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引言
Sparkplug 是一种为 SCADA 零碎量身定制的工业物联网通信协议。它为工业设施和利用提供了一种规范的通信格局，实现了不同厂商设施的互操作性。Sparkplug 标准由 Cirrus Link Solutions 和 Eclipse Foundation 独特制订。它是凋谢的，不属于某一家公司。因而，它给 Sparkplug 社区带来了以下好处：
- 促成不同零碎和技术之间的顺畅合作，晋升效率、降低成本，为消费者提供更多抉择。
- 保障不同厂商产品的兼容性和协作性，减少消费者的抉择，促成厂商之间的良性竞争。
- 通过推动合作、分享想法和计划，激发翻新，促成新产品、新服务和新技术的倒退。
- 进步透明度、建设信赖，升高厂商锁定或依赖繁多供应商的危险。
- 让产品和服务对各种用户凋谢，包含残障人士。
Sparkplug 旨在提供一种标准化的形式，将 MQTT 用于工业利用，并促成不同厂商的设施和零碎之间的互操作性。因而，Sparkplug 标准受到了工业物联网社区的宽泛认可，并失去了泛滥厂商和组织的反对。
概念 1 – MQTT 消息传递架构
Sparkplug 标准基于 MQTT 协定，这是一种宽泛用于物联网利用的轻量级音讯协定。它专为低带宽、高提早的网络设计，因为具备以下能力而受到物联网利用的青眼。
- 轻量级：MQTT 是一种轻量级协定，占用极少的网络带宽，非常适合低带宽环境。
- 可靠性：MQTT 反对不同的服务质量（QoS）等级，可能保障即便在网络故障或连贯不稳固的状况下，音讯也能牢靠地传递。
- 扩展性：MQTT 具备很好的扩展性，能够反对百万级的设施和客户端。
- 灵活性：MQTT 能够用于一对一和一对多的通信，并反对公布 / 订阅和申请 / 响应两种音讯模式。
- 安全性：MQTT 反对平安个性，例如认证和加密，有助于确保数据安全窃密地传输。
综上所述，应用 MQTT 实现 Sparkplug 标准有许多益处，非常适合工业物联网利用。最重要的是，基于 MQTT 公布 / 订阅音讯架构，Sparkplug 零碎实现了数据生产者和消费者的解耦。这使得数据交换过程更加灵便和可扩大，因为数据生产者和消费者能够独立地运行。
概念 2 – 会话状态感知
解耦带来了扩展性、灵活性和弹性等多方面的好处，但同时也须要对会话进行治理，以确保零碎在多个申请和组件之间保持一致的状态。
会话状态感知是 Sparkplug 的外围个性之一，它使设施在网络连接中断或失落的状况下仍能与 Broker 维持连贯。这是通过利用 Broker 存储的会话状态信息来实现的。当连贯复原时，这些信息可用于从新建设通信。
当设施连贯到 Sparkplug Broker 时，它会与 Broker 创立一个会话。在此会话期间，设施能够公布和订阅音讯。Broker 会记录设施的会话状态，包含因为网络中断而未能传递的任何订阅或音讯。
对于须要高可用性和牢靠通信的工业物联网利用而言，会话状态感知是一个十分重要的个性。Sparkplug 通过保护会话状态信息来确保设施在网络中断后可能疾速与 Broker 从新建设通信，从而升高宕机和数据失落的危险。
概念 3 – 对立命名空间
对立命名空间指的是，在工业环境中不同的设施和零碎可能不受厂商或通信协议的影响顺畅共享数据的能力。为了保障互操作性和便当的数据交换，它采纳一种规范的命名规定和数据模型。
另一方面，Sparkplug 是一种消息传递标准，用于使工业物联网设施和利用之间的通信更加高效和平安。它基于 MQTT 协定，交融了对立命名空间的概念，提供了一种标准化的形式来表白不同设施和零碎之间的数据和元数据。
换言之，Sparkplug 借助对立命名空间的概念，为工业设施和零碎之间的数据交换提供了一种通用语言。这有助于简化集成和进步互操作性，使得在工业环境中构建和保护简单的物联网利用变得更加不便。
概念 4 – 地方数据仓库
在 Sparkplug 标准中，地方数据仓库（CDR）是一个集中的服务器或平台，它充当一个枢纽，接管、解决和散发来自不同工业设施和利用的数据。CDR 提供了一种标准化的形式来治理和存储数据，以达到可扩展性和高效性，并使不同设施和利用之间可能互操作。
CDR 的劣势包含以下几点：
- 改善数据品质：CDR 保障所有数据在组织外部是对立和统一的，晋升了数据的精确性和可信性。
- 简化数据管理：因为所有数据都保留在同一个中央，因而更方便管理和保护。
- 快速访问数据：CDR 为数据提供了一个集中的地位，使得拜访和剖析数据更快捷和更容易。
- 缩小数据冗余：通过打消反复数据，CDR 缩小了存储老本，并升高了数据不统一的危险。
CDR 负责接管来自不同设施和利用的 MQTT 音讯，解析和验证数据，并以其余零碎能够轻松拜访和解决的格局保留。此外，它还提供了一组 API 和接口，使得其余零碎能够拜访和获取存储在 CDR 中的数据，从而能够向连贯到它的设施和利用发送命令或指令。
概念 5 – 繁多可信数据源
繁多可信数据源（SSOT）是信息管理中罕用的一个概念，指的是对于某个特定的数据，应该有一个权威的数据起源。所有与某个特定主题无关的数据，例如客户订单、产品信息或产品详细信息，都应该保留在一个繁多的地位，并保持一致。
应用 SSOT 也是 Sparkplug 标准的一个要害个性，它提供了一种标准化的形式来治理和存储数据，保证数据的一致性和可靠性。通过应用繁多可信数据源，能够更容易地确保所有零碎和利用都能获取最新和最精确的信息，这对于放弃零碎的完整性和可靠性十分重要。
在理论利用中，SSOT 通常作为 CDR 的一部分来实现，它负责接管和解决来自不同设施和利用的数据。CDR 以标准化的格局保留所有数据，使得其余零碎可能轻松地获取和解决数据，并且 CDR 也作为治理和监控不同设施和零碎的控制中心。通过应用集中的 SSOT，能够实现不同设施和零碎之间的高度互操作性，并保障所有零碎都能拜访到雷同的数据和信息。
Sparkplug 标准中的 MQTT Broker
在 Sparkplug 标准中，MQTT Broker 是实现上述 5 个概念不可或缺的组件。
首先，MQTT Broker 提供了一个公布 / 订阅解耦的消息传递架构，用于让各种 Sparkplug 主机零碎和设施独立运行。
其次，MQTT Broker 提供了一个遗嘱机制，用于反对 Sparkplug 主机零碎和设施之间的会话状态感知。
第三，Sparkplug 标准依照对立命名空间的要求，在 MQTT Broker 中定义了音讯有效载荷规范和主题命名空间。
第四，MQTT Broker 充当一个地方数据仓库，接管来自设施的音讯，并转发给主机接收者。
最初，MQTT Broker 存储了最新和最精确的行业信息，用于保护整个零碎的繁多可信数据源。
因而，MQTT Broker 是实用于 Sparkplug 标准的正确抉择。
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原文链接：https://www.emqx.com/zh/blog/5-key-concepts-for-mqtt-broker-in-sparkplug-specification