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2017/9/27

鎖定物聯網MQTT協定傳輸優化 解決裝置OTA韌體更新難題

就近打消IoT傳輸瓶頸 邊緣伺服器大軍全球登場

洪羿漣
物聯網應用前景大好,可望逐步落實於商業營運、民生建設、消費性用品等領域,然而網路連線頻寬不足、傳輸延遲時間過長、遭受惡意攻擊等風險,卻恐將阻礙市場發展。
對此Akamai以全球佈建超過二十萬台邊緣(Edge)伺服器為基礎,為物聯網設計提供大型檔案分散處理(Large File Distribution,LFD)與分散式溝通與處理(Distributed Communication & Processing,DCP)解決方案,其中DCP預計於2017年第四季發布Beta版。

超過六成企業已開始評估與測試物聯網應用

目前全球可連網裝置的數量約有64億,Akamai大中華區媒體技術解決方案部技術經理劉燁指出,國際市場研究調查機構預測,到2020年將成長到500億之多。整體發展趨勢,大致會有三個階段,首先是個人與家庭用戶,也就是現階段常見的個人穿戴、家電用品等裝置;第二階段是擴展到社會化應用,例如根據監控攝影機來控制交通訊號燈;第三階段則是所有裝置皆可連線上網,屆時的智慧型裝置已不僅只是手機,可包含飛機、汽車等各種跟生活息息相關的裝置。


▲ 分散式溝通與處理(DCP)解決方案主要是用於協助優化MQTT通訊協定的傳輸。隨著物聯網應用發展,MQTT已被廣泛採用,但以往的CDN服務供應商卻並未提供支援,著眼於此需求,Akamai著手研發DCP,扮演中介者角色,可提供預先處理資料的能力。(資料來源:Akamai)


連網裝置須仰賴高科技製造業生產提供,正是本土產業可發揮之處,因此Akamai日前針對台灣地區進行物聯網應用的隨機調查,透過郵件與電話訪問不同產業的IT人員、管理者、銷售業務等職務共314人,發現台灣企業對於採用物聯網的進展階段,超過六成已經開始搜集資料、進入評估階段、實際驗證測試中。

Akamai香港暨台灣地區媒體部門行銷總監陳秀慧指出,受訪者認為連網裝置的關鍵問題,統計排名依序為資料安全與隱私、電池續航與充電時間、軟體與裝置相容性問題導致服務中斷,「由此可發現,台灣企業認同物聯網可帶來的效益,但是卻不知該如何著手建置,才得以讓物聯網順暢運行。」

大型檔案分散處理 解決網路傳輸問題

從技術面來看,不同物聯網應用場景,對於網路連線頻寬與延遲時間的要求也不盡相同。劉燁進一步說明,像是網路監視器、家用閘道器,頻寬要求較高,大多採以固網服務傳輸;若是高速移動的應用環境,像是歐洲車輛緊急呼叫系統eCall,在交通事故發生時,車內感知器會自動觸發撥打緊急救援電話、醫療中心等不同單位。這類型的應用,對於網路延遲較為敏感,需要立即彙整資料以便判斷執行,即可由Akamai的資源體系就近處理,降低網路延遲性問題。

近期Akamai已開始提供的大型檔案分散處理(LFD)機制,協助連網裝置快速地執行空中(Over-The-Air,OTA)韌體更新,可依據應用場景,定義優先順序較高的檔案,來加快檔案傳輸速度。其中包含三個組成元件:運用快取機制讓檔案快速交付、提供雙向認證並防範遭受DDoS等攻擊、即時監控,在連網裝置部署後,由遠端監看設備連接數量、運行狀態、傳輸速度等資訊,並且產出統計報表。

「大型檔案分散處理機制應用於透過OTA方式抓取韌體執行更新,是先把檔案複製到Edge伺服器,再就近發布給相關用戶。」劉燁說。 由於韌體發佈更新與Akamai原本擅長的網頁應用傳輸交付方式不同,網頁存取應用通常資料量較少,但是韌體檔案則是大檔案的遞送,可能為單檔GB等級,網路連線品質必須足夠穩定,才得以順利下載,不致因為封包遺失、網路延遲時間過長等因素造成連線中斷後,又得重新傳送,因此Akamai設計以大型檔案分散處理機制協助解決此類網路傳輸問題。

大型檔案分散處理另一特性則是納入遞送優化設計,也就是把大型檔案先行切割後再執行傳遞,即便過程中發生斷線,重新建立連線後亦可續傳,提升遞送的效率。

此外,連網裝置若是Android或Linux系統平台,可透過內嵌Akamai SDK,讓裝置連線到Akamai Edge伺服器的下載通訊協定,自動變更為UDP通訊協議,提升傳輸效率,相當適用於網路基礎建設穩定性較差的環境。

分散式溝通與處理 簡化設備與平台交付程序

預計於第四季發布Beta版的分散式溝通與處理(DCP),則是為了協助處理MQTT通訊協定所設計。劉燁指出,原本設備端所產生的資料,主要是傳遞到企業內部資料中心,現在更多的連網設備會搭配公有雲服務所建置的系統來管理,不再需要全數傳回公司內部。甚至未來十年後,可能也不再需要公有雲服務的系統,連網設備本身具備儲存空間,並且可直接與其他設備溝通。

「儘管現階段大多是透過行動裝置上安裝App,遠端控管連網裝置來執行操作指令,因此仍須介接回到資料中心或公有雲環境所架設的系統,但可預見未來的主流發展是設備之間彼此直接溝通訊息。而設備彼此之間的溝通,主要將透過MQTT通訊協定實作。」劉燁說。典型的應用場景,即是發布與訂閱模式,也就是連網裝置設計有狀態值等資料的發布機制,管理者則透過訂閱服務,直接遠端監看應用狀態。

Akamai提供的分散式溝通與處理,主要即是讓Edge伺服器系統成為中介者(Broker)的角色負責通訊,提升物聯網應用環境中資料傳遞的速度,並偵測連網裝置彼此溝通出現問題時,立即發出告警。另一方面,在物聯網時代下,必須透過搜集大量的資料才有能力分析,因此最終的資料仍須回到企業內部資料中心,因此Akamai Edge伺服器亦可成為搜集資料彙整中心,再傳送到客戶端。

劉燁強調,Akamai即將發布的分散式溝通與處理解決方案,可說接管了整個物聯網平台與設備之間通訊的邏輯,不再僅止於資料傳輸,亦可提升邊緣網路的傳輸效能,並確保用戶體驗,同時成為MQTT通訊協定的中介者,簡化設備與平台之間交付的程序。即便未來物聯網在各行各業蓬勃發展後,可能未必採用MQTT通訊協定,但只要有新的協定成為業界標準,Akamai也會持續跟進支援。

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