Możliwość przetwarzania i analizowania danych „w locie” powoduje obniżenie wymagań związanych z gromadzeniem danych. Ważne jest to np. w kontekście popularyzacji rozwiązań z zakresu Internetu rzeczy. Takie rozwiązanie wymaga jednak wcześniejszego przygotowania sieci do przesyłania dużych strumieni danych.

Internet Rzeczy charakteryzuje się dużą liczbą różnorodnych urządzeń, które wkrótce będą generować więcej danych, niż wszyscy „żywi” użytkownicy Internetu. Niektóre prognozy mówią, że za kilka lat każdego dnia powstanie 400 zetabajtów danych. 1 zetabajt to odpowiednik pojemności 250 mld płyt DVD. Oprócz urządzeń konsumenckich jak smartfony czy inteligentne zegarki, IoT (Internet of Things) to również urządzenia przemysłowe: sensory śledzące przebieg procesów produkcyjnych, czy urządzenia do monitorowania towarów w logistyce, sprzęt do monitorowania gospodarstw rolnych, podłączone do sieci systemy HVAC (Heating, Ventilation, Air Conditioning), stacje meteorologiczne i wiele, wiele innych. Do końca obecnej dekady takich urządzeń ma być w Internecie ok. 50 miliardów.

Rosnąca skala i skomplikowanie komunikacji sieciowej

Co to oznacza z punktu widzenia sieci? W skrócie, konieczność przesyłania ogromnych ilości informacji, często w postaci strumieni danych płynących z sensorów podłączonych do IoT. Z punktu widzenia osób zarządzających siecią, charakter pracy nie ulegnie istotnym zmianom. Jednak będą oni musieli zmierzyć się, m.in. z ogromny wzrostem ilości danych w systemach monitorujących wydajność. Monitoring nadal będzie obejmować wykrywanie usterek w pracy serwerów lub urządzeń powodujących spadek wydajności, ale liczba tych urządzeń i serwerów będzie nieporównanie większa.

Urządzenia IoT wprowadzają większą różnorodność w formatach i protokołach. Wraz z rozwojem Internetu Rzeczy powinniśmy obserwować ich systematyczne ujednolicanie i standaryzację, ale do tego czasu trzeba liczyć się z tym, że urządzenia sieciowe będą próbowały komunikować się na różne, czasem nawet egzotyczne sposoby. W szczególności dane mogą być przekazywane w nietypowych formatach i za pomocą rzadko używanych protokołów. To jedno z wyzwań, z jakimi trzeba się zmierzyć w przemysłowych i konsumenckich wdrożeniach IoT. Administratorzy sieci będą musieli przygotować sieć do takiej specyfiki ruchu, reagując na rosnącą liczbę urządzeń i zmienną naturę strumieni danych. Z IoT wiąże się zwiększone natężenie ruchu w sieci, co znacznie komplikuje planowanie pojemności, szczególnie w krótkim terminie. Nieuchronnie, administratorzy sieci będą musieli dostosować się do wzrostu ruchu. Wzrośnie nie tylko natężenie ruchu w sieciach, ale zmieni się również jego charakterystyka.

Konieczność przesyłania unikalnych treści w czasie rzeczywistym

Jeszcze kilka lat temu większość danych była statyczna. Zawartość stron WWW – aby ułatwić dostęp do treści użytkownikom – była replikowana i przechowywana w sieciach CDN (Content Delivery Network). Obecnie coraz więcej przesyłanych treści to unikalne dane, powstające w czasie rzeczywistym. Mogą to być wiadomości w komunikatorach, wpisy z mediów społecznościowych czy dane z czujników podłączonych do sieci. Aplikacje te działają na podstawie przesyłanych przez sieć strumieni danych z jednego urządzenia do drugiego w momencie, kiedy te dane powstają. Opóźnienia są w tym przypadku bardzo ważnym czynnikiem, ponieważ wolniejsze przetwarzanie czy routing danych powoduje spadek wydajności.

Sieć dostosowana do przesyłania strumieni danych to infrastruktura, która jest zbudowana tak, że umożliwia korzystanie z aplikacji czasu rzeczywistego w sposób bezpieczny i niezawodny. Jednocześnie zapewnia także łączność urządzeniom rozproszonym geograficznie. Aby lepiej zrozumieć koncepcję sieci przesyłającej strumienie danych, weźmy przykład dostawcy usług internetowych (ISP) oraz sieci dostarczania treści CDN. ISP wykorzystują sieci TCP/IP i oferują usługi takie, jak peering i routing, aby umożliwić dostęp do Internetu czy hosting. Z kolei sieci CDN składają się z centrów danych i serwerów rozmieszczonych w lokalizacjach na całym świecie tak, aby dane umieszczać możliwie blisko użytkowników. W ten sposób skraca się opóźnienia i poprawia komfort korzystania z Internetu. Sieci CDN są nastawione na obsługę komunikacji HTTP i HTTPS.

Z kolei sieci przesyłające strumienie danych oferują takie usługi jak dwukierunkowa komunikacja między urządzeniami czy przesyłanie aktualnych informacji w czasie rzeczywistym. W tych sieciach wykorzystuje się też inny zestaw protokołów, m.in. HTTP 2.0, WebSockets czy MQTT, które wciąż są rozwijane. Dzisiaj wydaje się, że istnieje nieskończona liczba sposobów komunikowania się urządzeń między sobą. , w jakie urządzenia mogą komunikować się między sobą.

Wsparcie dla aplikacji czasu rzeczywistego

Rozważmy budowanie hipotetycznej aplikacji IoT czasu rzeczywistego z wykorzystaniem kilkudziesięciu urządzeń i bibliotek open source. Takie rozwiązanie może działać sprawnie do momentu, kiedy rozpocznie się skalowanie tej aplikacji na miliony urządzeń pracujących pod kontrolą różnych systemów operacyjnych i podłączonych do sieci LAN i WAN. Obsługa urządzeń, skalowalność, łączność sieciowa, firewalle i zabezpieczenia to tylko część wyzwań. Rozwiązanie mogło dobrze działać w laboratorium, ale jak zachowa się w rzeczywistych warunkach? Rozwiązywanie wspomnianych problemów pochłania znaczną część czasu potrzebnego na budowę aplikacji.

Wdrażanie i skalowanie aplikacji to kwestie, które wymagają dodatkowego nakładu prac. Korzystając z sieci przesyłających strumienie danych, można skrócić czas budowania aplikacji. Taka sieć powinna bowiem rozwiązać kwestie związane z routingiem, zarządzaniem centrum danych czy skalowaniem, dzięki czemu deweloperzy mogą skupić się na właściwych czynnościach związanych z budowaniem aplikacji.

Sieci przesyłające strumienie danych znajdują zastosowanie w wielu aplikacjach IoT: konsumenckich (np. zamawianie taksówek) i przemysłowych (logistyka, produkcja, rolnictwo). Tego typu sieci powinny przesyłać dane z ekstremalnie niskimi opóźnieniami (liczonymi w milisekundach), co z punktu widzenia ludzi wygląda na działania w czasie rzeczywistym. Tego rodzaju sieć obejmuje również bezpieczeństwo, centrum danych, skalowanie, obsługę różnych platform. Projektując sieci, należy wziąć pod uwagę wszystkie te elementy.

Podziel się na:
  • Facebook
  • Google Bookmarks
  • LinkedIn