Разработка приложений Интернета вещей получает повышение гибкости от контейнерных технологий

По большей части контейнерные технологии были разработаны для традиционных корпоративные ИТ-среды и позволили использовать современную облачную архитектуру. Однако, по словам Тима Винтера, технического директора компании Machfu, поставщика решений IIoT, у внедрения контейнеров для промышленного Интернета вещей (IIoT) есть также общие черты и преимущества.

Контейнер - это легкая технология виртуализации, которая состоит из всей среды выполнения:приложения, а также всех его зависимостей, библиотек и других двоичных файлов, а также файлов конфигурации, необходимых для его запуска, объединенных в один пакет. Путем контейнеризации платформы приложений и ее зависимостей абстрагируются различия в дистрибутивах операционных систем и базовой инфраструктуре.

«Процесс разработки контейнерного программного обеспечения создает репозиторий« материала », который является вашим приложением и вспомогательным программным обеспечением, и создает так называемый образ контейнера - что-то вроде слоеного пирога из приложения и вспомогательного программного обеспечения», - сказал Гарри Форбс. аналитик ARC Advisory Group.

По данным исследовательской компании Gartner, к 2022 году более 75% глобальных организаций будут использовать контейнерные приложения в производственной среде.

Преимущества контейнеров

Поскольку все элементы приложения «контейнеризированы» в пакет, приложение может быть отправлено для работы в любой вычислительной среде, что снижает сложность при развертывании и обновлении приложений в различных средах, сказал Forbes.

Контейнеры также могут быть полезны в быстро меняющейся среде благодаря своей изоляции. Модули взаимодействуют друг с другом только через четко определенные интерфейсы прикладного программирования (API) и в остальном независимы. Таким образом, модули можно обновлять, не затрагивая других,

Изоляция становится важной по мере увеличения темпов изменений и обновлений приложений.

Точно так же контейнеры также обеспечивают Святой Грааль граничных вычислений:то есть интеллектуальные или поддерживающие ИИ процессы на границе.

«С растущим спросом на обработку данных в режиме реального времени и избежание высоких затрат на передачу и хранение больших объемов и высокоскоростных необработанных данных телеметрии в облаке», - сказал Аюш Тивари, старший менеджер по продуктам IoT, PTC, решение IIoT. провайдер, «все больше пользователей Интернета вещей предпочитают предварительно обрабатывать данные, преобразовывать их и запускать собственную бизнес-логику прямо на периферии». Затем модели с поддержкой искусственного интеллекта и машинного обучения можно обучать и развертывать с помощью локальных изолированных контейнеров на периферийных устройствах.

Кроме того, по его словам, поскольку критически важно защищать и обновлять программное обеспечение, развернутое на периферии, с использованием последних исправлений и функций, стало важным запускать контейнерные рабочие нагрузки, которыми можно легко управлять из облака.

«Перенося определенные рабочие нагрузки на границу сети, подключенные продукты тратят меньше времени на связь с облаком, могут быстрее реагировать на локальные изменения контекста и надежно работать даже в областях с низкой пропускной способностью сети», - сказал Тивари.

[Чтобы узнать больше о Industrial IoT, примите участие Мир промышленного Интернета вещей в декабре.}

Использование контейнеров для устройств IIoT:разбиение на разделы повышает безопасность

Таким образом, контейнеры незаменимы для таких некоммерческих целей, как периферийные устройства IIoT. По словам Винтера, поскольку эти контейнерные пакеты и их содержимое отделены друг от друга и от остальной системы, их можно обновлять индивидуально, не затрагивая другие контейнерные приложения на том же сервере.

По его словам, при использовании технологий контейнеризации для IIoT важно учитывать свойства разделения контейнера (известные как песочница).

«Итак, вместо того, чтобы иметь только один контейнер, который выполняет все монолитные операции на границе, можем ли мы концептуально иметь два контейнера? Один контейнер, например, может отвечать за сбор данных, а другой контейнер может отвечать за настройку граничного устройства », - сказал Винтер.

По словам Винтера, разделение граничных функций между разными контейнерами означает, что одному контейнеру могут быть предоставлены более высокие привилегии, чем другому.

«В коммунальном хозяйстве существуют разные драйверы безопасности и тому подобное, где разделение частей приложения… является преимуществом», - сказал он.

Компоненту приложения, например, который периодически считывает, оценивает и сообщает об аварийных сигналах, могут быть предоставлены привилегии только для чтения для взаимодействия с пограничным устройством. Однако приложение, роль которого заключается в обновлении программного обеспечения на пограничном устройстве, должно иметь больше прав и быть защищено другим способом, сказал Винтер.

«Со стороны предприятия это может быть похоже на роль администратора, а не на роль сбора данных только для чтения», - сказал он. «Таким образом, возможность разделения функций на периферии соответствует современным лучшим практикам безопасности».

По словам Уинтера, способность разделять компоненты приложения улучшает реализацию, предотвращая прямое влияние поведения одного приложения на другое, а также позволяет разработчикам более легко улучшать периферийные устройства. Кроме того, реализация элементов управления и политик на уровне операционной системы позволяет разработчикам - по своей задумке - лучше ограничивать потенциальное влияние нарушений безопасности на систему.

Но поскольку приложения разделены, разработчики должны реализовать схему межпроцессного взаимодействия (IPC) / схему удаленного вызова процедур (RPC), чтобы отдельные приложения могли взаимодействовать внутри граничного узла, сказал Винтер. Он добавил, что разработчики также должны аутентифицировать и контролировать эти схемы IPC / RPC, чтобы они допускали только одобренные взаимодействия.

«Вы действительно не можете запустить процесс на самом устройстве в промышленных условиях, потому что большинство устройств являются очень и очень простыми датчиками и имеют очень маленький ЦП [центральный процессор]», - сказал Стефано Яннуччи, доцент кафедры компьютеров. Наука и техника, Государственный университет Миссисипи.

«Поэтому вам действительно нужно объединить все эти датчики и исполнительные механизмы таким образом, чтобы они управлялись каким-то процессом, который обязательно запускается другими компонентами», - добавил он.

Эти компоненты могут работать как в облаке, так и на периферии, и большую часть времени эти компоненты работают в контейнерах.

«С промышленным Интернетом вещей вы используете контейнеры для реализации функций, которые иначе невозможно было бы реализовать в самих вещах», - сказал Яннуччи.

Согласно Forbes, одним из преимуществ контейнеров для IIoT является то, что разработчики могут создавать среды разработки и развертывания контейнеров, которые обеспечивают выполнение определенных рабочих процессов и процессов тестирования, прежде чем развертывать приложения в производственных средах.

Forbes объяснил шаги, необходимые разработчикам для использования контейнеров для разработки приложений для IIoT.

«Существует конвейер разработки ... для создания репозитория, в котором хранятся все различные версии программного обеспечения, которое у них есть, и система контейнеров, такая как Docker, которая представляет собой программное обеспечение, которое упаковывает все это», - сказал Forbes.

Затем, по его словам, развертывание контейнера берет элементы из репозитория, создает образ контейнера и отправляет его в целевую систему.

«И целевая система - вот где приходит на помощь IIoT», - сказал Forbes. «У вас может быть одна целевая система, у вас может быть сотня, у вас может быть тысяча. И [с использованием контейнеров] обновить тысячу систем не намного сложнее, чем обновить одну. «Контейнеры - очень экономичный и отличный способ управлять приложением, которое у вас запущено в сотнях или тысячах мест».

В то же время контейнеры решают не все проблемы, и действительно, они привлекают несколько. Контейнеры недолговечны - их можно легко создавать и демонтировать, поэтому их видимость и отслеживание могут быть проблематичными.