18、IoT 应用能耗分析与 HDFS 副本放置策略研究

IoT 应用能耗分析与 HDFS 副本放置策略研究

1. IoT 应用能耗分析

在未来物联网应用的开发中，能耗是首要考虑的问题。随着物联网设备和应用数量的不断增加，开发者和用户需要对物联网应用的能耗进行调节和优化，这不仅涉及连接对象端，还包括消费应用端。

通过对通过 WiFi（802.11n）连接的用户设备上的物联网消费应用的能耗测量，得出以下不同交互选择对能耗的影响：
|交互模式|能耗特点|
| ---- | ---- |
|发布/订阅交互模式|与同步交互模式相比，能耗约低 92%|
|MQTT 协议（发布/订阅模式）|比 HTTP 协议能耗约低 20%|
|有效负载|从 24 字节到 3120 字节的有效负载，能耗开销仅为 9%，对能耗影响较小|

以普通笔记本电池（约 360 千焦）为例，使用 HTTP 或 MQTT 并对消息进行分组的物联网应用，电池续航约为 31 小时；而不分组并使用 HTTP 同步方式时，电池续航约为 9 小时，减少了 71%。

基于以上结果，为物联网消费应用设计师提供以下建议：
- 优先选择发布/订阅模式。
- 尽可能将多个观测值组合在一条消息中。

下面是一个简单的 mermaid 流程图，展示不同交互模式下的能耗对比：

graph LR
    A[同步交互模式] --> B(高能耗)
    C[发布/订阅交互模式] --> D(低能耗)
    D --> E(MQTT 更低能耗)
    D --> F(HTTP 相对高能耗)
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