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Die Cloud-IoT-Dienste von AWS, Azure und Google im Überblick

Diese Übersicht über die IoT-Angebote von AWS, Microsoft und Google hilft bei der Auswahl, welcher Cloud-Service für welche Anwendung geeignet ist.

AWS, Microsoft und Google bieten eine Reihe von IoT-Diensten (Internet of Things/Internet der Dinge) an. Es liegt an den IT-Teams in den Unternehmen, zu analysieren, was es für Angebote gibt, und zu bestimmen, welcher Dienst ihren Bedürfnissen am besten entspricht.

Der IoT-Cloud-Markt ist laut Ezra Gottheil, Principal Analyst bei TBR, in etwa vergleichbar mit dem gesamten Infrastructure-as-a-Service-Markt (IaaS): Amazon Web Services (AWS) ist führend und entwickelt immer neue IoT-Dienste; Microsoft liegt mit Azure an zweiter Stelle, wächst aber nach seinem späten Start rasant, und Google liegt hinter diesen beiden Anbieter an dritter Stelle.

„Sie fügen Cloud-Dienste hinzu, die den Wert Ihrer IoT-Anwendung steigern, und sie rennen um die Wette“, sagt Gottheil. „Es haben sich einige häufige Anwendungsfälle herauskristallisiert, in denen die Cloud für das Internet der Dinge geeignet ist. Dazu gehören mobile Anwendungen und Shadow IoT mit einem Cloud-Backend sowie geografisch verteilten Endpunkten, die sich lokal sammeln lassen, bevor sie in die Cloud übertragen werden, wie zum Beispiel Daten von Sensoren für landwirtschaftliche Geräte.“

Viele andere große IT-Anbieter sind in den IoT-Markt eingetreten, darunter IBM, SAP und Oracle. Diese Firmen spielen weitgehend ihre spezialisierten Fähigkeiten aus, die auf bestehende Kunden ausgerichtet sind. Umgekehrt haben AWS, Microsoft und Google laut Gottheil das Internet der Dinge als eine Gelegenheit betrachtet, ihre Infrastrukturen um eine weitere Reihe von Tools zu erweitern. Außerdem bauen sie nach und nach Edge-Dienste aus, die über ihre Kernsysteme hinausgehen und vor Ort Hubs zur Sammlung und Verarbeitung von Daten bieten.

Hier eine Übersicht der IoT-Angebote von AWS, Microsoft und Google.

AWS

AWS IoT Analytics: Dieser verwaltete Dienst erledigt viele der manuellen Aufgaben im Zusammenhang mit der IoT-Datenanalyse, einschließlich der Filterung und Verarbeitung von Daten. Er kann auch Geräte-Metadaten (zum Beispiel Standort oder Gerätetyp) sammeln, bevor die Informationen in einem Zeitreihendatenspeicher abgelegt werden.

Analysten können Abfragen mit der SQL-Engine des Dienstes ausführen, und Entwickler können die vorgefertigten Modelle von AWS verwenden, die speziell für die IoT-Analyse und KI-Inferenzen entwickelt wurden, oder sie können ihre eigenen benutzerdefinierten Modelle einbinden.

AWS IoT Core: Dieser Dienst ist das zentrale Zahnrad in der AWS-IoT-Suite. Der Service verarbeitet und leitet Nachrichten zwischen Geräten und AWS-Endpunkten weiter, einschließlich Dienste zur Speicherung und Analyse wie Amazon S3, SageMaker und QuickSight. Er unterstützt die Kommunikation über Hypertext Transfer Protocol (HTTP), WebSockets und MQ Telemetry Transport (MQTT). IoT Core speichert außerdem den aktuellen Status angeschlossener Geräte, so dass der Status gelesen werden kann, wenn ein Gerät getrennt wird, und verfügt aus Sicherheitsgründen über Authentifizierungskontrollpunkte.

AWS IoT Events: Dieser Service überwacht Geräte auf Indikatoren für potenziell komplexe Probleme. Die Entwickler definieren die Logik zur Erkennung von Ereignissen, wie zum Beispiel Temperatursensoren, die Ausfälle von HLK-Systemen (Heizung, Lüftung, Klimatechnik) erkennen. Sobald ein Problem aufgedeckt wird, kann er Warnmeldungen senden oder automatisch Abhilfemaßnahmen auslösen.

AWS IoT Device Defender: Verwenden Sie diesen verwalteten Dienst zur Sicherung von IoT-Workloads auf AWS. Device Defender prüft Konfigurationen (zum Beispiel Geräteauthentifizierung und -autorisierung) anhand bewährter Verfahren und sendet Warnmeldungen, wenn etwas nicht konform ist. Dieser Dienst überwacht auch Geräte und IoT-Kernmetriken, die im Widerspruch zu vordefinierten Merkmalen stehen.

AWS IoT Device Management: Dieser Dienst bietet ein Register zur Gruppierung von Geräten und zur Verwaltung von Berechtigungen. Die Daten werden in JSON-Dateien gespeichert, und Entwickler können IoT Device Management auch verwenden, um Geräte zu überwachen, den Status zu analysieren und Firmware-Updates zu senden.

Amazon FreeRTOS: Amazon FreeRTOS ist ein Open-Source-Betriebssystem für Mikrocontroller, die auf angeschlossenen Geräten enthalten sind und einfache Aufgaben sicher ausführen müssen. Es basiert auf dem FreeRTOS-Kernel und enthält Bibliotheken, um kleine Geräte mit den IoT-Diensten von AWS oder anderen Peripheriegeräten zu verbinden.

AWS IoT Greengrass: Mit diesem Dienst können Entwickler ihre AWS-Bereitstellung durch Lambda-Funktionen oder Docker-Container bis an den Rand erweitern. Er führt Rechenaufgaben lokal aus, wie zum Beispiel Datenerfassung oder Ausführungen auf Grundlage von Machine-Learning-Modellen, selbst wenn die Geräte nur über eine begrenzte Konnektivität verfügen. Greengrass kann diese Daten dann zur Speicherung und Analyse an die AWS Public Cloud senden. Die Software wurde auch in AWS Snowball Edge integriert.

AWS IoT SiteWise: Die Dinge im Internet der Dinge decken alle Gerätetypen ab, von Haushaltsgeräten bis hin zu industriellen Großgeräten. SiteWise ist auf letztere spezialisiert, mit Gateways, die eine sichere Verbindung zu Servern vor Ort herstellen, um Daten automatisch zu sammeln, zu organisieren und zu verarbeiten. Es kann sich auch mit den neuesten Industriemaschinen verbinden, um Daten über APIs oder MQTT-Nachrichten zu sammeln. Die gesammelten Daten können dann anhand gängiger industrieller Metriken analysiert werden, um den Betrieb dieser Geräte zu optimieren.

AWS IoT Things Graph: Ein Mangel an Hardware- und Softwarestandards für Geräte erhöht die Komplexität für Entwickler, die unterschiedliche Geräte mit ihren IoT-Workloads verbinden möchten. Der IoT Things Graph abstrahiert Protokolle, Schnittstellen und andere Details auf Ebene der Benutzer, um die Integration mit der AWS-Cloud zu vereinfachen.

Microsoft Azure

Azure IoT Central: Dieses SaaS-Angebot (Software as a Service) eignet sich am besten für IT-Teams, die Aufgaben des Infrastrukturmanagements an ihren Cloud-Provider auslagern möchten. Über eine Webbenutzeroberfläche erstellen Entwickler Regeln, überwachen Geräte und verwalten IoT-Anwendungen. Es umfasst auch vorgefertigte Templates für das Gesundheitswesen, den Einzelhandel, den Energiesektor und den Regierungssektor.

Azure IoT Edge: Dieser auf dem Azure IoT Hub aufbauende Dienst kann containerisierte IoT-Workloads außerhalb der Public Cloud von Microsoft ausführen. Edge-Geräte können mehr Rechenaufgaben lokal erledigen, was den Ein- und Austritt mit Azure reduziert und es den Geräten ermöglicht, weiterhin offline zu arbeiten. Mit diesem Dienst kann ein Data Scientist die Machine-Learning-Modellierung in der Cloud vornehmen und die Modelle an einem Edge-Standort ausführen.

Azure IoT Hub: Wie AWS IoT Core verbindet dieses zentralisierte Kommunikations-Backend Geräteflotten mit Public-Cloud-Diensten. Der Dienst übernimmt die Authentifizierung, Zustandsverwaltung und automatisierte Bereitstellung. Der Service kann in das Azure Event Grid integriert werden, um serverlose IoT-Anwendungen auszuführen.

Azure Digital Twins: Digital Twins modelliert physische Umgebungen mit räumlich wahrnehmbaren Graphen. Dieser Dienst holt Daten von Sensoren in einer realen Umgebung ein, um zu beurteilen, wie Menschen, Orte oder Geräte interagieren könnten. Die Daten aus der virtuellen Umgebung können dann verwendet werden, um optimalere Bedingungen zu finden oder Verbesserungen an den tatsächlichen Räumen vorzunehmen.

Azure Sphere: Mit diesem Dienst können Sie die Security in Ihren Azure IoT-Bereitstellung erhöhen. Azure Sphere enthält zertifizierte Mikrocontroller, ein spezielles Betriebssystem und Cloud-basierte Sicherheitssoftware-Tools. Es authentifiziert die Kommunikation zwischen Geräten sowie zwischen Geräten und der Cloud. Er liefert auch Informationen über neu auftretende Bedrohungen, die im gesamten Azure-Sphere-Ökosystem identifiziert wurden.

Azure Security Center for IoT: Mit diesem Dienst können IT-Teams agentenlose oder agentenbasierte Überwachung nutzen, um die Sicherheit für IoT-Anwendungen und Hybrid-Cloud-Workloads zu zentralisieren. Er kümmert sich um die Erkennung von Bedrohungen und analysiert angeschlossene Geräte sowie IoT Edge und IoT Hub.

Azure IoT Solutions Accelerator: Bei diesen Beschleunigern handelt es sich um Open-Source-Codebasen, die für verschiedene gängige IoT-Bereitstellungsszenarien – Fernüberwachung, Predictive-Management, verbundene Fabriken und Gerätesimulation – entwickelt wurden. Sie sind modular und anpassbar, und Microsoft ist dabei, IoT Solutions Accelerator von einer Model-View-Controller-Architektur in eine Architektur für Microservices zu überführen.

Azure Time Series Insights: Als IoT-spezifischer Analysedienst nimmt Time Series Insights Daten auf, ohne dass Entwickler Daten vorbereiten müssen. Benutzer können Ad-hoc-Abfragen zu Streaming- und historischen Gerätedaten durchführen, und der Dienst bietet mehrere Möglichkeiten, Daten für die Analyse zu sortieren und zu kontextualisieren.

Google Cloud Platform

Cloud IoT Core: Der IoT-Service von Google sammelt, verwaltet und empfängt Daten von angeschlossenen Geräten. Cloud IoT Core läuft auf Cloud Pub/Sub, um Datenströme zu kombinieren, die dann in Cloud Dataflow, BigQuery, Cloud Bigtable und mehr analysiert werden können. Er unterstützt MQTT- und HTTP-Kommunikation und skaliert automatisch je nach Bedarf. Cloud IoT Core bestätigt die Geräteidentität und authentifiziert Geräte, wenn sie verbunden sind.

Edge TPU: Dieser anwendungsspezifische integrierte Schaltkreis oder ASIC wurde entwickelt, um KI-Funktionen an Edge-Standorten durch eine Kombination aus Hardware, Software und KI-Algorithmen auszuführen. Edge TPUs konzentrieren sich auf Machine-Learning-Inferenzen an der Edge und sollen die Cloud-basierte TPUs von Google ergänzen, indem sie einen End-to-End-KI-Stack bilden.

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