Open Source und das IoT:Innovation durch Zusammenarbeit

Open-Source-Software und -Hardware bringt Interoperabilität in das Internet der Dinge, vom Gerät, über den Edge, in die Cloud bis zum Rechenzentrum.

Der Deskriptor „Open Source“ wird in erster Linie mit Software in Verbindung gebracht, deren Quellcode zur Prüfung, Nutzung und Erweiterung durch andere Benutzer als den Entwickler frei zugänglich ist. Die Praxis begann unter frühen Akademikern, Unternehmen und Behörden und erreichte einen wichtigen Meilenstein im Jahr 1991, als Linus Torvalds den Linux-Kernel veröffentlichte. Schneller Vorlauf zur Gegenwart und das Open-Source-Betriebssystem von Torvalds wurde für den Einsatz in eingebetteten Komponenten, Routern, Zugangspunkten, Geräten und Rechenzentrumsanwendungen angepasst – alle wichtigen Aspekte der Erzeugung, Übertragung und des Empfangens der riesigen Datenmengen, die das boomende Internet erzeugt der Dinge.

Eines der wichtigsten Dinge, die es zu verstehen gilt, wie Open-Source-Software (und -Hardware – dazu später mehr) gut zum IoT passt, ist der Ansatz. Stellen Sie sich Open Source ein bisschen wie Crowdsourcing-Informationen vor. Nehmen Sie zum Beispiel Wikipedia; Die Idee ist, dass sich das Ergebnis verbessern wird, wenn zahlreiche Akteure mit unterschiedlichen Erfahrungen, Interessen und Fachkenntnissen an demselben Problem arbeiten.

Open Source- und IoT-Produktentwicklung

Bei der Entwicklung von IoT-Produkten stellen Konnektivitätsexperten das Modem, eine fokussierte Sicherheitsfirma stellt diese Protokolle bereit, der Formfaktor stammt von einem branchenspezifischen Team mit Domänenexpertise und so weiter. Ein erfolgreiches Produkt resultiert aus einem partnergetriebenen Ökosystem-Ansatz – genau wie bei Open-Source-Software. In ähnlicher Weise ist der IoT-Bereich von Standards bis hin zu Marktanteilen fragmentiert, sodass eine einheitliche, konsortiale Behandlung der gesamten IoT-Wertschöpfungskette helfen könnte, den riesigen adressierbaren Markt besser zu bedienen.

IoT-Dienste basieren auf Plattformen, die es einem Sensor oder einem anderen Gerät ermöglichen, sich mit einem Netzwerk sowie mit einer zentralisierten Cloud-Computing-Plattform oder einem Edge-Prozessor oder beidem zu verbinden, um Daten zu übertragen und/oder zu empfangen. Andere Plattformelemente stellen sicher, dass die Daten vom Endpunkt bis zur Cloud und zurück sicher sind, während andere die Abrechnung, den Standort, die Verfolgung und Überwachung von Assets und andere wichtige Funktionen verwalten.

Hauptplattformen

Obwohl es viele Plattformen gibt, darunter proprietäre Spiele wie Microsofts Azure oder Thread, eine Gruppe, die von einer Google-Tochter geleitet wird, haben Open-Source-Plattformen Investitionen von großen IoT-Unternehmen angezogen.

• GE: entwickelte GE Predix für den Eigengebrauch und stellte es dann als Platform-as-a-Service für weitgehend industrielle IoT-Projekte zur Verfügung.
• AllJoyn von AllSeen Alliance
• Open Connectivity Foundation (OCF) IoTivity-Plattform: fusionierte letztes Jahr und wird von The Linux Foundation unter dem Namen OCF gesponsert.

Die Linux Foundation

Die Entstehung von Linux Torvalds führte zur Gründung der Linux Foundation, einer wichtigen Figur in der Open Source/IoT-Welt. Die Gruppe vereint zahlreiche verschiedene Konsortien und Allianzen in einem Rahmen für den Austausch von Software und Ideen, persönliche Veranstaltungen und den Zugriff auf relevante Schulungen und Materialien, unter anderem. Zu den führenden Unternehmensmitgliedern zählen:AT&T, Qualcomm, Samsung, Cisco, Intel, Microsoft, Oracle und Huawei.

Neben der breiten OCF-Referenzarchitektur beherbergt die Linux Foundation auch ein Open-Source-Projekt, das darauf ausgelegt ist, Interoperabilität an den Netzwerkrand zu bringen, wo kritische Feldgeräte bereitgestellt werden und Eingaben eine Kette von effizienzsteigernden Datenanalyseeinblicken und -aktionen auslösen.

EdgeX Foundry

Ausgestattet mit rund 125.000 Codezeilen, die von Dell entwickelt wurden, startete EdgeX Foundry mit dem Ziel, interoperable Edge-Komponenten zu entwickeln, um die Markteinführungszeit zu verkürzen, die Skalierbarkeit zu steigern und vorhandene Standards zu nutzen, um einen von Natur aus komplexen, fragmentierten Markt zu vereinfachen. Gerade bei industriellen IoT-Anwendungen wie der Fehlererkennung am Fließband oder der Fernüberwachung von Geräten ist der Edge ein sehr wichtiger Entscheidungspunkt.

Wird ein Sensor im Feld eingesetzt, um Techniker in einer Leitstelle anhand verschiedener Datenpunkte auf eine Gerätestörung zu warnen, muss der Sensor nur im Problemfall eine Meldung senden. Das bedeutet, dass ein IoT-Gateway oder ein anderes Edge-Gerät die Sensordaten verarbeitet und festgestellt hat, dass alle Bedingungen normal sind.

Dies ist ein effizienterer Prozess, spart Cloud-Computing- und Bandbreiten-bezogene Gebühren und hält Techniker für dringende Angelegenheiten verfügbar, anstatt auf zeitweilige Entwarnung zu warten.

Open-Source-Hardware

Im Rechenzentrum, wo die Cloud-Dienste leben, ist Open-Source-Software in den meisten Hochleistungssystemen vorhanden. In ähnlicher Weise wurde der Open-Source-Ansatz für Software von Hardwareherstellern übernommen, die begonnen haben, Designs und Spezifikationen gemeinsam zu nutzen, um die Kosten der Rechenzentrumsausrüstung zu senken und die Effizienz von Komponenten wie Switches, Servern, Racks und der strombezogenen Infrastruktur zu steigern.

Das Open Compute-Projekt

Das von Facebook gegründete Open Compute Project dient als Hardware-Äquivalent der Linux Foundation. Da das IoT expandiert und jede Unternehmensebene durchdringt, werden Rechenzentren dringend benötigt, um die flexible, bedarfsgesteuerte und verteilte Recheninfrastruktur bereitzustellen, die das Internet der Dinge beherrschen wird.

NFV und SDN

Wenn man die Linse noch weiter zurückzieht, untermauert Open Source eine der wichtigsten laufenden Bemühungen in der Telekommunikation – die Netzwerkautomatisierung als Funktion der Virtualisierung der Netzwerkfunktionen (NFV) und des softwaredefinierten Netzwerks (SDN).

Da sich Netzwerke weiterentwickeln, um mit dem IoT und dem kommenden 5G New Radio-Standard Schritt zu halten, erfordert die schiere Komplexität eine Automatisierung. AT&T entwickelte seine Enhanced Control, Orchestration, Management &Policy (ECOMP)-Architektur und hatte bis Ende 2016 34 % seines Netzwerks virtualisiert.

In China hat Huawei das Open-Orchestrator Project (Open-O)-Framework für die NFV/SDN-Transformation entwickelt. Letztes Jahr fusionierten diese beiden Initiativen unter dem neuen Namen Open Network Automation Platform (ONAP), die von der Linux Foundation verwaltet wird.

Im Mai 2017 rührte Sprint die Buchstabensuppe mit seiner eigenen NFV/SDN-Referenzlösung namens C3PO, Clean CUPS Core for Packet Optimization, mit CUPS für Control &User Plane Separation.

Gunter Ottendorfer, COO von Sprint, sagte, die neue Architektur „revolutioniert den Netzwerkkern und ist Teil unserer erweiterten Toolbox an Lösungen, um der kommenden Datenwelle in den kommenden Jahren gerecht zu werden. C3PO ist ein wichtiger Bestandteil der NFV- und SDN-Initiative, die es Sprint ermöglicht, sich schneller an die Marktanforderungen anzupassen und neue Dienste effizienter und kostengünstiger zu skalieren.“

Netzwerkautomatisierung und das IoT

Was ist also das Gesamtbild für die Netzwerkautomatisierung und das IoT? Network Slicing, das Betreibern die automatisierte Möglichkeit gibt, maßgeschneiderte, domänenübergreifende Datenpipelines zu erstellen, mit denen jedes Gerät mit jedem Cloud- oder Edge-Gerät oder Rechenzentrum verbunden werden kann, wobei die Bandbreite so bereitgestellt wird, dass die spezifischen Anforderungen jedes Unternehmens oder industriellen IoT erfüllt werden Anwendungsfall. Alles möglich gemacht mit Open Source.