Zenoh:新一代超低延迟通信协议

摘要

Zenoh 是互联网计算领域的下一个重大突破。你或许觉得这个说法有些夸张，但希望读完这篇短文后，你会认同我的观点。

从技术角度讲，Zenoh 是一种发布/订阅/查询协议，它统一了动态数据、静态数据和计算。也就是说可以将 Zenoh 理解为一种数据解放协议。Zenoh 从多个维度解放数据。

云端到微控制器的通信

Zenoh是市场上唯一一款能够高效运行的协议，它既适用于服务器级硬件和网络，也适用于嵌入式微控制器以及资源极其有限的网络。因此，Zenoh 解放了数据，使其能够自由地在微控制器和数据中心之间进行垂直和水平传输。同样，它也使开发人员无需集成其他技术即可实现企业与嵌入式世界之间的通信。

数据中心化和位置透明性

一流的发布/订阅、地理分布式存储、 查询和可查询抽象简化了任何规模的分布式应用程序的开发。

• Pub/Sub：Zenoh 提供高效的发布/订阅原语，支持多级可靠性、动态发现、碎片化和线级批处理。
• Zenoh Storages：提供用于定义具有分片和复制功能的地理分布式存储的基本组件。
• Zenoh 为查询和聚合：提供了定义完善的语义。它还允许应用程序注册由查询触发的计算；这种简单的机制可以实现多种模式，例如 RPC 和 MapReduce。

移动数据和静态数据。自发布/订阅机制引入以来，移动数据领域便实现了位置透明性。换句话说，用户无需关心发布者的位置即可接收数据。位置透明性是数据中心化的必然结果—在这些系统中，用户只需表达需求，无需关心数据源的位置。这一特性至关重要，因为它简化了规模化、故障处理和负载均衡等工作。Zenoh 是首个为静态数据带来位置透明性的技术，它允许用户在无需关心数据实际位置（即数据库位置）的情况下发出查询。Zenoh 负责识别网络中可用的最佳数据库集合，并在这些数据库中执行查询。

易用且性能卓越

Zenoh从设计之初就秉承着易用性和高性能的理念，并应用于所有场景。它持续提供更高的吞吐量和更低的延迟，而代码量却远少于同类协议。这确保了开发人员从第一天起就能高效工作，无需编写脆弱且难以维护的代码即可获得高性能。

• Zenoh可扩展：路由通过可扩展的路由基础架构提供横向扩展功能，使您的应用程序能够以互联网规模进行部署。
• Zenoh低功耗网络：专为 LPWAN 和 LowPAN 等带宽受限的传输环境而设计。为了最大限度地利用可用带宽，Zenoh 可在 OSI 二层运行，且线路开销极低，仅为4 字节。
• 受限设备： Zenoh 实现方案可能对资源极其敏感。我们最小的实现方案在 Atmel 8 位微控制器上仅占用300 字节的空间。

很少有人意识到通信极其耗能。想想你上网时手机电池续航时间的变化。现在想想，大部分能量消耗都发生在连接你和数据中心的网络中。Zenoh 的设计理念就是节能。这体现在其极低的线路开销（仅 4-6 字节）以及对通信局部性的支持上。

总结

被新一代应用广泛采用。尽管Zenoh协议诞生时间不长，但其应用速度惊人，如今已被应用于机器人、自动驾驶汽车、网络游戏和电信等新一代应用领域。尤其是在机器人领域，Zenoh正迅速成为机器人间通信、互联网规模的监控管理和实时远程操作的首选协议。

参考文献

https://zenoh.io/docs/getting-started/first-app/

https://bit.ly/3P0DJ3N

https://www.youtube.com/playlist?list=PLZDEtJusUvAY04pwmpY8uqCG5iQ7NgSrR

https://www.youtube.com/watch?v=BryexPfh0Jc&t=898s

https://www.youtube.com/watch?v=1NE8cU72frk

https://www.youtube.com/watch?v=_NUP-ihrXjQ

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