Internet of Things Architecture

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IoT architecture mit Microsoft Azure, Design Patterns und Best Practices

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Internet of Things Architecture

  1. 1. Internet of Things with Azure Christian Waha cwlabs software design and architecture
  2. 2. Agenda  Aktueller Stand des Internet ofThings  Heutige Architektur  Patterns undAnti-Patterns  Demo  ZukünftigeArchitektur
  3. 3. Ist das Internet of Things etwas neues? Abhängig wem du frägst: Nix neues „Das machen wir schon Mindestens seit 30 Jahren“ Ein Zauberwesen! Magisch und wird bald alles verändern.
  4. 4. IoT Lösungen heute Device Komplexität Die meisten frühen erfolgreichen IoT Entwicklungen waren entweder … Für sehr komplexe und teuere Devices, wo es akzeptabel war wenn die extra angefertigte Hardware/Software Lösung die Kosten der Devices rechtfertigte. Der andere Fall sind hohe Stückzahlen, von gleichen Geräten, bei welchen die Software Anforderungen ziemlich einfach waren….
  5. 5. Microsoft Azure IoT Services Devices Device Connectivity Storage Analytics Presentation & Action Event Hubs SQL Database Machine Learning App Service Service Bus Table/Blob Storage Stream Analytics Power BI External Data Sources DocumentDB HDInsight Notification Hubs External Data Sources Data Factory Mobile Services BizTalk Services { }
  6. 6. Pattern: Think big. Start small  Entwickle mit einer Architektur die skaliert, aber starte beim Prototyping mit einer kleinen Anzahl von Geräten.  Es ist schwierig herauszufinden welche Daten einen Wert haben – welche Bedeutung, welcher Sensor und welches Gerät sind notwendig – bis man einmal angefangen hat etwas zu bauen.  Es ist viel einfacher Geräte IDs, Management / Updates und Sicherheit bei einer kleinen Zahl von Geräten zu überschauen Think big, aber starte erstmal klein Experimentiere, Lerne und Verbessere.
  7. 7. IoT Architektur Anforderungen  Handhabung von extremer Hardware und Software Heterogenität.  Niedrigere Startbarriere: Bewerten -> Prototype -> Einsetzen.  Hot-path und Cold-path Analyse vorhalten und antworten.  Baue für Hyper-scale und ermögliche niedrige Latenz.  Sicherheit by design; Unterstütze dieVerteidigung in derTiefe.
  8. 8. Pattern: Telemetry first  Es ist sehr schwer vorherzusagen welche Daten nützlich sein werden.  Es ist verlockend, aber häufig ineffizient im ersten Schritt die BusinessTransformationion zu implementieren.  Denke nicht nur über Gerätetelemetrie, sondern auch über Diagnosetelemtrie nach.  Privatspähre und Sicherheitsprobleme der Telemetrie ist grundsätzlich weniger als für Command & Control. Start mit Telemetrie. Die wichtigen Daten können nicht die sein die du erwartest. Beachte erst Privatsphäre, Sicherheit und Managebarkeit, bevor man mit Command & Control beginnt.
  9. 9. Telemetrie Aktuell  High scale Daten Aufnahme mit Event Hub.  High scale stream processing mit Stream Analytics (or HDInsight /Storm)  Speicher für cold-path Analyse  Bearbeitung für hot-path Analyse
  10. 10. Event Hubs und Stream Analytics  Cloud-scale telemetry aufnahme über Websites,Apps, und Devices  Kompatibel mit mehr als einer Million Hersteller unterstützt HTTP, AMQP und MQTT  Aufnahme von millionen von Events pro Sekunde  SAS basierende Sicherheit, mit unique token pro Publisher  Konfigurierbare Daten Speicherung (1-30Tage)  Geringe Latenz (<10 ms für volatile Daten)  Verknüpfbar mit anderen Cloud services wie etwa Stream Analytics  Real-time Analyse für Internet ofThings Lösungen  Stream Millionen von Events pro Sekunde  Mission kritische Zuverlässigkeit,Geschwindigkeit und vorhersehbare Ergebnise  Schnelle Entwicklung durch eine SQL-basierender ähnlicher Sprache
  11. 11. Demo anlegen eines Event-Hub
  12. 12. Pattern: Unterbreche nicht den Fast-Path Erzeuge keine Prozess- Bottlenecks aus versehen. (Bedenke genau was du tust, bevor du zwischen High-Performance Komponenten eingreifst. Verbrenne dir nicht die Finger solange du nicht genau weißt was du hier tust.  ImTelemetrie Beispiel ist keine Unterbrechung des Datenflußes zwischen Event Hub und Stream Analytics
  13. 13. Pattern: Sicherheit tief verwurzeln Die gesamte Organisation muss auf Sicherheit fokusiert sein, und dieser Fokus muss der ganze Produkt Lifecycle verinnerlichen. Denke über Sicherheit, Identäten und Management gleich am Anfang nach! Sicherheit ist eine auf den Kunden und Azure verteilte Aufgabe. Anforderungen Design & Umsetzung Verification & Release Rückmeldung Physikalische Sicherheit, Angriffssicherh eit Hardware & Firmware Sicherheit, Secure Boot Netzwerk, Protokoll & Applikationssic herheit Identity management für Devices und Benutzer Datenschutz Sicherheit und Kontrolle
  14. 14. Azure IoT Suite  Plane und budgetiere appropriately mit einem einleuchtenden und einfachem Business Model  Wachse und erweitere Lösungen um Millionen von Szenarios zu unterstützen.  Beschleunige Zeit zu Ergebnis durch einfaches deployen von IoT applications für die meisten allgemeinen Szenarien, wie Remote Monitoring, Asset Management, und Predictive maintenance
  15. 15. Azure IoT Referenz Architektur Solution PortalProvisioning API Identity & Registry Stores Stream Event Processor Analytics/ Machine Learning Daten Visualisierung und Präsentation Device State Store Gateway Storage IP basierende Devices Vorhandene IoT Devices Low power Devices PräsentationDevice und Event Processing Daten Transport Devices und Daten Quellen Cloud Gate- way Agent Libs Agent Libs Control System Worker Role Agent Libs
  16. 16. Pattern: Baue nach der Referenz Archtektur  Die IoT Suite hilft bei der Implementierung, dem Design und dem Deployment für IoT Applikationen in den meisten Fällen.  Portable Client libraries welche einfache Cloud Connection für Geräte und Gateways unterstützen.  IoT Hub erweitert das Event Hubs um DevicesVersorgung, Identitäten, Command & Control und Management.  Aufbauend auf der Referenz Architektur wird es einfach sein die Azure IoT Suite zu benutzen. (Momentan ist nur das Remote Monitoring verfügbar)
  17. 17. Zusammenfassung  Think big (Architektur), aber klein beginnen (Experiment, lernen und verbessern).  Start mitTelemetrie. Bedenke Privatsphäre, Sicherheit und Managementbarkeit bevor man zu Command und Control wechselt.  Greife nicht in die Fast Path Kommunikation ein und produziere dadurch Bottlenecks.  Denke an Sicherheit, Identität undVerwaltung von Anfang an und über die ganze Laufzeit des Produktes.  Baue jetzt schon basierend auf der Referenz Architektur um später einfach zur Azure IoT Suite wechseln zu können.
  18. 18. Sprecher Christian Waha Twitter: @cwaha Facebook: www.facebook.com/christian.waha Blog: blog.cwlabs.eu

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