3 Dinge, die das Netzwerk für das IoT bereitstellen muss

Lori Mac VittieDistinguished Engineer und Chief Evangelist | F5

Das Internet der Dinge (IoT) bleibt ein interessantes Thema. Und während verbraucherorientierte Geräte und technische Spielereien meist für Schlagzeilen sorgen, finde ich die Vorbereitungsarbeiten, die frühe Anwender hinter den Kulissen in den Rechenzentren durchführen, weitaus faszinierender.

Wahrscheinlich, weil viel Arbeit nötig ist, um eine groß angelegte IoT-Initiative zu unterstützen. Und wenn sich das „Ding“ an Verbraucher richtet, gibt es eigentlich keine IoT-Einführung im kleinen Maßstab. Denn falls Sie es noch nicht bemerkt haben: Es gibt da draußen sehr viele Verbraucher. Und sie stehen auf glänzende neue Dinge.

Vor diesem Hintergrund tut sich derzeit in der gesamten Technologiebranche noch viel mehr, um sowohl diejenigen zu unterstützen, die IoT in bestehende Produkte (Autos, Haushaltsgeräte, Spielzeug) integrieren, als auch jene, die hoffen, mit völlig neuen Dingen, von denen man erst weiß, dass man sie braucht, wenn man eines davon besitzt, den nächsten großen Erfolg zu landen.

Tatsächlich. Zwar liegt der öffentliche Sektor unter den Branchen, die für das IoT einkaufen, an der Spitze (laut unserem Bericht State of Application Delivery 2016), doch Telekommunikations-, Technologie- und Cloud-Service-Anbieter folgen dicht dahinter. Tatsächlich verzeichnete jede Branche in den vergangenen zwölf Monaten eine recht hohe Beschaffungsquote. Das deutet darauf hin, dass im Bereich IoT deutlich mehr geschieht, als es den Anschein hat, wenn man nur den Verbrauchermarkt betrachtet.

Ein Großteil dessen, was hier geschieht, spielt sich in der Infrastruktur ab – in dem Netzwerk, das die Konnektivität und die unmittelbare Reaktion der Backend-Anwendungen ermöglicht, die diese niedlichen kleinen Chips im Lieblingsteddybären Ihres Kindes verwalten, erfassen, überwachen, absichern und mit ihnen interagieren.

Wie jede App oder jeder Client (denn genau das sind diese entfernten Geräte eigentlich: Clients) benötigen sie eine Reihe grundlegender Dienste, um konsistent, vorhersehbar und zuverlässig zu funktionieren. Konkret brauchen sie Dienste, die Sicherheit, Bereitstellung und Transparenz ermöglichen.

Sicherheit

Bei neuen Technologien ist Sicherheit meist das Letzte, worauf wir uns konzentrieren. Deshalb beginne ich damit, denn heutzutage sind es Sicherheitsverletzungen, die selbst bei einer noch jungen Technologie wie dem IoT die größte Aufmerksamkeit auf sich ziehen.

Die Geräte müssen mit Backend-Anwendungen kommunizieren. Ob sie Daten speichern, Updates oder Patches abrufen oder Konfigurationen ändern: Die Geräte müssen sicher mit Backend-Anwendungen kommunizieren. Das erfordert die Unterstützung sicherer Tunnel über SSL oder TLS. Außerdem muss sicheres HTTP statt Klartext verwendet werden, und Schlüssel dürfen keinesfalls fest in den Geräten einprogrammiert sein. Das ist wirklich ernst gemeint. Tun Sie es nicht.

Sicherheit bedeutet auch Identitätsprüfung. Ja, ich weiß, dieses Ding ist ein Auto, aber *wessen* Auto ist es? Wir brauchen Dienste, die Dinge schnell und zuverlässig identifizieren und sie ihren autorisierten Nutzern und Eigentümern zuordnen können, um das Risiko zu verringern, dass mein Nachbar womöglich beschließt, mein Radio solle auf etwas anderes als einen Heavy-Metal-Sender eingestellt sein. Welch ein Graus!

Schließlich bedeutet Sicherheit auch Protokollanalyse. Dies ist besonders angesichts der neuen Protokolle wichtig, deren Standardisierung im gesamten IoT-Universum erwogen wird. Sicherheitslücken in Protokollen können ein erhebliches Risiko darstellen (Sie erinnern sich vielleicht an Heartbleed) und lassen sich häufig nur schwer zeitnah beheben. Die Fähigkeit, einen potenziellen Missbrauch von Protokollen zu erkennen, kann Risiken von vornherein mindern.

Bereitstellung

Daten – ob Transaktionsdaten oder andere – müssen an Geräte und Backend-Anwendungen übermittelt werden. Dabei reicht es nicht immer aus, einfach eine Reihe JSON-codierter Bits an irgendeine REST-API zu senden. Viele Geräte sprechen die neuen Sprachen des IoT: MQTT, CoAP und AQMP. Doch was ist mit den zugehörigen Backend-Anwendungen? Sie kommunizieren über REST, da sie auch Web- und mobilen Anwendungen Zugriff auf dieselben Funktionen und Informationen bieten. Das bedeutet letztlich, dass sich irgendwo im Übertragungsweg ein Gateway befindet – ein Übersetzer, eine Vermittlungsinstanz, die die Interoperabilität zwischen den Protokollen gewährleistet.

Dadurch kann das Gerät in Ihrem Auto Daten oder Nachrichten über MQTT senden, die von der REST-basierten Back-End-Anwendung verstanden werden. Die Vermittlungsschicht fängt sie ab und übersetzt sie (sicher), um eine reibungslose Kommunikation zwischen Ihrem Gerät und seinen Anwendungen zu ermöglichen. Stellen Sie sich die Vermittlungsschicht wie C-3PO und Ihr Auto (oder ein anderes Gerät) wie R2-D2 vor. Dies umfasst sowohl die native Unterstützung von Protokollen als auch einen softwaredefinierten Ansatz mit einer Skriptplattform, über die sich die Unterstützung weiterer Protokolle schnell entwickeln lässt. Datenpfad-Skripting ist eine der drei Schlüsselkomponenten der Netzwerkprogrammierbarkeit, wird jedoch am seltensten erwähnt. Beim IoT und der Unterstützung einer voraussichtlich großen Vielfalt an Protokollen und Sprachen wird die Flexibilität dieser oft unterschätzten Funktion von unschätzbarem Wert sein.

Ich habe die Skalierbarkeit bereits als einen zu berücksichtigenden Aspekt erwähnt, und hier bei der Bereitstellung sehen wir, wie diese Anforderung erfüllt wird. Um beispielsweise eine Million Geräte unterstützen zu können, werden Sie wahrscheinlich eine auf Zerlegung basierende Anwendungsarchitektur verwenden. Vielleicht keine vollwertigen Microservices, aber Sie werden zumindest die Funktionsbereiche voneinander trennen, damit sich verschiedene Funktionen mit einer effizienteren (und kostengünstigeren) Methodik skalieren lassen.

Hier kommt so etwas wie nachrichtenbasierte Lastverteilung ins Spiel. Vielleicht erinnern Sie sich daran, dass dieses Konzept im Bereich der Dienstanbieter im Zusammenhang mit Protokollen wie Diameter und SIP erwähnt wurde, wo eine effiziente und kostengünstige Skalierung unerlässlich ist.

Nachrichtenbasierte Lastverteilung ist wichtig, da Protokolle wie MQTT auf Nachrichten basieren. Sie verwenden ein Pub/Sub-Modell (Publish – Subscribe), das der nachrichtenbasierten Middleware ähnelt, von der man vielleicht schon gehört hat und die tief im Inneren von Unternehmen zum Einsatz kommt. Sie basieren also auf Nachrichten, die analysiert und an den entsprechenden Dienst oder das entsprechende Gerät weitergeleitet werden müssen. Damit dies auch in großem Maßstab funktioniert, muss der Lastverteilungsdienst die Nachricht analysieren und ihr Ziel bestimmen können, um anschließend eine geeignete Ressource für ihre Verarbeitung auszuwählen.

Das ist bei Weitem nicht so einfach, wie es klingt, da einfache Load Balancer nur über begrenzte Funktionen zur Analyse von Anwendungen verfügen. Diese Fähigkeit wird jedoch erforderlich sein, um die von IoT-Geräten bevorzugten Protokolle skalieren zu können.

Sichtbarkeit

Schließlich muss die Infrastruktur Transparenz gewährleisten. Das bedeutet, dass nachvollziehbar sein muss, was vor sich geht. Der Einblick in sichere Transaktionen (SSL-Inspektion) ermöglicht es den Sicherheitssystemen, Maßnahmen zu ergreifen und böswillige Akteure zu identifizieren. Der Einblick in Nutzungsmuster wiederum kann die automatische Skalierung der entsprechenden Dienste steuern.

Bei Transparenz geht es nicht nur darum, dass „Big Data“ aussagekräftige Betriebsanalysen ermöglicht, sondern auch um Berichte und Protokollierung. Die Fehlerbehebung wird in diesen komplexen Architekturen äußerst schwierig werden, und die Protokollierung wird sowohl für Tools als auch für Menschen entscheidend sein, um die Ursache des Problems aufzuspüren.

Bei der Skalierung und Unterstützung des IoT geht es nicht nur um die Geräte. Auch im Netzwerk, in der Infrastruktur und in den für den Betrieb erforderlichen Frameworks gibt es viel zu tun. Die gute Nachricht: Wenn Sie zu denjenigen gehören, die an den (sehr wichtigen) Backend-Architekturen arbeiten, auf denen ein cooles Gerät aufbauen wird, können Sie jederzeit gute Gründe dafür anführen, dass Sie eines (oder drei) zum Testen benötigen.

Über den Autor

Lori Mac VittieDistinguished Engineer und Chief Evangelist | F5

Lori MacVittie ist Distinguished Engineer und Chief Evangelist im Office of the CTO von F5 und verfügt über umfassende Expertise in den Bereichen Anwendungsbereitstellung, Automatisierungsstrategie und Infrastruktur. Sie ist dafür bekannt, Komplexität verständlich zu machen – ob sie Leitplanken für KI-Agenten definiert, fragile Multicloud-Architekturen analysiert oder die Grenzen skalierbarer Systeme auslotet. Sie verfügt über mehr als dreißig Jahre Branchenerfahrung in der Anwendungsentwicklung, IT-Architektur sowie im Netzwerk- und Systembetrieb. Bevor sie zu F5 kam, war sie als mehrfach ausgezeichnete Technologie-Redakteurin tätig. MacVittie hat einen Masterabschluss in Informatik und ist eine produktive Autorin, deren Veröffentlichungen die Bereiche Sicherheit, Cloud und Unternehmensarchitektur abdecken. Außerdem spielt sie leidenschaftlich gern Brett- und Videospiele und vertritt mit voller Überzeugung klare Ansichten zum Thema Käse.

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