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物聯網環境下裝置運維解決方案分析

簡要的分析下在物聯網環境下裝置運維方向解決方案的開發。

1. 需求

物聯網環境下,物端,也就是裝置有兩個基本特徵,一個就是數量特別的大,另外一個就是非本地管理。

數量大,分佈廣
這個有很多的報告都給出了類似的預測。
巨大的裝置運維市場

非本地管理
本地管理的最典型的例子就是PC機,例如Windows電腦,如果電腦出了軟體問題,大多數情況,找人來在電腦上診斷,解決。本地管理有一些先決條件,首先在本地有豐富的人機互動介面,可以檢視和分析裝置內部的執行狀況,可以對裝置有直接的系統級別的操作。

這些先決條件對於物聯網中的終端都是問題,例如,如果加上了螢幕,鍵盤,滑鼠這類外設,終端成本,體積,功耗,複雜度立即上升幾個數量級。如果保留串列埠等硬體介面在裝置上,難看+體積大,如果裝置可以本地就做出系統級別的修改,那麼安全,可維護性,效率等問題都接踵而來。

所以大部分物聯網裝置都有非本地管理的需求,非本地管理包括了遠端管理和無管理。

2. 裝置運維的發展

裝置運維很早就出現了,相關的解決方案基本發展分成人工運維階段,視覺化遠端運維階段,自動運維階段和智慧化運維階段。
裝置運維的發展階段

遠端運維
遠端運維的主要特徵就是視覺化,將裝置的內部,外部資訊全部遠端顯示,將裝置的儀表盤遠端顯示在遠端的系統中,甚至顯示一個虛擬裝置在運維端等等。

自動化運維
當裝置數量多到一定級別的時候,自動化運維就要高效很多,是必然的發展方向。但是自動化運維根據裝置的不同,要複雜很多,簡單的如遠端重啟,或者複雜一點,遠端升級下裝置的內嵌的作業系統以及應用程式,或者再複雜一點,自動修復那些執行不正常的終端。

智慧化運維
智慧化的運維是將運維和物聯網技術,人工智慧技術進行深度融合,在將來可能會有多個發展方向。

一個方向是按需運維,簡單講就是根據使用者的使用需求來挑戰裝置的維護策略,將裝置維持在穩定性優先,效能優先,節能優先,功能優先等不同的特性上。

另外一個重要的方向是預測性運維,物聯網提供了大量的相關資料,大資料,人工智慧技術的發展使得預測裝置未來執行狀態的可能性和可靠性大大增加,那麼一個重要的改進就是將維護作在問題發生之前,更進一步地提高整個系統的可靠性。

3. 使用者痛點

有一定的技術壁壘
物聯網裝置,尤其是無線的物聯網裝置,其硬體,軟體,通訊,應用層對使用者來講,都是黑箱,而因為標準化不像PC機那麼高,維護起來更加困難。尤其是通訊技術部分,對維修人員有較高的技術要求。

規模劣勢
在人力成本高漲,自動化,智慧化技術快速發展的今天,維護10萬個裝置和維護1000萬個裝置可能需要付出的成本差異並不大。這樣擁有物聯網裝置數量較少的公司就面臨著規模劣勢。長期看,裝置運維領域的集中度會持續增加,並不斷打破行業的界限。(這也是專業做裝置運維的公司的發展方向)

容易忽視
使用者總是自然地認為低價的東西不值得運維,一個具體的例子,使用者購買了30萬的裝置和30元裝置感受到的運維需求是非常不同的。將來要出現的大規模部署的物聯網終端,更多地會向低成本方向發展。

使用者容易忽視規模效應。如果一個裝置的日故障率是小於0.0001,也就是萬分之一。也就是能正常工作的機率要大於99.99%,這聽上去已經很不錯了。現在使用者購買了一萬個這樣的裝置,那麼這一萬個裝置都正常工作的機率是多少呢?0.9999的一萬次方,約等於0.37,也就是每天下來只有37%的機率這一萬個裝置都是正常的。大部分使用者都容易忽視規模效應。

最後,使用者容易忽視裝置故障背後的影響。某些裝置沒有那麼強的功能,(將來大多數物聯網裝置的功能將比較單一),所以即使工作不正常,也不會造成太大的損失。這裡想指出的是,工作不正常的裝置,還會在使用者的系統中留下垃圾資料,而資料的的完整與可靠性,對將來基於大資料和人工智慧的應用,可能比較重要,也就是說,對將來使用者業務的開發和擴充套件會產生影響。

4. 解決方案架構

在落實解決方案的時候,我們發現並不容易,因為物聯網裝置的運維是和終端相關的,和通訊相關的,還跟其上的應用相關。一個基礎的,通用的解決方案架構如下圖所示。
裝置運維解決方案架構


在物端這一層, 如何做到零開發就能接入使用運維平臺,如何儘可能和使用者應用隔離,如何管理到晶片作業系統級別,如何管理到sim,如何在閘道器上配合低階終端的運維等等有太多的未知的而且難解的問題。


在通訊的管道這一層,如何運維有線的,無線的,短距離的,長距離的通訊,如何從不同的通訊協議中找到運維需要的資訊,如何使用旁帶頻寬執行運維本身的應用,在一種通訊方式失效的情況下,如何運維,等等,也有很多的問題有待挖掘。


在雲這一層,如何全方位地獲取終端資訊,如地理位置資訊,如裝置內部軟體版本資訊,運維功能如何與應用功能進行隔離,如何實現對自動化管理的支援,如何對接外部的智慧系統等等,也有很多可以思考的問題。

線下運維團隊的打通
線上的運維管理不能解決所有的問題,例如硬體問題,硬體燒壞了,軟體和平臺是無能為力的;能源問題,電池沒有電了,軟體和平臺也解決不了問題,因此線下的運維團隊是很有必要設立的。(這裡再次出現了規模效應,對於管理海量裝置的運維公司可以建立更為有保障的線下運維團隊,反之,線下運維團隊將成為裝置製造商或者使用者的利潤黑洞。)

因此,運維解決方案包含線下運維模組,提供移動的運維任務分配管理功能是必要的。

5. 未完待續 (以下省略XX字)

寫在最後,物聯網終端的運維由於和終端和物聯網的應用耦合度較高,目前的裝置運維還處於產品,地域,甚至公司間相互分割的一種狀態,但是我高度地相信,將來一定會出現低耦合,標準化,跨領域的運維技術,拭目以待。