物联网平台之单体架构

介绍
本文主要介绍平台的单体架构，包括各个组件之间的数据流描述以及所做的一些架构选择。
在单体架构模式下，所有 ThingsKit 组件都在单个 Java 虚拟机 (JVM) 中启动，并共享相同的操作系统资源。由于 ThingsKit 是用 Java 编写的，因此整体架构的明显优势是最小化运行 ThingsKit 所需的内存。您可以在受限环境中使用 512 MB RAM 启动并运行 ThingsKit 进程。明显的缺点是，如果一个组件的消息过载（例如 MQTT 传输），它也可能会影响其他组件。
架构图

传输组件

ThingsKit提供基于 MQTT、HTTP 和 CoAP 的 API，可用于您的设备应用程序/固件。每个协议 API 均由单独的服务器组件提供，并且是 ThingsKit “传输层”的一部分。下面列出了组件的完整列表和相应的文档页面：

• HTTP 传输组件，平台提供了设备 API 接入；
• MQTT 传输组件，平台提供了直连设备 API接入，请参考；还有网关设备 API接入；
• CoAP 传输组件，平台提供了设备 API 接入，；
• TCP/UDP 传输组件，平台提供TCP设备 API接入；还有UDP设备 API接入；

每个传输组件将数据推送到规则引擎，并且还可以使用核心服务向数据库发出请求以验证设备凭证等。

由于 ThingsKit 在传输和核心服务之间使用非常简单的通信协议，因此很容易实现对自定义传输协议的支持，例如：通过JT808、HJ212、IEC104等，都可以在传输层写脚本来完善。

数据库组件

数据库组件，主要由PostgreSQL 数据库，再加上TimescaleDB时序数据库插件或者Cassandra分布式数据库插件构造而成。

核心服务组件

核心服务组件主要功能：

• REST API 调用
• 设备遥测数据的订阅
• 监控设备的连接状态

ThingsKit节点使用 Actor System 来实现租户、设备、规则链和规则节点 Actor。平台节点可以加入集群，每个节点都是平等的。服务发现是通过 Zookeeper完成的。ThingsKit节点使用基于实体ID的一致哈希算法在彼此之间路由消息。因此，同一实体的消息将在同一 ThingsKit 节点上处理。平台使用gRPC在 ThingsKit 节点之间发送消息。

外部系统组件

数据库组件，主要由PostgreSQL数据库，再加上TimescaleDB时序数据库插件或者Cassandra分布式数据库插件构造而成。