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Ein umfassender Blick auf die vier IoT-Architekturschichten

Der Erfolg einer IoT-Implementierung hängt von der Umsetzung einer IoT-Architektur ab. Dabei können Sie angepasste, maßgeschneiderte oder kombinierte IoT-Frameworks einsetzen.

Wenn es Ihrem Unternehmen wie vielen anderen geht, ist es aktiv an einer oder mehreren IoT-Initiativen beteiligt. Oder ihre Firma erwägt mit IoT zu starten. Es hat ein Ziel, eine Strategie und ein gewünschtes Ergebnis – sei es, um den Umsatz zu steigern, Kosten zu senken oder Geschäftsprozesse zu optimieren. Und sie haben vielleicht schon Technologien und Lieferanten ausgewählt.

Aber gibt es auch eine IoT-Architektur? Und ist diese Architektur spezifisch für dieses Projekt oder eine angepasste Version eines allgemeineren IoT-Frameworks?

Vielleicht fragen Sie sich, warum beides wichtig ist. Der erste Grund ist, dass Unternehmen mit einer IoT-Architektur deutlich erfolgreicher sind als solche ohne. Erfolgreiche Unternehmen – solche, die im oberen Drittel aller Organisationen rangieren, wenn es darum geht, Geld zu sparen, neue Umsätze zu erzielen oder Geschäftsprozesse durch IoT zu verbessern – haben mit 34 Prozent höherer Wahrscheinlichkeit eine IoT-Architektur als weniger erfolgreiche Firmen.

Aber das ist nicht irgendeine Architektur, was uns zum zweiten Grund bringt, warum sie wichtig ist. Erfolgreiche Unternehmen halten sich eher an eine Architektur, die sowohl ein allgemeines IoT-Framework als auch eine spezifische, angepasste Version für das jeweilige IoT-Projekt umfasst.

Warum beides? IoT ist keine eigenständige Initiative; es ist eine Erweiterung der IT auf die physische Welt. Das bedeutet, dass es dieselbe Strategie und Planung benötigt wie jede andere Technologieinitiative, einschließlich eines Plans, wie es in die bestehenden Systeme und die Infrastruktur Ihres Unternehmens integriert werden soll.

Die vier IoT-Architekturschichten

Auf einer hohen Ebene umfasst eine IoT-Architektur vier Komponenten: Anwendungen und Analytik, Integration, Sicherheit und Infrastruktur (siehe Abbildung 1).

Die vier Komponenten einer IoT-Architektur.
Abbildung 1: Die vier Komponenten einer IoT-Architektur.

Die Anwendungs- und Analysekomponente ist der Teil, der die über das IoT gesammelten Informationen verarbeitet und anzeigt. Sie umfasst Analysetools, künstliche Intelligenz und maschinelles Lernen sowie Visualisierungsfunktionen. Die Technologien für diese Komponente reichen von traditionellen Analyse- und Visualisierungspaketen wie R, IBM SPSS und SAS bis hin zu spezialisierten IoT-Tools und Dashboards von Cloud-Anbietern wie Amazon, Google, Microsoft, Oracle und IBM sowie von Anbietern von Anwendungssuiten wie SAP, Salesforce und anderen.

Die Integrationskomponente ist eine, die von IoT-Teams oft übersehen wird, obwohl sie von entscheidender Bedeutung ist. Diese Komponente stellt sicher, dass die Anwendungen, Tools, Sicherheit und Infrastruktur effektiv in bestehende unternehmensweite ERP- und andere Managementsysteme integriert werden. Zu den Anbietern gehören unter anderem die oben genannten Software- und Cloud-Anbieter sowie eine Reihe von Open-Source- und Middleware-Anbietern, wie Oracle Fusion Middleware, LinkSmart, Apache Kafka und DynThings Open Source IoT Platform.

Sicherheit ist eine weitere Komponente, die oft übersehen wird. IoT-Sicherheit umfasst die Absicherung der physischen Bestandteile des Systems über Firmware und eingebettete Sicherheitsanbieter, wie Azure Sphere, LynxOS, Mocana und Spartan. Traditionelle Sicherheitsanbieter wie Forescout, Symantec und Trend Micro bieten ebenfalls Pakete an, die sich speziell auf die Sicherung von IoT konzentrieren.

Schließlich gibt es noch die Infrastrukturkomponente (Abbildung 2). Dazu gehören physische Geräte wie IoT-Sensoren, die Informationen erfassen, und Aktoren, die die Umgebung steuern. Für die Kommunikation mit den Sensoren und Aktoren sowie für die Steuerung und Erfassung von Informationen von ihnen sind eine Reihe von Netzwerken und Plattformen erforderlich. Es gibt das physische Netzwerk, in dem sich die Sensoren oder Aktoren befinden; typischerweise, wenn auch nicht immer, ist dies ein drahtloses Netzwerk, wie Wi-Fi, 4G oder 5G. Die Daten aus diesem Netzwerk müssen jedoch verarbeitet und analysiert werden. Das bedeutet, dass sie vom IoT-Standort zur Plattform zu übertragen sind, entweder am Edge oder in der Cloud, wo die Verarbeitung stattfindet. Da die Aktor- und Sensorinfrastruktur oft unterschiedlich sind, kann es eine andere Cloud geben, auf der die Informationen von beiden zusammengeführt werden. Ein Beispiel dafür ist, wenn ein Unternehmen eine entfernte Anlage über automatisierte Kameras überwacht, eine Störung feststellt und eine Drohnenflotte zu dieser Anlage schicken möchte. Die Verwaltung und Steuerung der IoT-Infrastruktur erfordert eine Verwaltungsschicht, komplett mit Agenten und Anwendungen.

Die Infrastrukturkomponenten der IoT-Architektur.
Abbildung 2: Die Infrastrukturkomponenten der IoT-Architektur.

Brauchen alle IoT-Initiativen eine so komplexe Architektur? Nein und sicherlich nicht am Anfang. Es ist jedoch wichtig, zu erkennen, dass diese Komponenten im weiteren Verlauf wahrscheinlich kritisch werden. Eine Architektur ermöglicht es IoT-Architekten, intelligent für diesen Tag und darüber hinaus zu planen.

Fazit

Sie sollten eine IoT-Architektur für jede IoT-Initiative haben, die Sie starten. Diese Architektur sollte deutlich machen, wie Sie mit den vier Komponenten Anwendungen und Analysen, Integration, Sicherheit und Infrastruktur umgehen. Und Ihre Infrastrukturarchitektur sollte Pläne dafür enthalten, wie Sie die Netzwerke und Plattformen, die Sie letztendlich in Zukunft benötigen, entwerfen und verwalten werden.

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