MyAdvantech Registration

MyAdvantech is a personalized portal for Advantech customers. By becoming an Advantech member, you can receive latest product news, webinar invitations and special eStore offers.

Sign up today to get 24/7 quick access to your account information.

Công nghệ Container là gì và nó có thể giúp tăng tốc IoT công nghiệp (IIoT) như thế nào?

05/08/2022

Công nghệ Container là gì?

Container (hay vùng chứa) là một đơn vị phần mềm chứa tất cả mã, thư viện hệ thống, cài đặt hệ thống và các phần tử cần thiết để hoạt động trong môi trường máy tính. Các container có thể được triển khai và chạy ở bất cứ đâu cần thiết - bao gồm cả trên máy tính xách tay cá nhân, trung tâm dữ liệu cá nhân hoặc trong một đám mây công cộng. Việc container hoá cho phép các nhà phát triển triển khai phần mềm nhanh hơn và hiệu quả hơn. Điều này giúp tăng tốc độ tích hợp theo cả chiều ngang và chiều dọc của cùng một ứng dụng trên hàng nghìn nền tảng IoT ở quy mô chưa từng có.

Tại sao sử dụng công nghệ Container trong các thiết bị IIoT

Hầu hết các thiết bị nhúng được xây dựng cho một mục đích duy nhất và có một chức năng cố định. Do đó, những hạn chế về phần cứng đôi khi khiến việc hỗ trợ khối lượng công việc ngày càng tăng và nhu cầu phát triển nhanh chóng của thị trường máy tính và tự động hóa trở nên khó khăn. Ngược lại, việc áp dụng các thiết bị giống nhau cho các nền tảng khác nhau cũng có thể tạo ra các điều kiện không đồng nhất dẫn đến thách thức và rào cản gia nhập.

Áp dụng kiến trúc đám mây phân tán là cách hiệu quả nhất để mở rộng hiệu suất thiết bị và khả năng tích hợp hệ thống. Thật vậy, làm như vậy cho phép triển khai các phương pháp tiếp cận gốc đám mây nhẹ và có thể mở rộng trên các thiết bị IoT nhúng, vượt qua các hạn chế vật lý và giảm sự phụ thuộc nền tảng liên quan đến các thiết bị nhúng truyền thống.

Container hoá là một phần quan trọng của việc triển khai khái niệm DevOps và cho phép phát triển, thử nghiệm và phân phối các ứng dụng nhất quán trong các hệ thống IoT quy mô lớn. Quá trình container hóa tạo điều kiện thuận lợi cho việc này thông qua việc cung cấp các môi trường sand-box và các nguyên tắc thiết kế linh hoạt. Khi so sánh với các máy ảo, cho phép các nhà phát triển chạy phần mềm trong trình mô phỏng của hệ thống phần cứng cụ thể, các container đảm bảo tính di động và bảo mật trong quá trình phát triển IoT. Container hoá mang tới cho doanh nghiệp những lợi ích đa dạng khác - bao gồm tính linh hoạt, tiết kiệm chi phí, hiệu quả và khả năng mở rộng quy mô dịch vụ để có thời gian đưa ra thị trường ngắn hơn.

Công nghệ Docker và những ưu điểm mà nó mang tới cho IIoT

Docker là một nền tảng phần mềm mở giúp phát triển và chạy các gói phần mềm dưới dạng các đơn vị vùng chứa được tiêu chuẩn hóa. Nó cung cấp khả năng tách các ứng dụng riêng lẻ khỏi cơ sở hạ tầng, cho phép các nhà phát triển di chuyển, triển khai, cập nhật và / hoặc dỡ các ứng dụng trên các nền tảng khác nhau một cách dễ dàng. Về bản chất, Docker là một hộp công cụ cung cấp một API duy nhất với các lệnh đơn giản và thủ tục tự động hóa để xây dựng các ứng dụng vùng chứa có độ tin cậy cao. Nhiều tổ chức sản xuất đang thử nghiệm các sáng kiến kỹ thuật số tận dụng IoT công nghiệp - ví dụ như trong phân phối điện và nước và các hệ thống điều khiển công nghiệp hiện đại khác. Các hệ thống này được thiết kế để chạy nhiều ứng dụng cùng với hàng trăm thiết bị và nền tảng phần cứng.

Các nhà phát triển có thể giảm đáng kể thời gian phát triển và nỗ lực giữa việc viết mã và chạy nó trong quá trình sản xuất bằng cách tận dụng các phương pháp luận của Docker và vùng chứa. Mỗi vùng chứa Docker chạy một ứng dụng ảo hóa riêng lẻ. Làm như vậy, cho phép các nhà phát triển đóng gói mã ứng dụng cụ thể và các phần phụ thuộc một cách dễ dàng. Hơn nữa, sự cô lập này góp phần bảo mật tốt hơn và tính khả dụng dịch vụ cao hơn nói chung bằng cách ngăn chặn hiệu quả toàn bộ hệ thống bị hỏng. Khi vùng chứa bị lỗi hoặc ứng dụng bên trong chúng gặp sự cố, các vùng chứa khác sẽ tiếp tục chạy mà không bị gián đoạn. Tính năng này cũng cho phép các nhà phát triển áp dụng các bản vá và cập nhật bảo mật một cách nhanh chóng, giảm thiểu các lỗi sai hoặc xung đột hệ thống không nhất quán trong quá trình tích hợp vô số thiết bị và ứng dụng IoT.

Tận dụng các phương pháp tiếp cận container hoá và dịch vụ vi mô (microservices) cho IIoT

Một số ứng dụng IIoT đã áp dụng phương pháp container hoá. Một ví dụ nổi tiếng là ứng dụng điện toán đám mây cho các thiết bị nhúng sử dụng microservices. Microservices là một cách tiếp cận kiến ​​trúc để phát triển các ứng dụng như một tập hợp các mô-đun độc lập thay vì xây dựng một thực thể phần mềm nguyên khối. Các kiến ​​trúc microservice tối ưu hóa việc sử dụng RAM, bộ nhớ và tài nguyên máy tính bị hạn chế của một thiết bị nhúng nhất định. Các container có đặc tính nhỏ gọn, độc lập, dễ triển khai cho phép các ứng dụng hoạt động như các dịch vụ vi mô trong các thiết bị và nền tảng IoT khác nhau. Hầu hết các nhà cung cấp dịch vụ đám mây, như Azure và AWS, cung cấp hình ảnh vùng chứa làm mô hình triển khai trong các thiết bị biên nhằm nỗ lực mở rộng giải pháp AI và học máy của họ. Trong quá khứ, các máy tính cấp cao rất cần thiết để chạy các dịch vụ tiên tiến như vậy. Tuy nhiên, các dịch vụ vi mô giải quyết các vấn đề phức tạp bằng cách chia nhỏ các ứng dụng thành một tập hợp các dịch vụ có thể quản lý được. Điều này cho phép các nhà phát triển sử dụng các thiết bị IoT cấp đầu vào để có được những thành tựu tương tự. Tóm lại, các container giúp chạy các dịch vụ vi mô mà không cần máy chủ, có thể mở rộng và dễ dàng triển khai ở các vị trí khác nhau. Về những khả năng này, các dịch vụ vi mô dựa trên container có thể đẩy nhanh quá trình chuyển đổi số hóa IoT với điện toán biên.

Giải pháp điện toán biên của Advantech là một trường hợp thành công đáng chú ý. Được tích hợp với các dịch vụ đám mây như AWS và Azure, các nền tảng điện toán biên của Advantech mở rộng khả năng thông minh của đám mây để tạo điều kiện thuận lợi cho các ứng dụng IIoT. Các nền tảng của Advantech có công nghệ vùng chứa biên, hỗ trợ các ứng dụng gốc của vùng chứa từ bên thứ ba và việc triển khai các dịch vụ AWS và Azure IoT dưới dạng tài nguyên máy tính phi tập trung. Các chức năng AWS Lambda và Azure IoT Edge được kết nối với nhiều loại PLC và được sử dụng để tạo các giải pháp IoT công nghiệp không máy chủ. Các giải pháp này có thể tiến hành phân tích luồng, học máy, nhận dạng hình ảnh và các chức năng AI có giá trị cao khác. Điều này phù hợp với nhu cầu sản xuất khi một mô hình sản xuất thực tế không thể được xây dựng bằng toán học.

Những trường hợp hay nhất về các dịch vụ biên và công nghệ container

Platform Portal của Advantech được phát triển để tổng hợp tất cả thông tin về quy trình và ứng dụng, đồng thời hiển thị dữ liệu trên một trang web dễ truy cập. Platform Portal sử dụng công nghệ vùng chứa có thể được triển khai trên tất cả các thiết bị IT gateway của Advantech. Hơn nữa, kiến trúc phần mềm mở an toàn của Platform Portal cho phép người dùng / nhà phát triển truy cập hệ thống thông qua trình duyệt HTML và tích hợp các phân tích và trình kết nối duy nhất. Các giải pháp này cung cấp các dịch vụ kiểm soát thiết bị, giám sát biên và quản lý phần mềm để tạo điều kiện thuận lợi cho việc mở rộng quy mô số hóa bằng cách tăng tốc triển khai và tích hợp.