物聯網 （IoT） 和工業互聯網 （I2） 的真正價值在于無處不在的信息可用性以及由此可以做出的決策。無處不在的數據可用性的重要性極大地提高了對基于標準的數據共享技術的關注。在這篇文章中，我將分析 IoT/I2 系統的數據共享需求特征，并描述對象管理組 （OMG） 數據分發服務 （DDS）標準如何理想地解決這些問題。

　　IoT/I2 中的

　　數據共享 IoT/I2 系統中的數據共享模式可分為以下幾類：

　　這種通信模式在設備或傳統計算系統需要有效共享數據的邊緣系統上很普遍，例如工業廠房、車輛、移動設備等。設備-2-設備數據共享由無代理的點對點促進簡化部署、促進容錯并提供具有低延遲和高吞吐量的性能敏感型應用程序的基礎架構。

　　單個設備和子系統與云服務和應用程序交互，用于調解數據共享以及數據收集和分析。根據應用程序和共享的數據類型，Device-2-Cloud 通信的需求可能大相徑庭。例如，遠程手術應用程序比智慧城市應用程序具有更嚴格的時間要求。另一方面，智慧城市應用可能對設備的高效網絡和能源管理有更嚴格的要求。因此，根據用例，Device-2-Cloud 通信必須能夠支持高吞吐量和低延遲的數據交換以及在帶寬受限的鏈路上的操作。對間歇性連接和可變延遲鏈路的支持也非常重要。

　　盡管目前很少有系統被部署為跨多個 IaaS 實例或多個 IaaS 區域（例如跨 EC2 歐洲和美國區域部署），但能夠輕松有效地跨云“域”交換數據將變得越來越重要。在這種情況下，數據共享技術需要支持智能路由，以確保始終采用最佳路徑來分發數據，提供高吞吐量并提供低每消息開銷。

　　除了上述數??據共享模式外，數據分發技術還需要妥善解決跨領域問題，例如平臺獨立性——例如，在嵌入式、移動、企業和云應用程序上運行的能力以及安全性。

　　數據分發服務 （DDS）

　　DDS是一種OMG標準，可實現無縫、無處不在、高效、及時和安全的數據共享——獨立于硬件和軟件平臺。DDS 定義了允許多個供應商實現互操作的有線協議以及簡化跨供應商產品的應用程序移植的 API。該標準要求實現完全分布式和無代理，這意味著 DDS 應用程序可以在沒有任何中介的情況下進行通信，但在有用時，可以透明地代理 DDS 通信。

　　DDS 基礎的基本抽象是Topic。主題捕獲要共享的信息以及與之關聯的服務質量。這樣就可以控制數據共享的功能性和非功能性屬性。DDS 提供了一組豐富的 QoS 策略，用于控制本地資源使用、網絡使用、流量差異化和后期加入者的數據可用性。在 DDS 中，數據的生產是通過Data Writers執行的，而數據的消費是通過Data Readers執行的。 對于給定的主題，數據閱讀器可以進一步細化通過內容和時間過濾器接收到的信息。DDS 還配備了動態發現服務，允許應用程序動態發現系統中可用的信息并匹配相關來源。最后，DDS 安全標準為處理身份驗證、加密和訪問控制提供了一個可擴展的框架。

　　將 DDS 應用于 IoT 和 I2

　　在工業互聯網聯盟確定的與 IoT 和 I2 系統相關的標準中，DDS 是在 IoT/I2 數據共享要求的覆蓋范圍和深度方面脫穎而出的標準。讓我們看看 DDS 有什么讓它如此特別。

　　DDS 為 Device-2-Device 通信提供了一個非常高效且可擴展的平臺。DDS 實施可以縮小到深度嵌入式設備或高端多核機器。性能一流的 DDS 實施，例如PrismTech的智能數據共享平臺Vortex，它可以在 Gbps 以太網網絡上提供低至約 30 微秒的延遲和每秒數百萬條消息的點對點吞吐量。DDS 具有二進制和高效的有線協議，使其成為網絡受限環境中設備-2-設備通信的可行解決方案。DDS 的無代理和對等特性使其成為設備-2-設備通信的理想選擇。透明地代理 DDS 通信的能力（尤其是當設備通過多播進行通信時）簡化了子系統與 IoT 和 I2 系統的集成。

　　DDS 支持多種傳輸協議，例如 UDP/IP 和 TCP/IP，并且在可用時還可以利用多播。在 TCP/IP 引入過多開銷或行頭阻塞問題的情況下，UDP/IP 支持在處理交互式軟實時數據的應用程序中非常有用。對于無法利用 UDP/IP 的部署，DDS 緩解了 TCP/IP 引入的針對線頭阻塞的問題。這是通過支持流量區分和優先級以及選擇性下采樣來完成的。獨立于所使用的傳輸，DDS 支持三種不同類型的可靠性：盡力而為、最后價值可靠性和可靠性。在這三個中，只有后者的行為類似于“TCP/IP 可靠性。

　　高效的有線協議與豐富的傳輸和可靠性語義支持相結合，使 DDS 成為共享周期性數據（如遙測）以及需要高可靠性的數據的絕佳選擇。此外，對內容過濾的內置支持可確保僅在存在具有相同興趣且其過濾器與正在生成的數據匹配的消費者時才發送數據。

　　DDS 可以提供的高吞吐量和低延遲使其成為跨連接各種數據中心的大管道進行數據共享的完美選擇。

　　總之，DDS 是理想地滿足 IoT/I2 系統的大多數要求的標準。基于 DDS 的平臺，例如 PrismTech 的 Vortex，為移動、嵌入式、Web、企業和云應用程序以及云消息傳遞實現提供設備解決方案。目前基于 DDS 的解決方案已部署在智能城市、智能電網、智能交通、金融和醫療保健環境中。

　　審核編輯：郭婷