安全、實時的通信技術(shù)是軍事物聯(lián)網(wǎng) （IoT） 解決方案的基本要求。物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備之間以及設(shè)備與后端系統(tǒng)之間的通信有許多協(xié)議。消息傳遞解決方案應(yīng)該能夠跨異構(gòu)的物理分布式系統(tǒng)支持這些不同的協(xié)議，同時實現(xiàn)信息流的安全性和完整性。它們還應(yīng)該具有高度可擴展性，能夠容納潛在的數(shù)億臺設(shè)備。由于延遲或數(shù)據(jù)丟失不是一種選擇，因此它們應(yīng)具有嚴(yán)格的可用性和可靠性要求。

具有強大安全性的基于標(biāo)準(zhǔn)的郵件基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)是成功部署的關(guān)鍵組件。無論您是設(shè)計軍事物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的架構(gòu)師，還是正在開發(fā)此類解決方案，消息傳遞策略對于您當(dāng)前和未來的計劃都至關(guān)重要。讓我們看一下有關(guān)消息傳遞的一些注意事項，以及它如何影響物聯(lián)網(wǎng)實施的有效性。

我們將首先定義物聯(lián)網(wǎng)的消息傳遞。從本質(zhì)上講，通過一系列協(xié)議的雙向消息傳遞使物聯(lián)網(wǎng)成為可能。物聯(lián)網(wǎng)是一個術(shù)語，用于定義一組廣泛的用例，其中物理對象連接到互聯(lián)網(wǎng)或網(wǎng)絡(luò)，發(fā)送數(shù)據(jù)進行處理和分析，以推動一些即時行動和長期價值。這些設(shè)備生成的數(shù)據(jù)通常會推送到現(xiàn)有的企業(yè)級系統(tǒng)和應(yīng)用程序中。消息傳遞基礎(chǔ)設(shè)施提供物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中所有這些部分之間的連接 - 從設(shè)備到網(wǎng)關(guān)，再到企業(yè)和云。

保護 IoT 消息傳遞有四個主要挑戰(zhàn)。讓我們看一下每個問題，并探討如何解決這些問題。

互操作性

許多機構(gòu)正在運行不同的設(shè)備、運行時環(huán)境、協(xié)議和技術(shù)，所有這些都需要相互互操作。在定義物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的消息傳遞要求時，必須考慮這些環(huán)境中可能使用的各種消息傳遞協(xié)議?？紤]到當(dāng)今物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中使用了許多消息傳遞協(xié)議（AMQP，MQTT，CoAP等）。此外，許多物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)在其架構(gòu)中使用多種協(xié)議 - 其中不同的設(shè)備和應(yīng)用程序具有不同的功能要求和資源限制。使用的消息傳遞平臺和協(xié)議應(yīng)該是靈活的，以便與通常存在長達十年或更長時間的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)一起增長。

部署環(huán)境

邊緣網(wǎng)絡(luò)或設(shè)備本身可能不穩(wěn)定，或者資源有限。因此，物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)的可靠性可能較低，網(wǎng)絡(luò)傳輸成本高，帶寬受限。任何用于解決物聯(lián)網(wǎng)問題的通信技術(shù)都需要能夠在網(wǎng)絡(luò)連接丟失時保留信息，并使用高效的通信協(xié)議來減少開銷。

可擴展性

足以用于企業(yè)消息傳遞的內(nèi)容無法擴展以支持大多數(shù)物聯(lián)網(wǎng)用例，因此需要利用水平擴展。但是，帶寬限制和高傳輸成本，加上在設(shè)備級別生成的大量數(shù)據(jù)，可能使物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)難以擴展。

需要考慮可伸縮性的兩個方面。至關(guān)重要的是，整個系統(tǒng)的設(shè)計方式應(yīng)使增加資源可以增加系統(tǒng)容量。一個很好的例子是支持分片的消息傳遞，其中消息傳遞流量負(fù)載可以拆分到多個消息傳遞服務(wù)器中，每個消息傳遞服務(wù)器承擔(dān)部分負(fù)載，并有助于實現(xiàn)可伸縮性。由于增加某些資源（如邊緣網(wǎng)絡(luò)）的容量可能不切實際，因此能夠最有效地使用這些資源也很重要，這樣它們就不會限制擴展整個系統(tǒng)容量的能力。

安全

最后，應(yīng)在整個端到端物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)中實現(xiàn)安全性，因為設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)為惡意進入系統(tǒng)引入了新的機會。安全消息傳遞 - 加密，網(wǎng)絡(luò)層安全性，身份驗證和授權(quán) - 應(yīng)該是任何物聯(lián)網(wǎng)項目設(shè)計階段早期的優(yōu)先事項。

無論您為 IoT 架構(gòu)選擇哪種協(xié)議或消息傳遞平臺，都有一些最佳實踐可以幫助實現(xiàn)端到端系統(tǒng)的安全性。讓我們花點時間檢查一下其中的每一個。

首先，多層物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)的設(shè)計應(yīng)從一開始就考慮到安全性和完整性?？梢圆扇〈胧┍Ｗo價值鏈中每一步發(fā)送和接收的消息：設(shè)備和/或網(wǎng)關(guān)應(yīng)提供消息有效負(fù)載加密和安全傳輸（例如，無論是 MQTT 還是 AMQP）。

在網(wǎng)絡(luò)/傳輸層中，需要設(shè)備標(biāo)識和身份驗證，以便只有受信任的設(shè)備才能發(fā)送數(shù)據(jù)。使用基于 X.509 證書的基于證書的系統(tǒng)、證書頒發(fā)機構(gòu)和每臺設(shè)備上的唯一簽名證書是一種不錯的方法。

最后，合并消息解密和校驗和驗證以實現(xiàn)安全傳輸非常重要。前面提到的 X.509 證書還管理加密密鑰。請注意，加密既會隱藏郵件的內(nèi)容，又會檢測郵件的任何更改。關(guān)鍵系統(tǒng)應(yīng)考慮所有級別的冗余和軟故障切換或故障轉(zhuǎn)移功能。

開源消息傳遞平臺可以為您的 IoT 環(huán)境提供長期支持。由于物聯(lián)網(wǎng)中的許多設(shè)備部署可以持續(xù)數(shù)十年，因此需要保證長期可支持性、安全性和向后兼容性。您的消息傳遞平臺應(yīng)滿足使用基于開放標(biāo)準(zhǔn)的消息傳遞在傳感器和控制點之間異步移動數(shù)據(jù)的需求，并為物聯(lián)網(wǎng)中常用的協(xié)議提供支持。最后，它必須滿足軍用級物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境所需的高吞吐量、低延遲和可靠性要求。

審核編輯：郭婷