Architektur-Mapping im industriellen Internet

Je nach Standort und Funktion muss die passende Connectivity-Lösung für die verschiedenen Szenarien bewertet und ausgewählt werden:

• Smarte Geräte (Endpunkte)
• Geräte-zu-Cloud-Verbindungen
• Konnektivität in der Cloud
• Benutzerkonnektivität (Cloud-to-User)

Standard für Datenverteilungsdienste

Zwischen den Geräten und der Cloud (WAN-Verbindungen) bietet DDS eine ideale Lösung mit:

• Zustandsbehaftete Interaktionen
  • Intelligente Verbindungen/Trennungen und die Möglichkeit, beim Wiederverbinden nur relevante Daten erneut zu senden
  • In den Bus eingebaute Intelligenz, ohne Anwendungs-Overhead
• Viele Datenflussmuster, um aktuelle und zukünftige Anforderungen zu erfüllen
• Datengesteuerter Architekturstil zum Veröffentlichen und Abonnieren
• Skalierbarkeit, Leistung, Ausfallsicherheit und Sicherheit

Innerhalb der Endpunktgeräte selbst wurde DDS aus den gleichen Gründen, die oben für Geräte-zu-Cloud-Verbindungen aufgeführt wurden, weitgehend angewendet. Darüber hinaus ermöglicht DDS die Entwicklung intelligenter Geräte, die sehr zuverlässig arbeiten und die Sicherheits- und Langlebigkeitsanforderungen in Branchen wie dem Gesundheitswesen und der Automobilindustrie erfüllen. DDS unterstützt auch die Vielfalt von Transporten und Plattformen innerhalb eines Systems, wie zuvor in Bezug auf Gateway-Fähigkeiten und Routing-Dienste erörtert.

Auch in der Cloud hat DDS Einzug gehalten. Hier spannen die Anforderungen ein breiteres Spektrum und führen zu einem Mix an Konnektivitätsoptionen. DDS kann diese Konnektivitätsvielfalt unterstützen und kann auch die Langlebigkeit von Cloud-Lösungen fördern.

Für die User-to-Cloud-WAN-Verbindungen hingegen sind andere Technologien sinnvoller (siehe Abbildung). An diesem Punkt des Konnektivitätsmodells erfüllen traditionelle Webtechnologien wie Web-Sockets und HTTP die menschenzentrierten Anforderungen mit:

• Zustandslose Interaktionen
• Einzelnes Datenflussmuster (Abfrage)
• Anfrage-Antwort-Architektur, die vom Menschen gesteuert wird
• Etablierte Skalierbarkeits- und Sicherheitsinfrastruktur
• Verzeihende Leistung und Belastbarkeit (einschließlich einfach zu startender Verbindungen und Anwendungen)
• Ubiquitärer Zugriff von Mobilgeräten oder Thin Clients

Bereitstellungsflexibilität

DDS-Domänen machen es einfach, Subsysteme mit individuellen Datenkommunikationsebenen zu isolieren. Neben der Erleichterung von Sicherheitsregeln mit logischer Trennung ermöglichen Domänen auch die Anpassung von Endpunkterkennungsregeln und Aktivitätsebenen und eine deutliche Reduzierung der Netzwerkbandbreite und des CPU-/Speicher-Overheads über Gateway-Verbindungen. Wie im vorherigen Diagramm gezeigt, können beispielsweise DDS-Domänen definiert werden mit:

• Domäne 0 auf den WAN-Verbindungen. Innerhalb der Domäne 0 kann die Erkennung auf die Erkennung der Gateway-Endpunkte und Routing-Dienste beschränkt werden. (Diese Gateways fungieren als Proxys für die Endpunktgeräte in ihren Bereichen.)
• Domäne 1 umfasst die Geräte und die Cloud. Die vollständige Geräteerkennung kann auf den Geräte- und Cloud-Bussen durchgeführt werden.

DDS unterstützt auch eine Auswahl an Transporten, einschließlich UDP, TCP, Shared Memory, OpenSSL (TLS/SSL, DTLS) und Verbindungen mit geringer Bandbreite. Im generischen Anwendungsfall kann beispielsweise die DDS-Konnektivität zwischen Geräten und der Cloud DDS über TCP nutzen. Normalerweise gelten andere Transportrichtlinien für:

• LANs:Verwenden Sie UDP (mit Multicast, falls verfügbar). Dies gilt innerhalb einer Cloud oder für die Kommunikation von Anwendung zu Anwendung.
• WANs:Verwenden Sie für die Kommunikation zwischen Gerät und Cloud TCP (mit TLS).

DDS wird für diese letzte Kategorie verwendet, um den Fernzugriff auf jeden DDS-Datenbus zu ermöglichen. DDS kann den Status für den nahtlosen Datenaustausch und das Umschalten zwischen Mobilfunk- und Wi-Fi-Netzwerken verwalten. Der Status wird unabhängig von der Netzwerkmobilität und dem Switching verwaltet, und DDS Quality of Service (QoS) kann belastbare Regeln für die Verteilung und Verwaltung von Statusinformationen einführen.

Schließlich können Sie für die Cloud-zu-Mensch-Kommunikation (mobile Endpoint-Geräte oder Thin Clients) herkömmliche Web-Sockets und HTTP(s) (über TCP) verwenden.

Eine Online-Demonstration des Fernzugriffs über Webanwendungen finden Sie auf der RTI Connext DDS-Demo-Site unter http://info.rti.com/demo_iot.