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指挥一场数据大合唱

物联网(IoT)创建了一个跨网络、协议和设备的数据海洋。这就要求物联网分析技术必须走在前沿,否则随着时间的推移,零碎数据的抓取、归一化和分析都将无法实现规模化——除非面向基础连接技术的计算环境实现了智能化,具备上下文感知能力,并且屏蔽了底层接入技术的差异。智能解决方案将来需要进一步发展,不仅需要开发良好的分析与逻辑方法,还需要开发“软传感器”(虚拟传感器),它能够留存在一个公共、弹性且智能的平台上,并能够跨平台动态组装,从而有效解决物联网的复杂性问题。

专门从事多设备管理解决方案开发的VizLore公司有效结合多种技术,开发了一个敏捷物联网平台。通过该平台能够跨网络、跨设备地创建并管理软传感器,并以自适应和可扩展的方式利用这些软传感器进行数据分析。软传感器是基本的数据分析模块,它们被动态地组装到一个分布式的物联网数据分析平台上,为数据提供可操作性,例如数据优化、可控的操作流程以及可预测和可预防环境下的工作流。

VizLore已经创建了一个能产生真正商业效益的平台,将复杂问题内化以便于用户实施,并为其提供面向未来的可扩展性。

数字经济中的数据

2013年的一份研究报告称,之前两年所产生的数据量占全世界所有数据总量的90%,从而实现了在过去30年里数据每两年增长10倍的趋势。若放到今天,同样的研究结果会显示出过去5年我们又创造了全世界所有数据总量99.5%的数据。

这些激增的数据产生于各处:社交网络的帖子、数码照片和视频、银行和商业交易记录、智能手机应用软件,以及用于收集操作和上下文信息的传感器。我们正处于一场重大的科技革命的中心,数字化现在正占据经济的各个领域。数字化主导的全球性趋势在2015年对全球经济的贡献为22%,预计到2020年其将达到25%。

这些大量的数据构成了我们所称的“大数据”。数据分析是一门快速兴起的技术,通过组合并分析过去的数据集来预测问题并提供规避措施,以此创造商业价值。

事物的两面性

大数据有两种用例:一是涉及历史数据安全存储和易获取的“静态数据”场景,二是涉及挖掘动态数据价值的“快速数据”场景。物联网关心的更多是“动态数据”,其任务是捕捉并实时地(或近实时地)获取上下文价值。

快速数据位于物联网连接设备的前端和中心。物联网从多个离散源收集了前所未有的海量数据,并利用人工智能应用将系统、数据和人关联起来,创建了一个能从根本上改变相关机构的解决方案。

物联网分析能够以3种基本方式实现商业效益:

  • 将人工操作或易出错的流程进行自动化,释放资源以集中于最有价值的操作部分;
  • 加强公司与客户之间的关系,实现对客户需求更深入和更丰富的了解;
  • 通过创建新的营收来源和定价策略来升级公司的商业模式;升级能够产生经常性收入的相关服务的单个和一次性的产品销售。

两个计算层面

物联网将改变我们目前的生活、工作和娱乐方式,并且很快我们就会被各种具有特色功能的连接设备、传感器、可穿戴设备和应用包围。当然,我们还不能保证任意两个或多个系统之间能够相互交流或者分享数据。为了从物联网世界中获得预期的长期价值,VizLore公司正在采取一套整合方法来实现这些预期,而该方法就是实施以安全为重点的基于软件定义网络(SDN)技术的平台即服务(PaaS)架构,用于协调物联网网络中的设备和数据流。

该VizLore平台物理上可划分为两个计算层面,分别是“边缘计算”和“云计算”。“边缘计算”应用并分布在连接设备和组网元素上,以此实现对快数据的战术处理,并提高服务弹性;“云计算”则用于协调边缘设备上的分布式计算和业务集成,并执行战略监管和工作流控制。

为提高物联网平台的有效性,VizLore使用开放的、专门建立的SDN解决方案作为边缘平台依赖的基础结构。基于以下几点,SDN解决方案使得分布式数据的采集和处理得以实现:

  • 边缘网络设备,例如Wi-Fi、网关和传感器,要求SDN逻辑更靠近终端用户,对特定事件做出决策的响应要比云做出的响应更快;
  • 使用SDN控制平面将物理传感器和网络性能数据动态组装到软传感器星座图上;
  • 通过将设备、网络和云端的软传感器并置到一起,实现具有可扩展性和灵活性的数据分析,来为系统性能提供具体行动方案。

保持物联网数据的流动性

借助边缘设备和雾设备的配合,例如交换机、防火墙、IP摄像头、传感器和蓝牙Beacon基站等,SDN为物联网增值服务的创造开辟了一个全新的世界。由于网络的部分软件位于云中,用户可以很容易地对其进行更新和重新定义,以满足未来的任何需求,并且可以在不需要现场IT人员帮助的情况下维护网络安全。VizLore的SDN方案可以从连接设备处拾取传感数据,这意味着其能将来自不同源的信息编译到软传感器中,然后这些软传感器再进一步与其它软传感器结合来提供可操作的建议。

部署了边缘设备并从云端协调的SDN结构能够屏蔽物联网网络管理的复杂性,便于用户能够着重优化其关键业务流程。SDN结构使软传感器能够透明地融合可能存在于复杂案例中的不同协议和数据格式,包括Wi-Fi、ZigBee、AllJoyn以及Project Haystack。另外,SDN结构还能够将这些离散源数据汇编到软传感器网络上,这些软传感器网络通过云平台上的应用程序编程接口(API)抽象层进行管理。

VizLore的物联网平台架构是灵活和开放的,并且允许不同类型的设备、传感器、电器和可穿戴式设备相互连接。通过各种方式从VizLore系统获取的数据最终都会变成对终端用户有用的数据。

软传感器堆叠

软传感器有两类:一类对动态数据处理进行优化,称为DiM软传感器;另一类擅长静态数据处理,称为DaR软传感器。

DiM软传感器能够部署在网络和边缘设备上以便采集、格式化和分析所有可获取的上下文数据。包括传感器原语在内的组网元素提供多种数据,例如接口状态(包括队列等级、信噪比、发送/接收比特率和丢包)、系统状态(包括CPU/RAM负载、本地存储、路由表和耗电量),以及环境状态(包括连接设备、有效/无效链接和周围的Wi-Fi网络)。结合传感器原语,无需在专用的服务器或SDN控制器上进行后期处理,软传感器就能提供上下文结果。

一般情况下,这种方法需要在每一个网络设备上(Wi-Fi接入点、交换机或者网络路由器)都部署一个软件代理。安装这些软件代理是为了将每个设备操作系统的传感器原语处理程序,例如Open WRT(Linux)操作系统,与软传感器的数据分析模型桥接起来。该代理会提供一个由操作系统控制的资源抽象层来供数据分析流程利用,而无需进一步格式化或预处理。另外,该代理能够加速数据分析并能让不同的软件传感器(不同的数据分析模型)部署在不同的组网设备上。一个软件代理的主要构件如下:

  • 软件挂钩(hook):用于整合功能,从而揭示组网接口和其它组网节点资源的状态和测量情况,例如CPU和存储器;
  • 缓冲器:用于缓冲传感数据和上下文数据,使格式化准确;
  • 数据格式化程序:将从基础操作系统中采集的传感数据和上下文数据显示到DiM软传感器的数据分析程序上;
  • 动作处理器模块:将规范分析的结果转换为组网节点的配置命令;
  • 查询处理器:提供API元素,使软传感器可以从软件代理的缓冲器处获取格式化的传感数据和上下文数据。

在SDN逻辑中,若是在控制器或组网设备上应用DiM软传感器,则软件代理是作为一个南向API应用的;反之,若是在云或者高层级的SDN控制器上部署DiM和DaR软传感器,软件代理则是作为一个北向API部署的。

软传感器具有不同层次。DiM软传感器通常被置于组网元素中,用于整合对传感器原语导入的信息所做的测量与分析。这是网元操作系统的功能之一。DaR软传感器部署在云平台托管的虚拟网络控制器上,这些DaR软传感器将DiM传感器、传感器原语和其它上下文数据源,例如门户网站和开放的数据库,所提供的结果进行合并,可为主动资源和服务条款规划提供必要的更深入的分析洞察。

VizLore物联网分析平台架构图

上图展示了如何合并不同的上下文数据源和传感测量来创建DiM和DaR软传感器的分层架构。每一个相邻层级都向网络事件中的网络状态、趋势、状态迁移和相关性提供更深入的分析洞察。通过定义好的REST API(API抽象层),DiM和DaR软传感器能够实现分层组装。这使软传感器和规范化、可预测的物联网数据分析得以在需要的时间和地点进行部署(这取决于特定通信网络上的服务和应用)。

商业效益

物联网分析平台能够提供许多新的现代化服务,而软传感器和双层架构所实现的灵活性旨在产生切实的商业效益。使用者可以:

  • 加速创新,扩大市场规模并提升客户体验,而无需增加操作复杂性。
  • 持续监控、分析并优化开发和制造过程,以支持优化工作流程和高效运营。
  • 管理分布于全球的复杂和不断扩大的实物资产投资,并且有效监管供应链合作伙伴不断发展的生态系统。

发挥有效作用的传感器

当用户意识到验证边缘设备、传感器和可穿戴设备的重要性的时候,其所面临的挑战是需要检测的未经授权的无线网络路由器将呈现数量级上的提升。在一个智能楼宇的部署中,VizLore以复合软传感器的形式布置了“非法接入点探测设备”来探测可能会构成安全威胁的未授权接入点。

对于物联网使能的智能网络用户来说,他们可以展开狂放的想象力来开发新的业务,或者改造旧的流程,并将其完全带入到新的世纪。

保持市场竞争领先地位

每一个具有前瞻性的企业都必须发展新的技能,并且管理物联网、大数据、移动性和云计算的工作流以保持其在数字经济中的竞争优势。为了有效地利用数字时代的新商机,各机构必需要克服多个挑战,包括整合来自多个信息源的数据、自动采集数据以及分析数据,从而制定具体行动方案。

VizLore基于软传感器的物联网分析平台十分适用于应对这些挑战,其为传统和非传统用户提供了各种必要的手段,以帮助他们抓住趋势预测带来的颠覆性机遇。需牢记的是物联网是关于数据而不是设备的,这一点非常重要,因为数据是21世纪的主要原材料,而原材料也一直代表着巨大的潜在价值。负责地采集数据、高效地处理数据,并学会与数据进行广泛合作。切勿过度规划,只需直面未来,并勇往直前!

Dragan Boscovic/文

VizLore有限责任公司首席执行官

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