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为什么选择DDS?
 
译者:Anna
286 次浏览 评价:  
 2020-9-30
 
编辑推荐:

文章主要介绍了为什么选择DDS,DDS主要优势,DDS与其他物联网技术比较?不同协议的比较。
来自于dds-foundation.org,,由火龙果软件Anna译、推荐。

工业物联网和消费物联网的性能、可扩展性、稳健性、可靠性和Qos(Performance、Scalability、Robustness、Reliability、and QoS for Industrial IoT & Cosumer IoT )

OMG-DDS标准针对需要实时数据通信交换的高性能、高可扩展的工业物联网(IoT)和大规模消费物联网应用环境进行了优化。它已经在智能交通、医疗保健、智能能源等行业的关键任务系统中得到充分证明。

建立在DDS之上的行业标准(Industry standards built on top of DDS)

DDS是其他行业标准的基础,包括OpenFMB,自适应AUTOSAR,MD PnP,GVA,NGVA和ROS2。

DDS适合你吗?(Is DDS Right for you?)

基于DDS在数千个应用中的应用,我们可以预测新项目中对DDS的需求。如果对以下任何一个问题回答“是”,那么DDS可能是您项目中最好的连接框架技术。

您是否存在延迟、网络带宽/吞吐量或扩展问题,因为您测量的延迟在毫秒或更少,或者您有10多个不同的应用程序,或者您有超过1000个数据项要共享?

如果系统离线5分钟(甚至5毫秒),这是一个严重的问题吗?您是否在配置、启动或故障切换到备份服务器时遇到困难?

您是否正在构建一个系统,该系统将花费一年多的时间编写,持续超过三年的时间,并且有望通过多个版本或与旧版应用程序集成?

这些问题可帮助您确定关键的性能,可靠性和集成需求。如果您对以上任何一个问题的回答为“是”,那么您应该将DDS作为一种解决方案进行评估,因为它具有许多其他优点。

DDS的主要优势(Key Advantage of DDS)

OMG DDS中间件标准帮助用户可靠和安全地利用不断增加的设备生成的数据量,同时实时处理数据,并在事件发生时尽快采取行动。因此,它可以实现更明智的决策,提供新的服务,增加收入来源,并降低成本。OMG DDS中间件标准还可以简化物联网的开发,部署和管理,加快上市时间。它提供:

易于集成: DDS使用的以数据为中心的方法允许为无缝信息技术(IT)/操作技术(OT)的互操作性定义通用和可扩展的数据模型。它松散的匿名数据共享抽象完全隐藏了应用程序的连接和拓扑细节。

性能效率和可扩展性: DDS实现可以实现低至30μs的点到点延迟。以及每秒数百万条消息的吞吐量。它使用了非常有效的有线协议,基于内容和时间的过滤。如果设计得当,基于DDS的系统可以实现近乎线性的可扩展性。

高级安全性: OMG DDS安全规范为兼容的DDS实现定义了一个全面的安全模型和服务插件接口(SPI)体系结构。DDS提供标准化的身份验证,加密,访问控制和日志记录功能,以实现IoT系统中端对端的安全数据连接。

开放标准: OMG DDS中间件规范是一种成熟的,经过验证的标准,可供供应商和用户参与。它支持端到端供应商的互操作性,并通过完全开放的、将来证明的API(不带供应商锁-n)来简化物联网系统的开发和集成。

启用QoS:一组丰富的QoS策略允许DDS控制数据分发的所有方面,例如及时性,流量优先级,可靠性和资源使用情况。

可扩展的发现:对于大型动态系统,DDS提供了自动发现功能,该功能提供即插即用功能,以简化系统集成和编排。

适用范围: DDS可以透明地解决点对点,设备到设备,设备到云以及云到云通信的问题。实施可用于嵌入式,移动,Web,企业和云应用程序。

其他技术优势(Additional Techncal Advantage)

编程语言,操作系统,传输和硬件无关

可配置的冗余,以实现极其可靠的操作

支持可扩展的多播数据传送

标准网络协议,可实现无缝的跨供应商应用程序的互操作性

数据选择和过滤以确保网络和CPU资源的有效利用

可扩展的数据类型演进,可面向长生命周期的实用架构

在关键任务系统(mission-critical system)中得到实际验证

消除“烟囱式”软件孤岛的面向未来的国际标准

DDS与其他物联网技术相比如何(How Does DDS Compare to other IoT Technologies?)

DDS在数据中心性、QoS、安全性、发现等方面优于传统的消息传递解决方案

为消费者物联网(IoT)和工业物联网设计的应用程序必须能够有效地扩展和安全地共享数据。然而,这两种类型的物联网应用的系统需求有质的区别:

消费和工业物联网应用的系统要求的定性比较

资料来源:Cutter Journal 2014年12月

消费者和工业物联网具有许多相同的要求。但是,每个要求具有相对不同的相对重要性。例如,工业物联网应用必须处理高数据率的单类数据(high individual data rates)。单一来源(例如飞机发动机)会产生大量数据。消费者物联网应用通常不处理高单个数据速率。但是,所有物联网应用程序都必须处理大量聚合数据(high aggregated volumes of data)。

不同协议的比较(Different Protocols)

物联网应用通常考虑使用几种专门的消息传递/数据共享协议,包括

消息队列遥测传输(MQTT),一种依赖于代理的发布/订阅消息传递协议,设计用于TCP/IP

高级消息队列协议(AMQP),它定义了在两个网络进程(通常是客户端和代理)之间传输消息的有效的二进制对等协议

约束应用协议(CoAP)是一种软件协议,旨在支持简单的低功耗电子设备(例如无线传感器)与基于互联网的系统的连接

下表提供了上述技术的比较。这些物联网协议中有许多是为简化而设计的,因此只能支持非常有限的一组用例。另一方面,DDS是功能丰富的标准,可以透明地处理IoT系统的许多数据连接复杂性,因此简化了开发人员的工作。

DDS:正确的选择(DDS:The Right Choice )

许多真实的系统包括设备,服务器,移动节点等等。他们有不同的沟通需求,但是在可能的情况下使用单一的沟通模式会更好,更轻松。系统设计者应确定哪种协议满足其预期的主要应用场景。然后,将该主要协议扩展应用到系统的其他设备和软件中。

例如,设备间数据使用与设备数据收集是不同的用例场景。打开电灯开关的要求(最好是使用CoAP)与管理该电源的生成(最好是使用DDS),监视传输线(最好使用MQTT)或在数据中心内通信电源使用(最好使用AMQP)的要求有很大不同。

总体而言,DDS是这些协议中最通用的。它可以管理微型设备,连接大型高性能传感器网络,并对时间要求严格的控制回路。它还可以应用于云端服务,并从云端接收数据。

DDS通信是点到点对等的。消除消息代理和服务器简化了部署,最小化了通信延迟,最大化了可扩展性,提高了可靠性,并降低了成本和复杂性。使用DDS确实需要构建一个数据模型并理解以数据为中心的原理。DDS非常适合需要持久、可靠、高性能体系结构的物联网应用。

   
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