低时延高可用性物联网设备管理云平台设计研究.pdfVIP

低时延高可用性物联网设备管理云平台设计研

究

摘要

随着物联网技术的快速发展，越来越多的智能设备能够接入互联网，实现万物互

联。物联网设备种类繁多，需要一个能够提供统一认证、接入和管理功能的云平台做

支撑，云平台在满足基本需求的同时，还需要具备良好的性能和高可用性。本文从上

述需求出发，设计实现了一种基于微服务架构的物联网设备管理云平台，并且针对平

台通信的时延和系统的可用性进行研究和优化，具体开展下列工作：

首先，对物联网设备管理云平台的需求分析调研，并设计完整的系统和技术架构。

将云平台整体拆分成多个功能模块，详细阐述各功能模块的具体实现，最终实现整个

平台的完整功能。

其次，针对大量设备接入平台后，数据量过多导致时延提高、性能下降的问题进

行研究。一方面设置合理的Netty线程模型和参数，优化Netty性能。另一方面设计实

现消息队列分级加延时消费的消息处理架构，提升数据处理能力。从两方面进行优化，

使云平台数据通信性能提升、降低时延。

最后，在引入其他中间件后会导致系统复杂性提升、可用性下降。针对该问题，

在最短响应时间算法的基础上进行改进，设计实现了一种基于实时反馈的多因子负载

均衡算法，引入更多的衡量指标。同时采用多级缓存机制，有效减少数据库的访问压

力。

本文设计实现了云平台的完整功能，并对时延、可用性等多方面进行了优化。通

过测试对比，优化后云平台在实现基础功能的前提下，数据通信时延有所下降、消息

处理架构更为合理，同时系统可用性大幅提升。

【关键词】：物联网云平台；微服务；高并发；消息处理优化；高可用

DesignandResearchofLowlatencyandHigh

AvailabilityIoTDeviceManagementCloud

Platform

Abstract

WiththerapiddevelopmentofInternetofThingstechnology,moreandmoresmartdevices

areabletoaccesstheInternetandrealizetheinterconnectionofeverything.Thewidevariety

ofIoTdevicesrequiresacloudplatformthatcanprovideunifiedauthentication,accessand

managementfunctions.Thecloudplatformmustnotonlymeetbasicfunctionalrequirements,

butalsohavegoodperformanceandhighavailability.Basedontheaboverequirements,this

dissertationdesignsandimplementsanIoTdevicemanagementcloudplatformbasedon

microservicesarchitecture,andresearchesandoptimizestheplatformcommunicationdelay

andsystemavailability,specificallycarryingoutthefollowingwork:

Firstofall,thedemandanalysisandinvestigationoftheInternetofThingsdevice

managementcloudplatform,andthedesignofacompletesystemandtechnicalarchitecture.

Thewholecloudplatformisdividedintoanumberof