачные технологии для периферийных устройств, чтобы использовать сложные вычислительные, сетевые возможности и возможности хранения данных облачных вычислений. Предприятиям нужны преимущества, которые предлагают облачные подходы. Тем не менее, большинство встраиваемых устройств созданы как одноцелевые устройства с фиксированными функциями, поэтому их аппаратные ограничения могут затруднить поддержку облачных подходов, таких как CI/CD, управление секретами и сервисные сетки. Если разработчики встраиваемых систем хотят, чтобы их устройства оставались конкурентоспособными, им нужна облегченная распределенная программная архитектура, которая расширяет возможности облака, не выходя за пределы физических ограничений встроенных устройств. Самый эффективный способ распространить облако на встроенные устройства IoT — использовать контейнерные технологии.

Централизованный и децентрализованный Интернет вещей

Системы IoT становятся более сложными, чем когда-либо прежде. Существует множество типов устройств IoT, от легких до мощных. Генерируются различные типы данных, включая данные, генерируемые устройством или человеком, данные датчиков и данные, генерируемые машиной. Есть аппаратное и программное обеспечение, которое питает аппаратное обеспечение. Какой из них важнее, зависит от назначения системы.

Существуют разные подходы к управлению данными IoT. Одним из них является подключение возможностей облачных вычислений к физическим устройствам путем встраивания микропроцессоров в платы, которые могут помочь обрабатывать данные IoT локально для маломощных устройств с ограниченными возможностями связи. К ним относятся промышленные датчики IoT, встроенные в заводское оборудование. Другой подход заключается в том, чтобы полагаться на мощные аппаратные возможности обработки данных, как в беспилотном автомобиле. Хотя оба они используются для разных сценариев, в этой статье мы сосредоточимся на первом подходе — встраиваемых устройствах с низким энергопотреблением, которые составляют большую часть подключенных устройств IoT.

Данными со встроенных устройств можно управлять централизованно или на периферии. Части обработки данных в системе IoT должны быть централизованы, а части должны быть децентрализованы. Например, в устройствах IoT, таких как датчик на заводском оборудовании, данные собираются и передаются в централизованное облако IoT, где они обрабатываются. Датчик должен быть надежным при сборе данных, и сеть должна быть столь же надежной для передачи собранных данных.

Сенсоры и встроенные устройства IoT собирают данные из физического мира и передают эти данные на общедоступные или частные облачные серверы. У них также есть легкие операционные системы и работающие на них приложения, которые необходимо поддерживать, обновлять и защищать. Здесь в игру вступают контейнеры. Они помогают справиться с этой сложностью, поддерживая целостность базовой системы. Контейнеры позволяют разработчикам с легкостью создавать сложные системы, сохраняя при этом масштабируемость, безопасность и переносимость.

Что такое контейнеры?

Контейнеры, по сути, представляют собой легкие виртуализированные программные среды, которые могут запускать изолированные экземпляры приложения или операционной системы. Контейнеры сокращают накладные расходы, выделяя системные ресурсы только по мере необходимости. Это делает их идеально подходящими для встраиваемых устройств, которые часто имеют ограниченные возможности ОЗУ и хранилища. Поскольку большинство встроенных устройств работают под управлением ОС Linux, контейнеры Linux (LXC) быстро становятся предпочтительной контейнерной технологией для миграции встроенных систем в облако. Контейнеры LXC запускают виртуализированные экземпляры ОС Linux. Их можно использовать для создания модульного дистрибутива Linux, настроенного для безопасной работы в пределах хранилища встроенных систем (подробнее об этом позже).

В то время как контейнеры LXC возрождаются благодаря буму IoT, контейнеры Docker продолжают занимать лидирующие позиции на рынке контейнеров. Контейнеры Docker быстро становятся популярными среди разработчиков встраиваемых систем благодаря своим легким и удобным функциям. В то время как контейнеры LXC предлагают виртуализацию на уровне системы, Docker фокусируется на контейнеризации приложений. Каждый контейнер Docker изолированно запускает одно виртуализированное приложение, упаковывая только код приложения и зависимости. При правильной системе управления контейнерами встроенное устройство может выполнять все свои процессы изолированно с использованием контейнеров, предотвращая ошибки и ошибочные обновления, приводящие к сбою всей системы, и обеспечивая реализацию передовых методов безопасности.

Зачем использовать контейнерную технологию с устройствами IoT?

Важно отметить, что контейнеры позволяют развертывать облачную архитектуру во встроенных системах. Они поддерживают реализацию концепций DevOps, архитектуру микросервисов и непрерывную доставку во встроенных системах — все это имеет решающее значение для миграции в облако. Контейнеризация облачных технологий может дать предприятиям множество преимуществ, включая экономию средств, гибкость при смене поставщиков облачных услуг и возможность масштабировать услуги для быстрого удовлетворения спроса.

Контейнеризация была важной частью движения DevOps. Контейнеры обеспечивают переносимость и безопасность, предоставляя изолированные среды для программного обеспечения, позволяя разработчикам тестировать приложения на своих локальных компьютерах, не беспокоясь о том, что что-то сломается. Эти преимущества теперь применяются к IoT и разработке встроенных систем.

Контейнеры как технология позволяют управлять устройствами и датчиками IoT таким образом, чтобы их можно было легко увеличивать и уменьшать. Контейнеры также устраняют необходимость запуска тяжелых гипервизоров. Таким образом, мы можем снизить нагрузку на системы IoT и сделать их более надежными.

Контейнеры и микросервисы

Микросервисы относятся к архитектурному подходу, включающему разработку приложения как набора независимых модулей, а не монолитного программного объекта. Контейнеры позволяют развертывать приложения и дистрибутивы для встраиваемых систем в слабосвязанных микросервисах, что оптимизирует использование ограниченной оперативной памяти и хранилища встроенных устройств. Это более безопасно и гибко, чем монолитные архитектурные подходы, которые разрабатывают приложение как единое целое с тесно связанными модулями.

Монолитные архитектуры сложно обновлять, поскольку новые обновления требуют обновления приложения как единого целого. Кроме того, монолитные архитектуры встроенных систем часто занимают ценное пространство с избыточными компонентами, которые трудно исключить без ущерба для функциональности других компонентов.

С другой стороны, контейнерные микросервисы можно легко обновлять покомпонентно по отдельности, не затрагивая другие запущенные процессы. Это позволяет чаще и автоматически выпускать обновления, гарантируя, что облачные встроенные устройства всегда актуальны и защищены от уязвимостей. По сути, внедрение архитектуры контейнерных микросервисов позволяет внедрить структуру непрерывной доставки в рамках корпоративной архитектуры Интернета вещей.

Кроме того, контейнерные микросервисы можно быстро реплицировать в разных периферийных местоположениях предсказуемым и воспроизводимым образом. Это ускоряет выполнение операций, поскольку позволяет повторно использовать код на разных устройствах и в периферийных местоположениях. Он также отделяет программное обеспечение от аппаратного уровня, предоставляя организациям гибкость на периферии.

Контейнерные технологии и Интернет вещей: множество преимуществ

Возможности для создания интеллектуальных систем IoT на периферии и в облаке безграничны. По этой причине предприятия должны быть хорошо информированы о рисках и преимуществах, прежде чем принимать решение о внедрении этой технологии. При оценке решений IoT учитывайте, насколько они нативны для контейнеров. Контейнеры предлагают множество преимуществ при управлении данными IoT, а также при развертывании и обслуживании приложений и операционных систем. Контейнеры произвели революцию в мире ИТ и DevOps. Пока еще рано, но все контейнеры готовы сделать то же самое для мира IoT.

Рекомендуемое изображение: Дизайн Macrovector / Freepik