对于物联网(IoT),目前唯一可以明确地是,无论用什么数字进行统计,物联网都在增长(或正在扩散),并且将来很可能会持续增长。换句话说,物联网的增长增长速度尚不确定。
一物联网有多大
如果回顾一下,甚至在两年前IDC的研究就表明,到2025年连接到互联网的设备数量(包括构成IoT的机器,传感器和摄像头)将达到416亿个,将产生79.4ZB(十万亿亿)的数据。世界经济论坛同意这些预测,并估计将有410亿台设备在采集有关我们如何生活、工作、在城市移动,以及操作和维护我们所依赖机器的数据。
不过,并不是所有研究员都认为这些数字会如此之高,有迹象表明,许多公司开始调低将要使用设备的预估数量。例如,Statista估计,到2025年,全球物联网连接设备的总安装量比到今年估算的138亿台大幅增长达到309亿台。
《物联网神话》一书的作者William Webb教授表示,无法真正知道今天全球有多少台互联设备,但他估计它的数量接近85亿。
Webb在Advantech Connect在线合作伙伴大会上发表讲话时说,他相信全球最终将达到500亿台互联设备,但这将需要更多时间。
二什么阻碍了物联网
以上无论是乐观数据,还是持保留意见的,都涉及到一个议题的核心,而这个议题则是依赖IoT实现工作场所数字化策略的关键:在进行相关投资之前,企业决策者需要弄清楚阻碍物联网发展的因素,并考虑它是否会影响到他们的商业战略。简而言之,这引出了一个问题:阻碍物联网发展的主要问题是什么?我们询问了许多正在使用IoT的人,询问他们认为当前最大的问题是什么,以及为什么IoT扩散会需要那么长时间。从和他们的讨论中了7个问题。
问题一:成熟度
Jens Beck是加拿大Syntax公司的工业互联网、分析和创新云服务的总监。他认为,对于工业物联网而言,2021年及以后将是繁荣发展的年份。不过它们仍然存在一些问题,例如成熟度:
数字化不仅仅是将“智能解决方案”嵌入设备,然后就能获得积极的成果、见解和行动。大多数企业的车间形态都相当异构,有些机器甚至还没有准备好采集数据。在工业4.0浪潮的初期,从技术角度和及专业可用性来看,相关产品供应非常有限,前期投资成本很高。这导致许多早期采用物联网的试水者获得的体验都是负面的。这是在今天看来是物联网失败项目的一个相当普遍的原因。
“物联网世界瞬息万变,所以你需要时刻关注你的标的,保持开放心态,整合对你有用的东西,改变可以优化的东西;”他说。
问题二:缺乏技能
总部位于萨克拉曼多的Geocene公司的首席运营官Dean Croshere表示,物联网需要广泛的技能,这是大多数企业所不具备的。目标是将传感器转换为物联网来提供易于处理的数据,从而引导出有效的(和节省成本或创收的)业务决策,不过它的建设和维护成本很高。
成功构建物联网产品需要广泛的技能。虽然标准传感器可以在本地存储数据或通过一些相对简单的标准协议(如Modbus)进行通信,但是物联网传感器收集的数据必须穿透相当数量定制开发的系统。传感器必须连接到定制集线器或移动应用软件,这需要额外的设备或移动应用程序开发人员。定制集线器或移动应用软件必须上载数据到云中的后端服务器并在其中进行管理,这需要后端开发人员。
为了开发一个有用的物联网产品,企业需要汇总和分析后端数据。他们使用传统分析或先进的机器学习技术来实现,但所有高质量的分析都需要数据科学家参与。最后,他们还需要在一个有效的前端系统中以有用的方式将数据呈现给用户,这需要前端开发人员。
问题三:软件漏洞
Schellman&Company公司物联网首席信息安全官(CISO)Jacob Ansari表示,许多物联网设备运行的都是易受90年代末和00年代初普遍存在的各种漏洞影响的低质量软件。由于软件漏洞,密码使用不当,认证失败以及部署软件困难等,导致设备容易受到各种攻击。
设备制造商还存在在用户准备更换老旧设备前之前就停止了软件支持。也就是说在用户不知情的情况下采集的视频或音频并将其发送给其他方的设备(例如,建立个人或摄像机语音配置文件的语音助手,未经直接知情同意就向有关部门提供数据的设备)。
此外,物联网设备的弱点形成了黑客攻击点,这同时暴露了它们所在的网络。无论家庭住宅还是企业均是如此,因为物联网设备如果不能保证无线网络的安全凭证,就会暴露整个网络。在目前的情况下,现在有这么多人远程工作,一个物联网故障很可能带来的是影响家庭和企业网络的攻击。
“导致设备数量比预期少的因素可能很复杂,毫无疑问,这使许多人感到失望,但是尚存一线希望的是,我们并没有被难以维护的硬件和有问题软件上发生的攻击所淹没,为此,至少我们应该感激不已。”他说。
问题四:复杂性
Ivan Kot是Itransition(一家位于丹佛的软件开发公司)的解决方案顾问,专注于各垂直行业的业务发展。主要原因是,物联网比以前估计的要复杂得多。首先也是最重要的是,有许多物联网连接的选择,但这种多样性被证明实际不是有用而是压制了选择余地。物联网采用者可能因为他们的技术要求局限需要选择单一设备和技术,也可能需要在多种设备和技术间协调。物联网还需要丰富且设备齐全的硬件、软件和数据存储基础设施,因此,采用它通常需要IT系统的改进和足够的投资,这不是每家公司都能做到的。
除此之外,即使在今天,大多数联网设备的计算能力都十分有限,而且可能还和网络安全机制不兼容。为了减轻这一严重缺陷,保护网络免受黑客和恶意软件的攻击,物联网采用者不得不为其配备多层安全控制。
问题五:互联标准
信息服务集团董事兼首席分析师Ron Exler表示,在消费市场上,显然存在许多联网设备,但类似构建智能家居或建筑物所需的互联标准却非常少,更不用说智慧星球了。好像我们能购买的几乎所有东西都可以连接到互联网,像灯泡、洗衣机、汽车、音响、手表、相框、安全摄像头、门铃等等。“这些种类的东西可以很容易增加,不过我不认为人们一定需要或想要更多这样的东西。销售设备的公司渴望获得消费者的使用数据,但我认为这些联网功能并未给消费者增加什么价值,”他说。
上面提到的缺乏标准和互操作性对于企业物联网也是如此。企业以不依赖单个供应商的方式来寻求降低企业运营风险。另外多供应商整合的解决方案会可以更加健壮。还有连接适配操作系统的IT系统也很关键。但是,如果没有足够的数据交换和安全标准,那么物联网将无法发挥其全部潜力。智慧城市是个神奇的概念,但它失败的原因不仅由于上述问题,还有政策和资金方面的原因。
问题六:隐私保护
缺乏隐私保护是对物联网诟病最多的问题:毫无疑问物联网设备为消费者提供了绝佳的体验,但是安全问题始终困扰着物联网,Workever公司首席执行官Damien Knight表示。为了获得理想的效果,物联网设备必须通过互联网交换数据,而在互联网上隐藏着大量黑客。任何规模的数据泄露都有可能严重破坏个人的生活。
物联网设备必须使用顶级加密技术共享信息,以避免数据泄漏。这种技术需要很长时间才能实现和普及。物联网中不断增长的复杂性是引起对整个系统可靠性怀疑的另一方面。由于物联网是一个如此庞大而多样化的网络,因此应用不可避免的会发生故障,而物联网基础设施也有可能崩溃。
问题七:可伸缩性
物联网系统正在改变我们与世界联系和互动的方式,但目前物联网的主要基础设施还缺乏可伸缩性。例如Seneca Global公司的高级副总裁Mike O'Malley所说的,物联网基础架构模型在全球范围内都适用,而这种适用范围则又促进了全球公共云的发展。
大规模的公共云项目初始是为了将软件移植到云中,这种部署和运行方式尽可能地让本地应用程序和软件无需重新设计开发就可以迁移到云中,此方法虽然目前有效,但却无法充分利用私有云的性能,这造成的是大量浪费,像AWS/Azure这样的云服务都是低效率且高费用。因此,现在许多公司正在通过创建基于Kubernetes的更先进的公共云部署方案来更新其物联网战略,这意味着在全球范围内大规模推广物联网之前还需要进行大量额外投资。
什么是Kubernetes
Kubernetes,又称为k8s(首字母为k、首字母与尾字母之间有8个字符、尾字母为s,所以简称k8s)或者简称为"kube",是一种可自动实施Linux容器操作的开源平台。它可以帮助用户省去应用容器化过程的许多手动部署和扩展操作。也就是说,您可以将运行Linux容器的多组主机聚集在一起,由Kubernetes帮助您轻松高效地管理这些集群。而且,这些集群可跨公共云、私有云或混合云部署主机。因此,对于要求快速扩展的云原生应用而言(例如借助Apache Kafka进行的实时数据流处理),Kubernetes是理想的托管平台。
Kubernetes最初由Google的工程师开发和设计。Google是最早研发Linux容器技术的企业之一(组建了cgroups),曾公开分享介绍Google如何将一切都运行于容器之中(这是Google云服务背后的技术)。Google每周会启用超过20亿个容器——全都由内部平台Borg支撑。Borg是Kubernetes的前身,多年来开发Borg的经验教训成了影响Kubernetes中许多技术的主要因素。
红帽是第一批与Google合作研发Kubernetes的公司之一,作为Kubernetes上游项目的第二大贡献者,我们甚至在这个项目启动之前就已参与其中。2015年,Google将Kubernetes项目捐赠给新成立的云原生计算基金会。
为什么需要Kubernetes?
真正的生产型应用会涉及多个容器。这些容器必须跨多个服务器主机进行部署。容器安全性需要多层部署,因此可能会比较复杂。但Kubernetes有助于解决这一问题。Kubernetes可以提供所需的编排和管理功能,以便您针对这些工作负载大规模部署容器。借助Kubernetes编排功能,您可以构建跨多个容器的应用服务、跨集群调度、扩展这些容器,并长期持续管理这些容器的健康状况。有了Kubernetes,您便可切实采取一些措施来提高IT安全性。
Kubernetes还需要与联网、存储、安全性、遥测和其他服务整合,以提供全面的容器基础架构。
当然,这取决于您如何在您的环境中使用容器。Linux容器中的基本应用将它们视作高效、快速的虚拟机。一旦把它部署到生产环境或扩展为多个应用,您显然需要许多托管在相同位置的容器来协同提供各种服务。随着这些容器的累积,您运行环境中容器的数量会急剧增加,复杂度也随之增长。
Kubernetes通过将容器分类组成“容器集”(pod),解决了容器增殖带来的许多常见问题容器集为分组容器增加了一个抽象层,可帮助您调用工作负载,并为这些容器提供所需的联网和存储等服务。Kubernetes的其它部分可帮助您在这些容器集之间达成负载平衡,同时确保运行正确数量的容器,充分支持您的工作负载。
如果能正确实施Kubernetes,再辅以其它开源项目(例如Atomic注册表、Open vSwitch、heapster、OAuth以及SELinux),您就能够轻松编排容器基础架构的各个部分。
--《Redhat.com》
原文由David Roe于2021年4月发表于《CMSWiRe》,原力编译。