⽹聚云联 王⽂庭 基于边缘架构的可编程MQTT服务 CONTENTS 背景说明 O1 O2 O4 HPMQ简介 HPMQ开发说明 HPMQ未来规划 O3 1. 背景说明 物联⽹时代带来的变化 海量 连⽹ 设备 海量数据处理？ 设备安全性？ 共性：边缘 原来以数据中 ⼼为核⼼的云 端架构是否还 满⾜需求？ 01 02 03 边缘架构 ⼀种分布式计 算架构 物联⽹设备的纽带 2. HPMQ 简介 HPMQ是基于Rust语⾔开发的 下⼀代可编程边缘分布式 MQTT软件，主要有以下⼏个 核⼼特性： • Geo-Distributed • 可编程性 • 云边⼀体化 • 兼容异构设备 HPMQ （Hyperconverged Programmable MQTT) • 性能（C/C++/Rust） • 开发效率 (Rust/Golang/Java) ⼀句话概括，让设备具备边缘计算的能⼒。⽬前主要提供两种接⼊⽅式： 1）设备对接内置HPMQLite程序 2）设备通过MQTT协议透明接⼊ 为什么需要可编程性 带来什么好处？ 设备 程序 mqtt HPMQLite 上层MQTT Broker 设备 程序 HPMQ 上层MQTT Broker 通过边缘函数的⽅式快速兼容多⼚商 1）⾃定义协议+⾃定义函数 2）对接标准协议+公共函数

name: admin containerPort: 8080 hostPort: 8080 - name: mqtt containerPort: 1883 hostPort: 1883 - name: emqxconsole vdksflvwq" organization: "iSurpass" bucket: "openservice" inputs: - mqtt_consumer: servers: - "tcp://emqx-headless:1883" topics: - "devicetype" - "type" - "report" data_format: "json" - mqtt_consumer: servers: - "tcp://emqx-headless:1883" topics:

请求参数 ● 响应状态码 ● 请求头 ● 请求内容 ● 等待控制器 ● 循环控制器 ● 条件控制器 ● 事务控制器 HTTP TCP SQL Dubbo 内置协议 MQTT 插件扩展协议 WebSocket GRPC FTP Debug ⾃定义扩展 按需扩展 ⾃动化场景编排 ● 场景管理与环境配置 ● 测试步骤拖拽式编排 ● 丰富的测试组件 metersphere-plugin- websocket 协议 接⼝测试 WebSocket 协议插件，可以实现 WebSocket 协议的接⼝测试。 10 metersphere-plugin-mqtt 协议 接⼝测试 MQTT 协议插件，可以实现 MQTT 协议的接⼝测试。 11 metersphere-plugin-thrift 协议 接⼝测试 Thrift 协议插件，可以实现 Thrift 协议的接⼝测试。 12 次开发（仅接受与产品保持同步）等专业服务。 MeterSphere X-Pack 增强包 缺陷双向同步 （JIRA 等） 版本管理和对⽐ ⾃定义 Logo 与主题配⾊ 协议插件（MQTT、 Thrift、WebSocket） 误报库 UI 测试 UI 测试 系统集成 测试执⾏ 性能测试 系统管理 功能⽤例 接⼝测试 公共⽤例库 接⼝变化⾃动 更新 CASE

域有⼤量实践 经验，使得
API7
可以轻松⽀持毫秒级配置更新、⽀撑数千⽹关节点；⽹关节点⽆状态，可任意扩容或 缩容； 协议转换 3. ⽀持丰富的协议类型，如
TCP/UDP、Dubbo、MQTT、gRPC、SOAP、WebSocket
等；
安全防护 4. 内置多种⾝份验证与安全防护能⼒，如
Basic
Auth、JSON
Web
Token、IP
⿊⽩名单、OAuth
等；
性能极⾼ ，它 也⽀持服务发现与多种注册中⼼，并有能⼒根据请求中
Header、Query、Cookie
等参数进⾏分 流； • 协议转换：API7
⽀持丰富的协议，如
TCP/UDP、Dubbo、MQTT、gRPC、WebSocket
等，并能 够实现
HTTP
协议到后端服务其它协议的转换。API
⽹关对外暴露统⼀
HTTP
⼊⼝，管理员可通过 控制台界⾯完成协议转换设置，⽀持请求与后端服务的参数映射； 协议⽀持
HTTP/1.1、HTTP
2
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硬件一体解决方案 自研 02 2015 年无线通道协议，安 全升级， 连接收编 All in 无线 03 PC时代 移动时代 万物互联云原生时代 2018 年协议，安全持续升 级（QUIC，MQTT，国密）， 云原生 再启程 03前世 F5 BigIP Netscaler自研四层网络代理 2011 2014 2018 未来 Ø 全面使用DPDK技术重构 Ø EBPF，XDP Ø LVS(四层负载) DNS 网络控制面 LDC1 Spanner Spanner APP APP APP APP Keycenter HTTP1 TLS1.2 MMTP Mtls MQTT HTTP2 TLS1.3 QUIC 国密 硬件加速 安全合规 Spanner LVS(四层负载) DNS LDC2 Spanner Spanner APP APP APP APP 好网更快 弱网更好 协议优化 支付宝网络接入层架构示意 § 关键词：动态Hpack + PB + 动态字典 + Zstd通信协议&架构持续升级 多终端&协议接入 架构升级 云原生生态融合 § MQTT协议的IOT设备接入 § 就近就优海外接入，智能调度 § 蚂蚁全球加速节点，全协议支持 § 支持UDPA § QUIC/HTTP3 § 接入层容器化，混部 § 支持QUIC协议的LB建设 §

Apache APISIX 能做什么？ • 处理 L4、L7 层流量：HTTP、HTTPS、TCP、UDP、MQTT、Dubbo、gRPC… • 替代 Nginx 处理南北向流量 • 替代 Envoy 处理服务间东西向流量 • k8s ingress controller • 借助 MQTT 插件作为 IoT 网关 • 借助 IdP 插件成为零信任网关 愿景：快速处理所有业务流量 微服务的演进史

Apache APISIX 能做什么？ • 处理 L4、L7 层流量：HTTP、HTTPS、TCP、UDP、MQTT、Dubbo、gRPC… • 替代 Nginx 处理南北向流量 • 替代 Envoy 处理服务间东西向流量 • k8s ingress controller • 借助 MQTT 插件作为 IoT 网关 • 借助 IdP 插件成为零信任网关 愿景：快速处理所有业务流量 微服务的演进史

• 插件热加载/卸载 • 允许插件挂载任何阶段 • 路路由⾃自身也是插件 Apache APISIX ⾃自豪 • ⽀支持 ARM64 • 完整⽀支持 IPv6 • 物联⽹网 MQTT 协议 • 基于 OpenResty / Tengine • 极致性能 jsonschema • ASF 第⼀一个 API ⽹网关项⽬目 微服务 API ⽹网关部署 client API Version Control • IPv6 • IP Whitelist/Blacklist • Stand-alone mode • TCP/UDP Proxy • Dynamic MQTT Proxy Apache APISIX 压测 性能只下降 15% 单 worker：23-24k 的 QPS 4 worker：68k 的 QPS 平台：alicloud ecs.ic5

为实现多表聚合，引入超级表概念  子表通过超级表创建，带有标签，通过标签实现多表 高效聚合 高效写入  支持标准 SQL 写入，支持批量写入  支持 Schemaless 写入  支持从 Kafaka, MQTT, OPC, PI System 以及文 件直接导入  数据源导入时，可定义规则引擎 TDengine: 与上下游应用的关系 TDengine = Time-Series Database Performance, Cloud Native Simplified Solution for Time-Series Data TDengine Telegraf Kafka OPC-UA MQTT Broker Clustered Industrial Automated Systems SCADA/HMI Analytics, ML App Python/Matlab/R Java/C/C++/Restful

决了了边缘资源的约束问题。� ➔ 通过在云边之间构建的双向多路路复⽤用⽹网络通道，解决了了从云端管理理⾼高度分布的海海量量节点和设备难的问题。� ➔ 南向⽀支持对接物联⽹网主流的通信协议（MQTT，Bluetooth，Zigbee，BACnet等），解决了了异构硬件接⼊入难的问题。� 开源的云、边协同边缘计算框架 Why KubeEdge——CNCF & Kubernetes & KubeEdge� Pod 和 Node 状态通过云端 kubectl 查询， 从边缘端收集/报告数据。� ➔ 边缘节点在脱机时⾃自动恢复，并重新连接云端。� ➔ ⽀支持IoT设备通过Device twin 和 MQTT 协议与边缘节点 通信。� Release V2.0+ Function List：（TBD）� ➔ 使⽤用 KubeEdge 和 Istio 构建服务⽹网格。� ➔ 提⾼高 Kubedge