Optymalizacja kosztów w obciążeniu IoT

Efektywność kosztów jest jednym z kluczowych czynników sukcesu dla projektów IoT. W typowym rozwiązaniu IoT urządzenia generują duże ilości danych telemetrycznych wysyłanych do chmury w celu przetwarzania i przechowywania technologii w chmurze. Sposób tworzenia urządzeń i aplikacji, obsługi dużych ilości danych i projektowania architektury wpływa na ogólne koszty.

Ponieważ rozwiązanie IoT jest wielowarstwowym stosem technologii, istnieje wiele czynników oszczędzających koszty i wiele możliwości optymalizacji kosztów. Optymalizacja kosztów to proces kontroli kosztów w pętli zamkniętej, który musi być stale monitorowany, analizowany i ulepszany w całym cyklu życia rozwiązania.

Wymagania dotyczące rozwiązania są kluczowymi kryteriami podejmowania decyzji dotyczących architektury IoT. Wymagania funkcjonalne i operacyjne można oddzielić od wymagań funkcjonalnych. Należy oddzielić zagadnienia dotyczące kosztów dla każdego typu wymagania, ponieważ wymagania funkcjonalne określają projekt systemu, podczas gdy wymagania operacyjne wpływają na architekturę systemu. Twórz wiele przypadków użycia na podstawie wymagań i porównaj je przed sfinalizowaniem projektu.

W tym artykule przedstawiono zagadnienia dotyczące kosztów różnych kombinacji usług i technologii Azure IoT. Aby uzyskać informacje na temat optymalizacji kosztów dla określonych branż lub przypadków użycia, takich jak połączone fabryki, konserwacja predykcyjna lub zdalne monitorowanie, zobacz Branżowe architektury referencyjne usługi Azure IoT.

Ocena optymalizacji kosztów w obciążeniu IoT

Aby ocenić obciążenie IoT za pomocą obiektywów filaru Well-Architected Framework Cost Optimization (Optymalizacja kosztów dobrze zaprojektowanej struktury), ukończ pytania dotyczące optymalizacji kosztów obciążeń IoT w przeglądzie dobrze zaprojektowanym przez architektów platformy Azure. Po zidentyfikowaniu kluczowych zaleceń dotyczących optymalizacji kosztów dla rozwiązania IoT skorzystaj z poniższej zawartości, aby ułatwić implementację zaleceń.

Zasady projektowania

Pięć filarów doskonałości architektonicznej stanowi podstawę metodologii projektowania obciążeń IoT. Te filary służą jako kompas dla kolejnych decyzji projektowych w kluczowych obszarach projektowania IoT. Poniższe zasady projektowania rozszerzają filar jakości platformy Azure Well-Architected Framework — Optymalizacja kosztów.

Zasada projektowania	Kwestie wymagające rozważenia
Opracowywanie dziedziny zarządzania kosztami	Zrozumienie całkowitego kosztu posiadania (TCO) przez uwzględnienie kosztów bezpośrednich i pośrednich podczas planowania.
Korzystanie ze standardowych strategii i podejść branżowych	W przypadku konkretnych branż IoT z własnymi ekosystemami, na przykład produkcji, energii i środowiska lub przemysłu i transportu, należy używać standardowych strategii i podejść branżowych.
Projektowanie pod kątem optymalizacji szybkości	Definiowanie planów implementacji dla każdej warstwy architektury IoT.
Monitorowanie i optymalizowanie w czasie	Monitorowanie i optymalizowanie kosztów przy użyciu bieżących działań optymalizacji kosztów po zaimplementowaniu rozwiązania.

Całkowity koszt posiadania (TCO)

Koszty IoT są kompromisem między różnymi opcjami technologicznymi. Czasami nie jest to proste porównanie, ponieważ IoT jest kompleksowego systemu. Podczas uzgadniania wielu usług i technologii należy wziąć pod uwagę korzyści związane z kosztami synergii. Możesz na przykład użyć bliźniaczych reprezentacji urządzeń usługi Azure IoT Hub do obsługi zdarzeń w usłudze Azure Digital Twins. Bliźniacze reprezentacje urządzeń w usłudze IoT Hub są dostępne tylko w warstwie Standardowa usługi IoT Hub.

Ważne jest, aby prawidłowo oszacować zagregowane koszty długoterminowe. Przejrzyj stosy technologii IoT i opracuj model kosztów obejmujący koszty wdrożenia i obsługi wszystkich zaangażowanych usług. Kalkulator cen platformy Azure pomaga oszacować zarówno koszty uruchamiania, jak i kosztów operacyjnych.

W niektórych obszarach koszt jednorazowy może być bardziej efektywny niż koszty cykliczne. Na przykład w przypadku zabezpieczeń, w których techniki hakerskie są zawsze zmieniane, najlepszym rozwiązaniem może być zaimportowanie niezawodnego komercyjnego systemu operacyjnego i modułu, takiego jak Azure Sphere. W przypadku jednorazowej płatności takie usługi zapewniają bieżące miesięczne poprawki zabezpieczeń urządzeń.

Szacowanie kosztów rozwiązań na podstawie działania na dużą skalę w środowisku produkcyjnym, a nie architektury weryfikacji koncepcji (PoC). Architektura i koszty szybko ewoluują po zakończeniu weryfikacji koncepcji. Według raportu IoT Signals EDITION 3, głównym powodem niepowodzenia weryfikacji koncepcji jest wysoki koszt skalowania. Wysoki koszt skalowania projektów IoT wynika ze złożoności integracji między warstwami, takich jak urządzenia, łączność brzegowa i zgodność między aplikacjami.

Model kosztów powinien obejmować następujące obszary:

• Urządzenia: począwszy od ograniczonej liczby połączonych urządzeń, szacuj wzrost liczby wdrożonych urządzeń i ich wzorców obsługi komunikatów. Zarówno urządzenia, jak i komunikaty mogą mieć liniowy lub nieliniowy wzrost w czasie.

• Infrastruktura: aby ocenić koszty infrastruktury, najpierw uwzględnij podstawowe informacje: magazyn, obliczenia i sieć. Następnie należy uwzględnić wszystkie usługi, których rozwiązanie wymaga pozyskiwania, ruchu wychodzącego i przygotowywania danych.

• Operacje: obejmują długoterminowe koszty operacyjne, które zwiększają się równolegle z kosztami infrastruktury, takimi jak zatrudnienie operatorów, dostawców i zespołów pomocy technicznej klientów.

• Monitorowanie: ciągłe monitorowanie i przeglądanie kosztów w celu zidentyfikowania luk między zaplanowanym i rzeczywistymi kosztami. Regularne spotkanie z przeglądem kosztów pomaga osiągnąć optymalizację kosztów.

Warstwy architektury IoT

Zasady projektowania optymalizacji kosztów pomagają wyjaśnić zagadnienia, aby upewnić się, że obciążenie IoT spełnia wymagania w podstawowych warstwach architektury IoT.

Zrozumienie warstw architektury IoT ułatwia zdefiniowanie planu bazowego kosztów i rozważenie wielu architektur na potrzeby porównania kosztów. Każda warstwa ma wiele technologii i opcji ekosystemów, takich jak urządzenia, telekomunikacja lub lokalizacja brzegowa, dlatego należy ustanowić strategię kosztów dla każdej warstwy.

Warstwy podstawowe IoT: urządzenie i brama, zarządzanie urządzeniami i modelowanie oraz pozyskiwanie i komunikacja identyfikują rozwiązania specyficzne dla IoT. Inne warstwy i działania wycinania krzyżowego są również wspólne dla innych obciążeń i często udostępniane. Jednak koszt TCO i optymalizacja kosztów muszą uwzględniać wszystkie koszty, więc należy wziąć pod uwagę koszty związane z IoT typowych i krzyżowych działań, a także warstw specyficznych dla IoT.

Warstwa urządzenia i bramy

Ta warstwa jest odpowiedzialna za generowanie, w niektórych przypadkach optymalizowanie i przesyłanie danych do chmury. Koszt jest kluczową kwestią podczas projektowania tej warstwy. Optymalizacja kosztów powinna uwzględniać cały cykl życia urządzenia, aprowizować, konfigurować, monitorować i wycofać.

Rozwiązania brzegowe wymagają wdrożenia urządzeń IoT w terenie. Wdrożenie może wymagać infrastruktury sieci i zasilania, która ma wpływ na koszty. Wstępnie istniejąca infrastruktura może zminimalizować koszty instalacji, ale może wymagać zapewnienia, że instalacja nie ma wpływu na istniejące systemy.

Tworzenie lub instalowanie urządzeń IoT może wymagać szkolenia i zatrudniania dedykowanego personelu wewnętrznego lub zewnętrznego. Wymagane umiejętności obejmują projektowanie sprzętu, tworzenie osadzonych aplikacji, łączność w chmurze i lokalną, zabezpieczenia i prywatność oraz architekturę rozwiązania IoT. Może być również wymagana wiedza specyficzna dla branży. Uwzględnij te koszty w ogólnych kosztach urządzeń.

Koszty urządzeń obejmują organizowanie logistyki, takich jak magazyn, zarządzanie zapasami i transport. Uwzględnij koszt wszelkich działań likwidacyjnych, gdy urządzenia osiągną koniec cyklu życia operacyjnego.

W przypadku urządzeń połączonych z chmurą zoptymalizuj transmisje danych, aby zachować granice kosztów. Strategie obejmują minimalizację rozmiarów ładunków, dzielenie na partie komunikatów i przesyłanie ich w okresach poza szczytem. Te optymalizacje wiążą się również z kosztami wdrożenia.

Aby dowiedzieć się więcej o urządzeniach azure IoT, zobacz:

• Omówienie typów urządzeń usługi Azure IoT
• Najlepsze rozwiązania dotyczące konfiguracji urządzeń w rozwiązaniu IoT

Wybór sprzętu

Większość procesu tworzenia urządzeń zależy od wyboru sprzętu. Decyzja podejmowania lub zakupu dla urządzeń uwzględnia czynniki jakościowe, takie jak certyfikacja Wi-Fi i czynniki ilościowe, takie jak rachunek kosztów materiałów i czas wprowadzania na rynek. Wybór między gotowym sprzętem lub niestandardowym projektem wpływa na koszty urządzeń IoT i czas obrotu.

• Gotowe urządzenia mogą kosztować więcej jednostek, ale mają przewidywalne koszty i czasy realizacji. Urządzenia gotowe również usuwają potrzebę złożonego zarządzania łańcuchem dostaw.

• Urządzenia niestandardowe mogą zmniejszyć koszty jednostkowe, ale obejmować czas programowania i ponieść niecykliczne koszty inżynieryjne, takie jak projektowanie, testowanie, przesyłanie certyfikatów i produkcja.

• Wstępnie certyfikowane składniki systemu lub moduły mogą skrócić czas obrotu i utworzyć częściowo niestandardowe urządzenie, ale są droższe niż dyskretne mikroukłady. Należy prawidłowo zarządzać łańcuchem dostaw zasobów i zapasami.

Katalog urządzeń certyfikowanych platformy Azure oferuje urządzenia, które dobrze współpracują z usługą Azure IoT i mogą pomóc w zmniejszeniu kosztów i czasu obrotu. Skupisz się na projektowaniu i tworzeniu architektury rozwiązania IoT z elastycznością wybierania sprzętu z obszernej listy certyfikowanych urządzeń. Urządzenia IoT Plug and Play mogą zmniejszyć koszty tworzenia urządzeń i chmury. Po wybraniu certyfikowanego urządzenia platformy Azure możesz pominąć dostosowania urządzeń i integrację bezpośrednio do dołączania do rozwiązania IoT.

Wzorzec architektury lambda

Rozwiązania IoT często używają gorącego/ciepłego/zimnego wzorca architektury lambda w chmurze. Ten wzorzec dotyczy również krawędzi, gdy używasz bardziej wydajnych urządzeń brzegowych lub środowiska uruchomieniowego usługi Azure IoT Edge. Optymalizacja tego wzorca na krawędzi zmniejsza ogólne koszty rozwiązania. Możesz wybrać najbardziej ekonomiczną usługę do pozyskiwania i przetwarzania danych w chmurze.

• Przetwarzanie ścieżki gorącej obejmuje przetwarzanie niemal w czasie rzeczywistym, alerty procesów lub powiadomienia brzegowe. Strumienie zdarzeń usługi Azure IoT Hub można używać do przetwarzania alertów w chmurze.

• Przetwarzanie ścieżek ciepłych obejmuje korzystanie z rozwiązań magazynu na brzegu sieci, takich jak bazy danych szeregów czasowych typu open source lub usługa Azure SQL Edge. Usługa Azure SQL Edge obejmuje funkcje przetwarzania strumienia brzegowego i magazyn zoptymalizowany pod kątem szeregów czasowych.

• Przetwarzanie ścieżki zimnej obejmuje przetwarzanie wsadowe zdarzeń o mniejszej ważności i użycie opcji transferu plików za pośrednictwem modułu usługi Azure Blob Storage. Takie podejście korzysta z mechanizmu transferu danych o niższych kosztach w porównaniu do przesyłania strumieniowego za pośrednictwem usługi IoT Hub. Po nadejściu zimnych danych w usłudze Azure Blob Storage istnieje wiele opcji przetwarzania danych w chmurze.

Zabezpieczenia urządzenia

Zarówno usługa IoT Hub z usługą Device Provisioning Service (DPS), jak i usługa IoT Central obsługują uwierzytelnianie urządzeń przy użyciu kluczy symetrycznych, zaświadczania modułu TPM (Trusted Platform Module) i certyfikatów X.509. Istnieje czynnik kosztów skojarzony z każdą opcją.

• Certyfikaty X.509 są najbezpieczniejszą opcją uwierzytelniania w usłudze Azure IoT Hub, ale zarządzanie certyfikatami może być kosztowne. Brak planowania zarządzania cyklem życia certyfikatów może sprawić, że certyfikaty będą nawet bardziej kosztowne. Zazwyczaj współpracujesz z dostawcami innych firm, którzy oferują rozwiązania do zarządzania urzędami certyfikacji i certyfikatami. Ta opcja wymaga użycia infrastruktury kluczy publicznych (PKI). Opcje obejmują samoobsługową infrastrukturę kluczy publicznych, infrastrukturę kluczy publicznych innej firmy lub usługę zabezpieczeń Azure Sphere, która jest dostępna tylko w przypadku urządzeń usługi Azure Sphere.

• Moduły TPM z certyfikatami X.509 oferują dodatkową warstwę zabezpieczeń. Usługa DPS obsługuje również uwierzytelnianie za pomocą kluczy poręczenia modułu TPM. Główne koszty dotyczą sprzętu, potencjalnego przeprojektowania tablicy i złożoności.

• Uwierzytelnianie za pomocą klucza symetrycznego jest najprostszą i najniższą opcją kosztu, ale należy ocenić wpływ na bezpieczeństwo. Należy chronić klucze na urządzeniu i w chmurze, a także bezpiecznie przechowywać klucz na urządzeniu, często wymaga bezpieczniejszej opcji.

Przejrzyj koszty związane z każdą z tych opcji i zrównoważ potencjalnie wyższe koszty sprzętu lub usług ze zwiększonym bezpieczeństwem. Integracja z procesem produkcyjnym może również wpływać na ogólne koszty.

Aby uzyskać więcej informacji, zobacz Security practices for Azure IoT device manufacturers (Praktyki zabezpieczeń dla producentów urządzeń usługi Azure IoT).

Azure RTOS

Azure RTOS to osadzony pakiet deweloperów dla urządzeń. Usługa Azure RTOS oferuje mały, ale zaawansowany system operacyjny, który zapewnia niezawodną, bardzo szybką wydajność dla urządzeń z ograniczonymi zasobami. Usługa Azure RTOS jest łatwa w użyciu i została wdrożona na ponad 10 miliardach urządzeń. Usługa Azure RTOS obsługuje najpopularniejsze mikrokontrolery 32-bitowe i osadzone narzędzia programistyczne, dzięki czemu możesz wykorzystać istniejące umiejętności konstruktora urządzeń.

Usługa Azure RTOS jest bezpłatna do wdrożenia komercyjnego przy użyciu sprzętu wstępnie licencjonowanego. Usługa Azure RTOS jest dostarczana z możliwościami i funkcjami chmury usługi Azure IoT, takimi jak aktualizacja urządzeń i zabezpieczenia. Te funkcje pomagają zmniejszyć koszty tworzenia urządzeń i chmury.

Usługa Azure RTOS jest certyfikowana pod kątem bezpieczeństwa i zabezpieczeń, co pomaga skrócić czas i koszt tworzenia zgodnych urządzeń dla określonych branż, takich jak medyczne, motoryzacyjne i produkcyjne.

Urządzenia LPWAN

Jeśli urządzenia LPWAN, takie jak LoRaWAN, NB-IoT lub LTE-M, są już połączone z inną chmurą IoT, mostek urządzeń usługi Azure IoT Central może pomóc w połączeniu z usługą Azure IoT Central. Mostek urządzeń usługi Azure IoT Central umożliwia skoncentrowanie się na dodawaniu wiedzy branżowej i ocenieniu rozwiązania bez ponoszenia kosztów w celu zmiany istniejących urządzeń.

Podczas tworzenia rozwiązania gotowego do użycia w przedsiębiorstwie należy wziąć pod uwagę koszty integracji urządzeń LPWAN z usługą Azure IoT Hub.

Azure Sphere

Azure Sphere to bezpieczna, kompleksowa platforma rozwiązania IoT z wbudowanymi funkcjami komunikacji i zabezpieczeń dla urządzeń połączonych z Internetem. Usługa Azure Sphere obejmuje zabezpieczoną, połączoną, crossover mikrokontrolerową jednostkę (MCU), niestandardowy system operacyjny oparty na systemie operacyjnym Linux wysokiego poziomu oraz usługę zabezpieczeń opartą na chmurze, która zapewnia ciągłe, odnawialne zabezpieczenia. Usługa Azure Sphere zmniejsza nakład pracy na tworzenie i utrzymywanie bezpiecznego środowiska z urządzenia do chmury.

Usługa Azure Sphere zapewnia aktualizacje systemu operacyjnego i zabezpieczenia odnawialnej od 10 lat na podstawie infrastruktury PKI opartej na architekturze X.509, aktualizacji aplikacji użytkownika, raportowania błędów i zarządzania urządzeniami poza 10 lat bez dodatkowych kosztów. Usługa Azure Sphere zmniejsza koszt operacyjny przechowywania milionów urządzeń na bieżąco z najnowszymi zabezpieczeniami.

Azure Stack

Rozwiązania usługi Azure Stack rozszerzają usługi i możliwości platformy Azure na środowiska poza centra danych platformy Azure, takie jak lokalne centra danych lub lokalizacje brzegowe. Rozwiązania usługi Azure Stack obejmują usługi Azure Stack Edge i Azure Stack HCI.

• Azure Stack Edge to urządzenie zarządzane przez platformę Azure, które jest idealnym rozwiązaniem w przypadku obciążeń uczenia maszynowego przyspieszanego sprzętowo w lokalizacjach brzegowych. Usługa Azure Stack Edge działa na nowoczesnych stosach technologii, takich jak kontenery, dzięki czemu usługa Azure Stack Edge wdrożona w lokalizacji brzegowej może obsługiwać wiele obciążeń. Udostępnianie mocy obliczeniowej między obciążeniami zmniejsza koszt całkowitego kosztu posiadania.

• Azure Stack HCI to specjalnie utworzone, hiperkonwergentne rozwiązanie z natywną integracją platformy Azure. Rozwiązanie Azure Stack HCI oferuje skalowalną wirtualizację do hostowania rozwiązań IoT. Wirtualizacja zapewnia dodatkowe korzyści, takie jak zabezpieczenia, skalowalność i elastyczne środowiska, które mogą zmniejszyć koszt posiadania dzięki udostępnieniu sprzętu innym obciążeniom. Usługa Azure Stack HCI oferuje większą moc obliczeniową niż usługa Azure Stack Edge i jest idealna do transformacji procesów branżowych.

Rozwiązania usługi Azure Stack umożliwiają korzystanie z możliwości platformy Azure na urządzeniach brzegowych, ale ograniczenie rozmiaru sprzętu ogranicza łączną moc obliczeniową. Identyfikowanie przypadków użycia i szacowanej mocy obliczeniowej oraz uwzględnianie rozmiaru w celu dopasowania kosztów do potrzeb związanych z wydajnością.

Publiczna lub prywatna usługa MEC platformy Azure

Urządzenia IoT mogą generować duże ilości danych, a także mieć silne wymagania dotyczące niskiego zużycia energii i niskich kosztów. Małe, niedrogie urządzenia IoT są przeznaczone do jednego lub kilku zadań, takich jak zbieranie danych czujnika lub lokalizacji i odciążanie ich do dalszego przetwarzania.

Publiczne lub prywatne obliczenia brzegowe platformy Azure (MEC) i 5G pomagają zoptymalizować koszty odciążania danych z urządzeń. Rozwiązania IoT oparte na protokole MEC umożliwiają przetwarzanie danych o małych opóźnieniach na brzegu sieci zamiast na urządzeniach lub w chmurze. Opóźnienie to 1–5 ms zamiast typowych 100–150 ms dla chmury. Rozwiązania IoT oparte na mec są elastyczne, a same urządzenia są niedrogie, działają z minimalną konserwacją i używają mniejszych, tańszych i długotrwałych baterii. Usługa MEC utrzymuje funkcje analizy danych, sztucznej inteligencji i optymalizacji na brzegu sieci, dzięki czemu rozwiązania IoT są proste i niedrogie.

Oprócz obsługi jako urządzenia do przetwarzania brzegowego, obliczeń i 5G dla obciążeń IoT usługa MEC obsługuje inne obciążenia jako urządzenie komunikacyjne w celu ustanowienia szybkich połączeń z chmurą publiczną lub lokacjami zdalnymi.

Azure IoT Edge

Usługa Azure IoT Edge ma wbudowane funkcje dla dużych woluminów komunikatów. Urządzenia zarządzane przez usługę Azure IoT Edge z funkcjami bramy mogą zmniejszyć koszty sieci i zminimalizować liczbę komunikatów za pomocą lokalnych scenariuszy przetwarzania i brzegowych.

Unikaj komunikacji między urządzeniami lub modułami brzegowymi lub interakcji między urządzeniami i chmurą, które używają wielu małych komunikatów. Użyj wbudowanych funkcji przetwarzania wsadowego komunikatów, aby wysyłać wiele komunikatów telemetrycznych do chmury. Te funkcje mogą pomóc zmniejszyć koszty korzystania z usługi IoT Hub. Zmniejszenie liczby codziennych komunikatów i liczby operacji z urządzenia do chmury na sekundę może umożliwić wybranie niższej warstwy w usłudze IoT Hub. Aby dowiedzieć się więcej, zobacz Stretching the IoT Edge performance limits (Rozciąganie limitów wydajności usługi IoT Edge).

Aby zmniejszyć koszty wymiany danych, możesz wdrożyć usługi platformy Azure, takie jak Azure Stream Analytics i Azure Functions , w usłudze IoT Edge. Usługi Azure Stream Analytics i Azure Functions mogą agregować i filtrować duże ilości danych na brzegu sieci i wysyłać tylko ważne dane do chmury. Usługa Azure Blob Storage w usłudze IoT Edge może zmniejszyć konieczność transferu dużych ilości danych za pośrednictwem sieci. Magazyn brzegowy jest przydatny do przekształcania i optymalizowania dużych ilości danych przed wysłaniem ich do chmury.

Bezpłatne moduły usługi Azure IoT Edge dla otwartych protokołów, takich jak wydawca OPC i Modbus , ułatwiają łączenie różnych urządzeń z minimalnym programowaniem. Jeśli wydajność przekazywania ma kluczowe znaczenie, wybór sprawdzonego modułu usługi IoT Edge od dostawcy może być bardziej opłacalny niż tworzenie modułu niestandardowego. Możesz wyszukać i pobrać moduły usługi IoT Edge z witryny Azure Marketplace.

Warstwa pozyskiwania i komunikacji

Brama IoT w chmurze to most między urządzeniami a usługami w chmurze. Jako usługa frontonu dla platformy w chmurze brama może agregować wszystkie dane z tłumaczeniem protokołu i zapewnić dwukierunkową komunikację z urządzeniami.

Istnieje wiele czynników, które należy wziąć pod uwagę w przypadku komunikacji urządzenia z bramą IoT, takich jak łączność urządzeń, sieć i protokół. Zrozumienie protokołów komunikacyjnych IoT, typów sieci i wzorców obsługi komunikatów ułatwia projektowanie i optymalizowanie ekonomicznej architektury.

W przypadku łączności urządzeń ważne jest określenie typu sieci. W przypadku wybrania prywatnego rozwiązania LAN lub WAN, takiego jak WiFi lub LoraWAN, rozważ całkowite koszty całkowitego kosztu posiadania sieci. Jeśli używasz sieci przewoźników, takich jak 4G, 5G lub LPWAN, uwzględnij cykliczne koszty łączności.

Platforma rozwiązań IoT

Aby utworzyć rozwiązanie IoT dla twojej firmy, zazwyczaj oceniasz rozwiązanie przy użyciu podejścia do zarządzanej platformy aplikacji i kompilujesz gotowe rozwiązanie dla przedsiębiorstw przy użyciu usług platformy.

• Usługi platformy umożliwiają precyzyjne dostosowywanie usług i kontrolowanie ogólnych kosztów. Udostępnia wszystkie bloki konstrukcyjne dostosowane i elastyczne aplikacje IoT. Masz więcej opcji wyboru i kodu podczas łączenia urządzeń oraz pozyskiwania, przechowywania i analizowania danych. Usługi platformy Azure IoT obejmują produkty azure IoT Hub i Azure Digital Twins.

• Usługa Azure IoT Central to zarządzana platforma aplikacji, która umożliwia szybkie ocenianie rozwiązania IoT przez zmniejszenie liczby decyzji potrzebnych do osiągnięcia wyników. Usługa IoT Central zajmuje się większością elementów infrastruktury w rozwiązaniu, dzięki czemu możesz skupić się na dodawaniu wiedzy branżowej i ocenie rozwiązania.

Warstwy usługi IoT Hub

Większość rozwiązań IoT wymaga dwukierunkowej komunikacji między urządzeniami a chmurą w celu zapewnienia pełnej funkcjonalności i bezpieczeństwa. Podstawowa warstwa usługi IoT Hub zapewnia podstawowe funkcje, ale wyklucza sterowanie dwukierunkowe. W przypadku niektórych wczesnych implementacji rozwiązań możesz zmniejszyć koszty przy użyciu warstwy podstawowej. W miarę postępu rozwiązania możesz przełączyć się do warstwy standardowej, aby zoptymalizować bezpieczny kanał komunikacyjny pod kątem niższych kosztów obsługi komunikatów w chmurze do urządzeń. Aby uzyskać więcej informacji, zobacz Wybieranie odpowiedniej warstwy usługi IoT Hub dla rozwiązania.

Rozmiar i częstotliwość komunikatów usługi IoT Hub

Koszty obsługi komunikatów zależą znacznie od czattiness urządzenia i rozmiaru wiadomości. Urządzenia chatty wysyłają wiele wiadomości do chmury co minutę, podczas gdy stosunkowo ciche urządzenia wysyłają dane tylko co godzinę lub więcej. Unikaj interakcji między urządzeniami i chmurą, które używają wielu małych komunikatów. Jasność na temat rozmów urządzeń i rozmiaru komunikatów pomaga zmniejszyć prawdopodobieństwo nadmiernej aprowizacji, co prowadzi do nieużywanej pojemności chmury lub niedostatecznej aprowizacji, co prowadzi do wyzwań związanych ze skalowaniem. Rozważ rozmiar i częstotliwość ładunków komunikatów, aby upewnić się, że infrastruktura jest poprawnym rozmiarem i gotowym do skalowania.

Unikaj interakcji między chmurą a urządzeniem, które używają wielu małych komunikatów. Na przykład pogrupuj wiele aktualizacji bliźniaczej reprezentacji urządzenia lub modułu w jedną aktualizację, która ma własne ograniczenie przepustowości. Należy pamiętać o rozmiarze komunikatu używanym do dziennego limitu przydziału, 4K bajtów dla warstw usługi IoT Hub bez użycia. Wysyłanie mniejszych komunikatów pozostawia część nieużywanej pojemności, podczas gdy większe komunikaty są naliczane w fragmentach o rozmiarze 4 KB.

Użyj jednej metody bezpośredniej, aby uzyskać bezpośrednią opinię. Użyj aktualizacji stanu bliźniaczej reprezentacji jednego urządzenia lub modułu, aby asynchronicznie wymieniać informacje o konfiguracji i stanie.

Napiwek

Interakcje czatty można monitorować przy użyciu usługi Microsoft Defender dla IoT w usłudze Azure IoT Hub i mikro agenta usługi Defender for IoT. Możesz utworzyć niestandardowe alerty usługi IoT Hub dla interakcji między urządzeniami lub chmurą, które przekraczają określony próg.

Jeśli rozmiar komunikatu ma kluczowe znaczenie dla zarządzania kosztami, zmniejszenie obciążenia jest szczególnie ważne w przypadku długich cykli życia urządzeń lub dużych wdrożeń. Opcje zmniejszenia tego obciążenia obejmują:

• Użyj krótszego identyfikatora urządzenia, identyfikatora modułu, nazwy bliźniaczej reprezentacji i tematu komunikatu, aby zmniejszyć ładunek pakietów MQTT. Ładunek MQTT wygląda następująco: devices/{device_id}/modules/{module_id}/messages/events/.
• Skrócić obciążenie o stałej długości i komunikat.
• Kompresuj ładunek, na przykład przy użyciu narzędzia Gzip.

Limity przydziału komunikatów i ograniczenia przepustowości usługi IoT Hub

Warstwy usługi IoT Hub mają różne rozmiary z określonymi limitami przydziałów i limitami ograniczania przepustowości dla operacji. Zapoznaj się z limitami i limitami przydziałów usługi IoT Hub, aby zoptymalizować koszty obsługi komunikatów między urządzeniami i chmurą.

Na przykład warstwa Standardowa S1 ma dzienny limit przydziału 400 000 komunikatów. Wzrost opłat w fragmentach o rozmiarze 4 KB na podstawie kilku czynników:

• Jeden komunikat typu urządzenie-chmura (D2C) może mieć maksymalnie 4 KB.
• Opłaty za komunikaty D2C przekraczające 4 KB są naliczane we fragmentach 4 KB.
• Komunikaty mniejsze niż 4 KB mogą użyć metody zestawu SDK SendEventBatchAsync usługi Azure IoT, aby zoptymalizować przetwarzanie wsadowe po stronie urządzenia. Na przykład łączenie maksymalnie czterech komunikatów o długości 1 KB na brzegu zwiększa dzienny miernik o jeden komunikat. Przetwarzanie wsadowe dotyczy tylko protokołu AMQP lub HTTPS.
• Większość operacji, takich jak komunikaty z chmury do urządzenia lub operacje bliźniaczej reprezentacji urządzenia, również pobiera komunikaty w fragmentach o rozmiarze 4 KB. Wszystkie te operacje dodają do dziennej przepływności i maksymalnego limitu przydziału komunikatów.

Zapoznaj się z dokumentacją dotyczącą cennika usługi Azure IoT Hub, aby uzyskać szczegółowe przykłady cen.

Poza dziennymi limitami przydziałów komunikatów operacje usługi mają limity ograniczania przepustowości. Kluczową częścią optymalizacji kosztów usługi IoT Hub jest optymalizacja limitów przydziału komunikatów i limitów ograniczania operacji. Zbadaj różnice między limitami w postaci operacji na sekundę lub bajtów na sekundę. Aby uzyskać więcej informacji, zobacz IoT Hub quotas and throttling (Limity przydziału i ograniczanie przepustowości usługi IoT Hub).

Różne limity ograniczania mają zastosowanie do różnych operacji usługi IoT Hub. Operacje między urządzeniami a chmurą mają operacje na sekundę, które zależą od warstwy. Oprócz rozmiaru komunikatu mierzonego we fragmentach o rozmiarze 4 KB należy wziąć pod uwagę liczbę operacji. Przetwarzanie wsadowe na brzegu umożliwia wysyłanie większej liczby komunikatów w ramach jednej operacji.

Pojedynczy komunikat o rozmiarze 2 KB, wsadowy komunikat o rozmiarze 10 KB lub wsadowy komunikat o rozmiarze 256 KB liczy się tylko jako pojedyncza operacja, umożliwiając wysyłanie większej ilości danych do punktu końcowego bez osiągnięcia limitów ograniczania przepustowości.

Skalowanie automatyczne w usłudze IoT Hub

Dynamiczne dostosowywanie liczby jednostek usługi IoT Hub pomaga zoptymalizować koszty w przypadku wahań woluminu komunikatów. Możesz zaimplementować usługę autoskalowania, która automatycznie monitoruje i skaluje usługę IoT Hub. Zobacz Autoskalowanie usługi Azure IoT Hub , aby zapoznać się z dostosowywalnym przykładem w celu zaimplementowania możliwości automatycznego skalowania. Możesz użyć własnej logiki niestandardowej, aby zoptymalizować warstwę i liczbę jednostek usługi IoT Hub.

Sygnatury wdrażania na potrzeby skalowania

Sygnaturowanie wdrożenia jest typowym wzorcem projektowania dla elastycznych strategii wdrażania, przewidywalnej skali i kosztów. Ten wzorzec zapewnia kilka zalet rozwiązań IoT, takich jak grupy dystrybucyjne geograficzne urządzeń, wdrażanie nowych funkcji na określonych sygnaturach i obserwowanie kosztów na urządzenie. Aby uzyskać więcej informacji, zobacz Scale IoT solutions with deployment stamps (Skalowanie rozwiązań IoT przy użyciu sygnatur wdrażania).

Warstwa zarządzania urządzeniami i modelowania

Zarządzanie urządzeniami to zadanie, które organizuje złożone procesy, takie jak zarządzanie łańcuchem dostaw, spis urządzeń, wdrażanie, instalacja, gotowość operacyjna, aktualizacja urządzeń, komunikacja dwukierunkowa i aprowizowanie. Modelowanie urządzeń może zmniejszyć koszty zarządzania i woluminy ruchu komunikatów.

IoT Plug and Play

W przypadku redukcji TCO rozważ rozszerzone przypadki użycia w ramach wyboru platformy. Usługa IoT Plug and Play umożliwia konstruktorom rozwiązań integrowanie urządzeń z usługą IoT Hub lub usługą Azure Digital Twins bez konieczności ręcznej konfiguracji. Usługa IoT Plug and Play używa języka DtDL (Digital Twins Definition Language) w wersji 2. Oba są oparte na otwartych standardach W3C, takich jak JSON-LD i RDF, które umożliwiają łatwiejsze wdrażanie w usługach i narzędziach.

Korzystanie z usługi IoT Plug and Play i DTDL nie jest kosztowne. Standardowe stawki dla usług IoT Hub, Azure Digital Twins i innych usług platformy Azure pozostają takie same.

Aby uzyskać więcej informacji, zobacz Jak przekonwertować istniejące urządzenie na urządzenie IoT Plug and Play.

IoT Hub DPS

Usługa DPS usługi IoT Hub to usługa pomocnika usługi IoT Hub, która umożliwia tanią, bezobsługową aprowizację just in time w odpowiednim centrum IoT bez konieczności interwencji człowieka. Usługa DPS umożliwia bezpieczną i skalowalną aprowizację milionów urządzeń w celu zmniejszenia błędów i kosztów.

Usługa DPS umożliwia aprowizację urządzeń z małą lub nieobsługiwaną obsługą dotykową, więc nie trzeba trenować i wysyłać osób na miejscu. Korzystanie z usługi DPS zmniejsza koszty wprowadzania ciężarówek i czasu poświęcane na szkolenie i konfigurację. Usługa DPS zmniejsza również ryzyko błędów spowodowanych ręczną aprowizowaniem.

Usługa DPS obsługuje zarządzanie cyklem życia urządzeń za pomocą usługi IoT Hub za pośrednictwem zasad alokacji rejestracji, bezobsługowej aprowizacji, początkowego ustawienia konfiguracji, ponownego aprowizowania i anulowania aprowizacji. Aby uzyskać więcej informacji, zobacz:

• Cennik usługi DPS
• Jak ponownie aprowizacji urządzeń

Modelowanie stanu zasobów i urządzeń

Porównaj różnice kosztów między kilkoma magazynami topologii urządzeń i jednostkami, takimi jak Azure Cosmos DB, Azure Digital Twins i Azure SQL Database. Każda usługa ma inną strukturę kosztów i oferuje różne możliwości rozwiązania IoT. W zależności od wymaganego użycia wybierz najbardziej opłacalną usługę.

• Usługa Azure Digital Twins może zaimplementować model oparty na grafach środowiska IoT na potrzeby zarządzania zasobami, stanu urządzenia i danych telemetrycznych. Usługi Azure Digital Twins można używać jako narzędzia do modelowania całych środowisk przy użyciu przesyłania strumieniowego danych IoT w czasie rzeczywistym i scalania danych biznesowych ze źródeł innych niż IoT. Niestandardowe dzienniki można tworzyć lub używać standardów opartych na dziennikach, takich jak RealEstateCore, CIM lub NGSI-LD, aby uprościć wymianę danych z osobami trzecimi. Usługa Azure Digital Twins ma model cen płatności za użycie bez stałej opłaty.

• Azure Cosmos DB to globalnie rozproszona, wielomodelowa baza danych. Koszt ma wpływ na magazyn i przepływność, z regionalnymi lub globalnie rozproszonymi i replikowanymi opcjami danych.

• Usługa Azure SQL Database może być wydajnym rozwiązaniem do modelowania urządzeń i zasobów. Usługa SQL Database ma kilka modeli cen, które ułatwiają optymalizowanie kosztów.

Model wdrażania zasobów

Rozwiązania brzegowe można wdrażać z różnymi architekturami: wieloma punktami końcowymi, urządzeniami IoT, bezpośrednim połączeniem z chmurą lub połączonymi za pośrednictwem bramy brzegowej i/lub bramy w chmurze. Różne opcje określania źródła urządzeń brzegowych mogą mieć wpływ na TCO i czas obrotu. Ciągła konserwacja i obsługa floty urządzeń wpływa również na całkowity koszt rozwiązania.

Miejsce przechowywania i przetwarzania danych w danym rozwiązaniu IoT wpływa na wiele czynników, takich jak opóźnienie, zabezpieczenia i koszty. Przeanalizuj każdy przypadek użycia i sprawdź, gdzie ma najwięcej sensu, aby korzystać z przetwarzania brzegowego i przechowywania danych oraz jak wpływa na koszty. Przechowywanie i przetwarzanie danych na urządzeniach brzegowych może zmniejszyć koszty magazynowania, transportu i przetwarzania. Jednak w przypadku uwzględnienia skalowania usługi w chmurze są często lepszymi opcjami ze względu na koszty i nakłady związane z programowaniem.

Kalkulator cen platformy Azure to przydatne narzędzie do porównywania tych opcji.

Warstwa przetwarzania i analizy zdarzeń

Celem warstwy przetwarzania i analizy zdarzeń jest umożliwienie podejmowania decyzji opartych na danych. Chronometraż zdarzeń i cel analizy to kluczowe czynniki, które należy wziąć pod uwagę. Odpowiedni wybór usługi zwiększa wydajność architektury i zmniejsza koszt przetwarzania danych i zdarzeń.

Na podstawie wymagań zaimplementuj przetwarzanie gorących, ciepłych lub zimnych ścieżek na potrzeby analizy danych IoT. Architektura referencyjna usługi Azure IoT pomaga zrozumieć różnicę między tymi ścieżkami analitycznymi i przegląda dostępne usługi analityczne na każdej ścieżce.

Aby rozpocząć, określ, które typy danych przechodzą przez gorącą, ciepłą lub zimną ścieżkę:

• Dane ścieżki gorącej są przechowywane w pamięci i analizowane niemal w czasie rzeczywistym, zwykle przy użyciu przetwarzania strumienia. Dane wyjściowe mogą wyzwalać alert lub być zapisywane w formacie ustrukturyzowanym, który narzędzia analityczne mogą wykonywać zapytania natychmiast.
• Ciepłe dane ścieżki, takie jak z ostatniego dnia, tygodnia lub miesiąca, są przechowywane w usłudze magazynu, która może być natychmiast odpytywane.
• Dane historyczne ścieżki zimnej są przechowywane w magazynie o niższych kosztach, które mają być odpytywane w dużych partiach.

Warstwa magazynu

Jednym z celów rozwiązania IoT jest zapewnienie danych użytkownikom końcowym. Ważne jest, aby zrozumieć typy magazynów, pojemność i ceny, aby utworzyć strategię optymalizacji kosztów magazynowania.

Typy magazynu

Wybór repozytorium dla danych telemetrycznych zależy od przypadku użycia danych IoT. Jeśli celem jest tylko monitorowanie danych IoT, a woluminy są niskie, możesz użyć bazy danych. Jeśli scenariusz obejmuje analizę danych, należy zapisać dane telemetryczne w magazynie. W przypadku zoptymalizowanego pod kątem szeregów czasowych magazyn tylko do dołączania i wykonywania zapytań należy rozważyć rozwiązania zaprojektowane specjalnie, takie jak Usługa Azure Data Explorer.

Magazyn i bazy danych nie wykluczają się wzajemnie. Obie usługi mogą współpracować, szczególnie w przypadku dobrze zdefiniowanych ścieżek analizy gorąca, ciepłej i zimnej. Usługa Azure Data Explorer i bazy danych są często używane w scenariuszach z gorącą i ciepłą ścieżką.

W przypadku usługi Azure Storage ważne jest również, aby wziąć pod uwagę czynniki cyklu życia danych, takie jak częstotliwość dostępu, wymagania dotyczące przechowywania i kopie zapasowe. Usługa Azure Storage ułatwia definiowanie cyklu życia danych i automatyzowanie procesu przenoszenia danych z warstwy Gorąca do innych warstw, co zmniejsza długoterminowe koszty magazynowania. Aby uzyskać więcej informacji, zobacz Konfigurowanie zasad zarządzania cyklem życia.

Rozwiązania bazy danych

W przypadku możliwości bazy danych często wybiera się między rozwiązaniami SQL i no-SQL. Bazy danych SQL najlepiej nadają się do stałych danych telemetrycznych schematu z prostymi wymaganiami dotyczącymi przekształcania danych lub agregacji danych. Aby dowiedzieć się więcej, zobacz Typy baz danych na platformie Azure.

Usługi Azure SQL Database i TimescaleDB for PostgreSQL to typowe opcje dla bazy danych SQL. Aby uzyskać więcej informacji, zobacz następujące artykuły:

• Planowanie kosztów i zarządzanie nimi dla usługi Azure SQL Database
• Usługa Azure SQL Database i optymalizacja kosztów
• Rozszerzenie usługi Azure SQL Database for PostgreSQL
• Dostrajanie wydajności dla baz danych Azure SQL Database

Jeśli dane są najlepiej reprezentowane jako obiekt lub dokument bez stałego schematu, opcja no-SQL jest lepszym rozwiązaniem. Usługa Azure Cosmos DB udostępnia wiele interfejsów API, takich jak SQL lub MongoDB. W przypadku każdej bazy danych strategie partycjonowania i indeksu są ważne dla optymalizacji wydajności i obniżania niepotrzebnych kosztów. Aby uzyskać więcej informacji, zobacz:

• Partycjonowanie i skalowanie w poziomie w usłudze Azure Cosmos DB
• Planowanie i zarządzanie kosztami usługi Azure Cosmos DB

Usługa Azure Synapse Analytics to nowoczesny magazyn danych platformy Azure. Usługa Synapse Analytics jest skalowana według jednostek magazynu danych (DWU) i należy wybrać odpowiednią pojemność do obsługi wymagań rozwiązania. W zależności od przypadku użycia można wstrzymać obliczenia, gdy żadne zadanie nie jest uruchomione, aby zmniejszyć koszty operacyjne.

Warstwa transportowa

Warstwa transportu przesyła i kieruje dane między innymi warstwami. W miarę jak dane są przesyłane między warstwami i usługami, wybór protokołu wpływa na koszty. Przypadki użycia, takie jak bramy terenowe, otwarty protokół branżowy i wybór sieci IoT również wpływają na koszty w warstwie transportu.

Aby zmniejszyć rozmiar transmisji i koszty, wybierz odpowiedni protokół dla urządzeń IoT do wysyłania danych telemetrycznych.

Klienci urządzeń regularnie wysyłają komunikaty o zachowaniu aktywności do usługi IoT Hub. Zgodnie z opłatami za operację nie ma opłat za komunikaty o zachowaniu aktywności. Ale nie musisz dodawać właściwości keep-alive w telemetrii, jeśli nie ma dla niej określonego wymagania. W celu zapewnienia elastyczności niektóre zestawy SDK urządzeń IoT platformy Azure umożliwiają ustawienie przedziału czasu dla tych komunikatów, jeśli używasz protokołów AMQP lub MQTT.

W przypadku urządzeń IoT zasilanych z baterii można wybrać między utrzymywaniem aktywności połączeń lub ponownym nawiązywaniem połączenia podczas wznawiania urządzenia. Ten wybór wpływa na zużycie energii i koszty sieci.

Ponowne nawiązywanie połączenia zużywa pakiety około 6 KB dla połączenia TLS, uwierzytelniania urządzenia i pobierania bliźniaczej reprezentacji urządzenia, ale oszczędza pojemność baterii, jeśli urządzenie wznawia się tylko raz lub dwa razy dziennie. Komunikaty można łączyć ze sobą, aby zmniejszyć obciążenie protokołu TLS. Utrzymanie aktywności zużywa setki bajtów, ale utrzymanie połączenia przy życiu oszczędza koszty sieci, jeśli urządzenie wznawia się co kilka godzin lub mniej.

Aby uzyskać ogólne wskazówki dotyczące łączności i niezawodnych funkcji obsługi komunikatów w zestawach SDK urządzeń usługi Azure IoT, zobacz Zarządzanie łącznością i niezawodną obsługą komunikatów przy użyciu zestawów SDK urządzeń usługi Azure IoT Hub. Te wskazówki pomagają zmniejszyć koszty obsługi nieoczekiwanego zachowania między urządzeniem a usługami Azure IoT.

Usługa DPS zmniejsza koszty zarządzania cyklem życia urządzeń od bezobsługowej aprowizacji do wycofania, ale nawiązywanie połączenia z usługą DPS zużywa koszt sieci na potrzeby protokołu TLS i uwierzytelniania. Aby zmniejszyć ruch sieciowy, urządzenia powinny buforować informacje usługi IoT Hub podczas aprowizacji, a następnie łączyć się bezpośrednio z usługą IoT Hub, dopóki nie będą musiały ponownie aprowizować. Aby uzyskać więcej informacji, zobacz Wysyłanie żądania aprowizacji z urządzenia.

Warstwa interakcji i raportowania

Ponieważ usługa IoT obsługuje dane szeregów czasowych, istnieje wiele interakcji z dużą liczbą urządzeń. Raportowanie i wizualizowanie zdaje sobie sprawę z wartości tych danych. Intuicyjne i uproszczone środowiska użytkownika oraz dobrze zaprojektowane interakcje z danymi mogą być kosztowne do utworzenia.

Grafana to narzędzie do wizualizacji danych typu open source, które udostępnia zoptymalizowane pulpity nawigacyjne dla danych szeregów czasowych. Społeczności Grafana udostępniają przykłady, które można ponownie użyć i dostosować w swoim środowisku. Metryki i pulpit nawigacyjny można zaimplementować z danych szeregów czasowych bez wysiłku. Platforma Azure udostępnia wtyczkę Grafana dla usługi Azure Monitor.

Narzędzia do raportowania i pulpitu nawigacyjnego, takie jak usługa Power BI, umożliwiają szybki start od danych IoT bez struktury. Usługa Power BI udostępnia intuicyjny interfejs użytkownika i możliwości. Pulpity nawigacyjne i raporty można łatwo tworzyć przy użyciu danych szeregów czasowych oraz korzystać z zalet zabezpieczeń i wdrażania przy niskich kosztach.

Warstwa integracji

Integracja z innymi systemami i usługami może być złożona. Wiele usług może pomóc zmaksymalizować wydajność, aby zoptymalizować koszty w warstwie integracji.

Usługa Azure Digital Twins może integrować różne systemy i usługi z danymi IoT. Usługa Azure Digital Twins przekształca wszystkie dane w własną jednostkę cyfrową, dlatego ważne jest, aby zrozumieć limity usług i punkty dostrajania w celu obniżenia kosztów. Zapoznaj się z limitami usługi Azure Digital Twins podczas projektowania architektury. Omówienie ograniczeń funkcjonalnych, które ułatwiają efektywną integrację z systemami biznesowymi.

W przypadku korzystania z interfejsu API zapytań opłaty za usługę Azure Digital Twins za jednostkę zapytań (QU). Liczbę jednostek QU użytych w nagłówku odpowiedzi można śledzić. Zmniejsz złożoność zapytań i liczbę wyników, aby zoptymalizować koszty. Aby uzyskać więcej informacji, zobacz Znajdowanie użycia qu w usłudze Azure Digital Twins.

Warstwa DevOps

Platformy w chmurze przekształcają wydatki kapitałowe (CAPEX) na wydatki operacyjne (OPEX). Chociaż ten model zapewnia elastyczność i elastyczność, nadal potrzebujesz dobrze zdefiniowanego modelu wdrażania i działania, aby w pełni wykorzystać platformę w chmurze. Dobrze zaplanowane wdrożenie tworzy powtarzalne zasoby, aby skrócić czas obrotu.

Platforma w chmurze zapewnia elastyczność dla deweloperów w celu wdrażania zasobów w ciągu kilku sekund, ale istnieje ryzyko przypadkowego aprowizowania zasobów lub nadmiernej aprowizacji. Odpowiedni model zapewniania ładu w chmurze może zminimalizować takie ryzyko i uniknąć niepożądanych kosztów.

Środowiska projektowe

Deweloperzy mogą korzystać z elastyczności zapewnianej przez platformę Azure w celu optymalizacji kosztów programowania. Warstwa bezpłatna usługi IoT Hub, ograniczona do jednego wystąpienia na subskrypcję, oferuje standardowe możliwości, ale jest ograniczona do 8000 komunikatów dziennie. Ta warstwa jest wystarczająca do wczesnego programowania z ograniczoną liczbą urządzeń i komunikatów.

W przypadku środowisk obliczeniowych można wdrożyć architekturę bezserwerową dla rozwiązań IoT natywnych dla chmury. Niektóre popularne usługi platformy Azure dla obciążeń IoT obejmują usługi Azure Functions i Azure Stream Analytics. Mechanizm rozliczeń zależy od usługi. Niektóre usługi, takie jak Usługa Azure Stream Analytics do przetwarzania w czasie rzeczywistym, umożliwiają deweloperom wstrzymywanie usług bez ponoszenia dodatkowych kosztów. Inne usługi są rozliczane według użycia. Na przykład opłaty za usługę Azure Functions są naliczane na podstawie liczby transakcji. Deweloperzy mogą korzystać z tych natywnych dla chmury możliwości optymalizacji zarówno kosztów programistycznych, jak i operacyjnych.

Zintegrowane środowisko projektowe (IDE) przyspiesza opracowywanie i wdrażanie. Niektóre środowiska IDE typu open source, takie jak Visual Studio Code, udostępniają rozszerzenia usługi Azure IoT, które umożliwiają deweloperom opracowywanie i wdrażanie kodu w usługach Azure IoT bez ponoszenia kosztów.

Usługa Azure IoT udostępnia bezpłatne przykłady kodu usługi GitHub ze wskazówkami. Te przykłady ułatwiają deweloperom rozszerzanie aplikacji device, IoT Edge, IoT Hub i Azure Digital Twins. Usługa GitHub oferuje również funkcje implementowania bezproblemowej ciągłej integracji i ciągłego wdrażania (CI/CD) przy niskich kosztach i nakładach pracy. Funkcja GitHub Actions jest bezpłatna dla projektów typu open source. Aby uzyskać więcej informacji, zobacz Plany i funkcje usługi GitHub.

Testowanie obciążenia pod kątem szacowania kosztów

Za pomocą testowania obciążenia można oszacować ogólne koszty, w tym usługi w chmurze, dla kompleksowego rozwiązania IoT. Ponieważ rozwiązania IoT używają dużych ilości danych, symulator może pomóc w testowaniu obciążenia. Przykłady kodu symulacji, takie jak symulator telemetrii urządzenia Azure IoT, ułatwiają testowanie i szacowanie kosztów na dużą skalę przy użyciu różnych parametrów.

Środowiska wdrażania

Typowe jest wdrażanie obciążeń w wielu środowiskach, takich jak programowanie i produkcja. Za pomocą infrastruktury jako kodu (IaC) można przyspieszyć wdrażanie i skrócić czas obrotu, ponownie używając kodu. IaC może pomóc uniknąć niezamierzonych wdrożeń, takich jak nieprawidłowe warstwy. Usługi platformy Azure, takie jak Azure Resource Manager i Azure Bicep, lub usługi innych firm, takie jak Terraform i Pulumi, są typowymi opcjami IaC.

Rozwiązania wdrażania metodyki DevOps można stosować do rozwiązań IoT przy użyciu potoków kompilacji i wydawania w różnych środowiskach. Aby zapoznać się z przykładem, zobacz Wdrażanie rozwiązania do konserwacji predykcyjnej przy użyciu potoku DevOps.

Obsługa i konserwacja

Długoterminowa pomoc techniczna i konserwacja urządzeń terenowych mogą eskalować, aby stać się największym obciążeniem kosztowym dla wdrożonego rozwiązania. Staranne rozważenie TCO systemu ma kluczowe znaczenie dla realizacji zwrotu z inwestycji (ROI).

Musisz obsługiwać i obsługiwać urządzenia IoT przez cały okres istnienia rozwiązania. Zadania obejmują naprawy sprzętowe, uaktualnienia oprogramowania, konserwację systemu operacyjnego i stosowanie poprawek zabezpieczeń. Rozważ bieżące koszty licencjonowania oprogramowania komercyjnego i własnościowych sterowników i protokołów. Jeśli nie możesz wykonać konserwacji zdalnej, musisz mieć budżet na naprawy i aktualizacje w lokacji. W przypadku napraw sprzętu lub wymiany należy przechowywać odpowiednie elementy zapasowe w magazynie.

W przypadku rozwiązań korzystających z nośników łączności komórkowej lub płatnej wybierz odpowiedni plan danych na podstawie liczby urządzeń, rozmiaru i częstotliwości transmisji danych oraz lokalizacji wdrożenia urządzenia. Jeśli masz umowę dotyczącą poziomu usług (SLA), potrzebujesz ekonomicznej kombinacji sprzętu, infrastruktury i wyszkolonych pracowników, aby spełnić umowę SLA.

Ład w chmurze

Ład w chmurze jest niezbędny dla zapewnienia zgodności, zabezpieczeń i zapobiegania niepotrzebnym kosztom.

• Interfejsy API usługi Cost Management umożliwiają eksplorowanie danych dotyczących kosztów i użycia za pośrednictwem analizy wielowymiarowej. Możesz tworzyć dostosowane filtry i wyrażenia, które pomagają odpowiedzieć na pytania związane z użyciem zasobów platformy Azure. Interfejsy API usługi Cost Management mogą generować alerty, gdy użycie osiągnie skonfigurowane progi. Interfejsy API usługi Cost Management są dostępne dla usług IoT Central, IoT Hub i DPS.

• Tagowanie zasobów stosuje etykiety do wdrożonych zasobów. Oprócz usługi Microsoft Cost Management tagowanie zapewnia szczegółowe informacje na temat bieżących kosztów na podstawie etykiet. Aby uzyskać więcej informacji, zobacz Typowe zastosowania analizy kosztów.

• Usługa Azure Policy zawiera wbudowane zasady do automatycznego oznaczania zasobów lub flagowania zasobów bez tagowania. Aby dowiedzieć się więcej, zobacz Przypisywanie definicji zasad pod kątem zgodności tagów. Innym przypadkiem użycia usługi Azure Policy jest zapobieganie aprowizacji niektórych warstw, co pomaga zapobiegać nadmiernej aprowizacji w środowiskach deweloperskich lub produkcyjnych.

Monitorowanie

Wiele narzędzi uwzględnionych w ramach subskrypcji platformy Azure może pomóc organizacji w wdrażaniu ładu finansowego i uzyskiwaniu większej wartości z usług IoT. Te narzędzia ułatwiają śledzenie użycia zasobów i zarządzanie kosztami we wszystkich chmurach przy użyciu jednego, ujednoliconego widoku. Możesz uzyskać dostęp do zaawansowanych szczegółowych informacji operacyjnych i finansowych, aby podejmować świadome decyzje.

Rejestrowanie telemetrii często używa obszarów roboczych usługi Log Analytics w usłudze Azure Monitor. Usługa Log Analytics obejmuje 5 GB miejsca do magazynowania, a pierwsze 30 dni przechowywania jest bezpłatne. W zależności od potrzeb biznesowych może być potrzebny dłuższy okres przechowywania. Przejrzyj i zdecyduj odpowiedni okres przechowywania, aby uniknąć niezamierzonych kosztów.

Usługa Log Analytics udostępnia środowisko obszaru roboczego do interaktywnego wykonywania zapytań dotyczących dzienników. Dzienniki można okresowo eksportować do lokalizacji zewnętrznych, takich jak Usługa Azure Data Explorer, lub archiwizować dzienniki na koncie magazynu w celu uzyskania tańszej opcji magazynu. Aby uzyskać więcej informacji, zobacz Monitorowanie użycia i szacowanych kosztów w usłudze Azure Monitor.

Azure Advisor

Azure Advisor to spersonalizowany konsultant ds. chmury, który pomaga stosować najlepsze rozwiązania w celu zoptymalizowania wdrożeń platformy Azure. Usługa Advisor analizuje konfigurację zasobów i dane telemetryczne użycia oraz zaleca rozwiązania, które mogą pomóc w zwiększeniu efektywności kosztowej, wydajności, niezawodności i zabezpieczeń.

Usługa Advisor pomaga zoptymalizować i zmniejszyć ogólne wydatki na platformę Azure, identyfikując bezczynne i niedostatecznie wykorzystywane zasoby. Rekomendacje dotyczące kosztów można uzyskać na karcie kosztów na pulpicie nawigacyjnym usługi Advisor.

Chociaż usługa Advisor nie oferuje konkretnych zaleceń dotyczących usług IoT, może udostępniać przydatne rekomendacje dotyczące infrastruktury, magazynu i usług analitycznych platformy Azure. Aby uzyskać więcej informacji, zobacz Obniżanie kosztów usług przy użyciu usługi Azure Advisor.

Następne kroki

Doskonałość operacyjna w obciążeniu IoT

Powiązane zasoby

• Zasady projektowania optymalizacji kosztów
• Zalecenia dotyczące tworzenia modelu kosztów
• Lista kontrolna przeglądu projektu dotycząca optymalizacji kosztów
• Architektura referencyjna usługi Azure IoT
• Dokumentacja usługi Azure IoT