如何设计可靠的 IIoT 架构

打造可靠的 IIoT 设计就是建立在基础架构层上，并根据特定的网络需求对其进行定制。IIoT 网络的组织方式会影响性能、优化和安全性。通过将 IIoT 设备集成到设计良好的网络架构中，您可以确保充分利用这些设备。

近年来，IIoT 技术取得了长足的进步，获得了更多的功能和应用。大规模采用它需要您战略性地组织您的网络。在制定 IIoT 设计之前，您必须确切地知道要将 IIoT 用于什么，因为它会影响您组织理想的网络架构安排。不同的使用案例需要备用架构层。

三个最基本的层是设备、网络和应用程序。当然，您的独特设计可以有更多的层次，但从这三个开始是必不可少的。

设备层包括 IIoT 设备本身，例如传感器、智能相机或可穿戴设备。任何物理连接的智能设备都是该层的一部分。

网络层充当设备层和 IIoT 设计其余部分之间的桥梁。它包括用于网络通信的设备和协议，例如 Wi-Fi、5G、蓝牙或以太网。您的网络层是 IIoT 架构的一部分，它允许设备层与网络的其余部分进行通信。

应用层是在 IIoT 设计的其他层中收集和传输的数据的最终目的地。物理数据服务器或云存储等基础设施是这一层的一部分。这是数据最终存储以供其他应用程序使用的地方。

三层 IIoT 架构设计主要是当今更复杂结构的起点。改进 IIoT 设计是构建弹性的关键部分。您可以定义其他层，使您的架构更有条理，并进一步阐明所有内容是如何连接的。

网络层可以分为传输层和处理层。在这种配置中，LTE 或 5G 等数据传输技术有自己的类别。同时，较大的网络层的处理端充当到应用程序层的桥梁。此外，处理层还包括云存储和 AI 等技术，否则这些技术可能是应用程序层的一部分。

如果您的 IIoT 设计中有很多网络技术，或者想要使用 AI 等高级处理工具，那么拆分该层可能是明智的。但是，全面测试和评估不同技术如何协同工作也很重要。这将允许您更详细地定义数据传输和数据处理技术之间的交互。它还将确保在连接新技术时没有任何错误或错误。

同样，您可以通过在网络层和应用程序层之间添加分析或可视化层来进一步优化您的处理组织。例如，IIoT 设备在设备层收集数据，通过网络层传输数据，并将其发送到云端进行处理。

此配置通常与边缘计算或云计算一起使用，以实现快速数据处理。但是，边缘或云服务器也可以隔离为自己的单个层。这提升了这些技术在您的 IIoT 设计中可能发挥的重要作用。

分析或可视化层使原始数据有意义 --- 它本质上是来自设备层的数据与最终用户或应用程序之间的转换器。您可以分析关键指标或将其转换为易于理解的图形或图表。它以人类可以理解或应用程序可以利用的方式格式化数据。

除了纯粹的技术层之外，您还可以将 IIoT 设计与组织的目标联系起来。Industry IoT Consortium 开发了一个独特的框架，用于在 IIoT 架构中定义面向业务的层。此模型使用更开放的 "视点" 而不是刚性层。

这四个视点是实现、功能、使用和业务。实现层包括 IIoT 架构中设备的纯技术概述，而功能视点定义了实现层中的设备和组件如何连接。您可以将以技术为中心的 IIoT 架构设计分为前两个观点。

使用层的作用与标准三层体系结构中的应用程序层非常相似。它概述了如何将前两层中的互连技术用于不同的任务或活动。这也是定义基本架构功能的地方。

最后，业务视点将 IIoT 设计的设备、连接和功能与其业务目标联系起来。它准确概述了架构如何为利益相关者的目标和优先事项做出贡献或解决他们的担忧。

如果您采用 IIoT 时考虑到特定的业务最终目标，则此层可能会有所帮助。例如，您的公司可能正在使用 IIoT 来降低运营成本。在 IIoT 设计中定义业务层可在 IIoT 网络的运作方式与实现这些目标的方式之间建立具体的联系。

专家估计，截至 2022 年第四季度，每月有超过 1000 万次物联网网络攻击。虽然 IIoT 设备对企业来说有很多优势，但它们因安全性差而臭名昭著。因此，您必须确保您的 IIoT 设计包括主动安全措施。

2020 年，美国国会通过了《物联网网络安全改进法案》，确立了最低的物联网安全标准。该法案中概述的法规将加强新制造的 IoT 设备的最低安全协议。

此外，您可以使用网络分段，或者使用专用安全协议将架构的网络层拆分为孤立的孤岛。网络分段将黑客的损害限制在他们破坏的单个孤岛，而不是整个网络。

打造可靠的 IoT 设计就是要了解您独特的 IIoT 需求并将其应用于您的网络组织。从三个基本层开始，然后向体系结构添加更多层，以根据您的需要对其进行优化。在每个架构层，确保优先考虑网络安全措施以构建网络弹性。