04 Jan Scalability of IoT
Het Internet of Things biedt prachtige kansen voor groei. Maar wat als die groei ineens een knelpunt vormt, omdat je IoT-omgeving niet meeschaalt? Met deze aandachtspunten voorkom je schaalproblemen wanneer de innovatie zorgt voor wind in de rug.
Veel Internet of Things-projecten beginnen met een kleinschalig prototype of proof of concept (POC). Dat is logisch, want op die manier kun je zonder al te grote investeringen de waarde van een innovatie evalueren en hier enige ervaring mee opdoen.
Toch kan het hier ongemerkt al fout gaan. Een oplossing kan perfect werken op kleine schaal, maar gaan tegensputteren als dezelfde devices, platform-infrastructuur en applicatielogica ineens op grote schaal wereldwijd worden ingezet. Of wanneer diezelfde innovatie zorgt voor ongekende groeicijfers, en op het gewenste tempo meeschalen niet mogelijk of erg lastig blijkt. In het ergste geval moet je alle eerder gedane investeringen van de hand doen en opnieuw beginnen. Een kostbare en tijdrovende exercitie die de wilde groeiplannen wel eens ernstig in gevaar kan brengen. Met deze aandachtspunten voorkom je dat je IoT-omgeving bezwijkt onder zijn eigen gewicht:
1. Zorg voor rekenkracht aan de edge
Consumententoepassingen als deze zijn het meest zichtbaar, maar de echte ML-revolutie voltrekt zich in het bedrijfsleven. Organisaties beschikken doorgaans over enorme hoeveelheid ongestructureerde en gestructureerde data over hun supply chain. Daardoor zien ze door de bomen het bos niet meer. Deze ontwikkeling wordt versterkt door de opkomst van het IoT. Sensoren vergroten die databerg verder, en generen allerlei gegevens. Van machines in de fabriek en de transportmiddelen tot de verpakkingen en het product zélf. Het resultaat is een nog grotere poel data over de bedrijfsprocessen.
Edge computing stelt je in staat om zo dicht mogelijk bij de brondata te werken. Alleen relevante data wordt gedistribueerd. Stel dat je sensoren hebt geplaatst bij een productiemachine, en je bent enkel geïnteresseerd in bepaalde excepties. Bijvoorbeeld bepaalde temperatuurwaarden die vroeg of laat kunnen zorgen voor storingen. Het is dan niet logisch om continu alle temperatuurwaarden richting de cloud te sturen, maar enkel wanneer er sprake is van waarden tussen bepaalde vooraf opgegeven conditiewaardes
Door al bij de edge alle andere waarden te filteren, verklein je de datastroom richting de cloud servers aanzienlijk en hoef je minder rekenkracht mee op te schalen bij groei..
2. Breng een scheiding aan in cold/warm/hot data
Cloud- en bigdatatechnologieën zijn er op gericht om grote data volumes te injecteren, op te slaan, te verwerken en te analyseren. De meest voor de hand liggende aanpak is om de (subset) van IoT-data naar de cloud te sturen en hier allerlei slimme analytics, data science en machinelearningalgoritmes op los te laten.
Een andere efficiencyslag kun je maken door de data die je aan de randen afvangt goed uit te sorteren voordat ze naar de servers worden gestuurd. Data kun je hiervoor grofweg indelen in drie soorten: cold, warm en hot data. Cold data zijn gegevens die je slechts af en toe nodig hebt, voor een specifiek doel. Deze kunnen dus het beste bewaard worden in een statische, goedkopere opslagomgeving. Warm en hot data zijn gegevens die regelmatig (warm) of zelfs zeer regelmatig (hot) nodig zijn. Deze data gedijt het beste in een snelle in-memoryomgeving waar ze direct tot de beschikking staan.
Een zogenaamde ‘data ingestion layer’ kan deze schifting maken voordat de data richting de servers gaat. De IoT-oplossing regelt de time-series-opslag, archivering of ieder ander type dataopslag. Dat maakt opschalen veel eenvoudiger en voordeliger.
3. Bouw op een schaalbaar cloudplatform
Het IoT-platform moet dus uitbreidbaar zijn voor klanten en partners voor schaalbaarheid op basis van de klantbehoefte en groei. Een IoT-oplossing is enkel schaalbaar als het onderliggende datamanagementplatform en de infrastructuur dat ook zijn. Een goede onderliggende mulitcloud-infrastructuur zorgt voor flexibiliteit en schaalbaarheid. Goed schaalbare en gangbare cloudplatforms zijn bijvoorbeeld Microsoft Azure, Amazon AWS of Google Cloud Platform. Het is dan ook raadzaam te controleren of de IoT-omgeving deze platforms ondersteunt. Dit voorkomt dat je de gehele IoT-oplossing moet vervangen omdat de onderliggende serverarchitectuur niet of niet goed schaalbaar blijkt te zijn.
4. Zorg voor slimme communicatieprotocollen
Een schaalbaar cloudplatform is een goed beginpunt, maar het is natuurlijk ook belangrijk om je applicatie en landschapsarchitectuur schaalbaar te hebben. Want als je meerdere zware instances kunt launchen op in de cloud, wil dat niet zeggen dat de datastroom goed gebalanceerd wordt, als je niet aan een queuing en load balancing mechanisme gedacht hebt. Wanneer het aantal devices aan de randen groeit, groeit ook het datavolume en (dus) de serverbelasting..
Slimme communicatieprotocollen kunnen beter overweg met grote datavolumes. Deze protocollen verzorgen de communicatie tussen de eindpunten en de datamanagementlaag en kunnen het verkeer ‘sturen’. Bij piekbelasting kan zo’n protocol als een soort load balancer de last slim verdelen. Daardoor wordt niet een enkele server of instance zwaar belast.
Op die manier maak je efficiënter gebruik van je beschikbare verwerkingscapaciteit en is opschalen minder snel nodig. Een IoT-gateway stelt je in staat om met een brede variatie aan communicatieprotocollen te werken en interactie op te zetten met andere IoT-connectiviteitsplatformen. Hierdoor ben je uiterst flexibel in het koppelen en onboarden van nieuwe IoT-devices.
5. Laat je proceslogica meeschalen
Het Internet of Things wordt vaak genoemd als de key enabler van digitale transformatie. Ieder ‘ding’ van productiemachine naar consumentenproduct is connected en in staat om data uit te wisselen.
Vergeet echter niet dat ook de achterliggende proceslogica schaalbaar moet zijn. Je kunt je ruwe data nog zo goed ‘voorgestorteerd’ hebben, wanneer je deze data niet meer goed kan koppelen aan je functionele bedrijfsprocessen, heb je alsnog een probleem. Naast de IoT-service spelen dus ook andere services zoals machine learning, big data, analytics en integratie een belangrijke rol. Dit is een belangrijk aspect in de selectie en schaalbaarheid van het bredere onderliggende cloudplatform.
Stel dat vanuit de sensordata een factuur moet worden getriggerd richting het ERP-backendsysteem, dan moet de proceslogica in staat zijn om de juiste data op het juiste moment geïntegreerd richting de ERP-backend te sturen. Ook deze proceslogica moet bij schaalvergroting blijven functioneren.
6. Houd rekening met security
Met de groei van aantal devices in je IoT-omgeving, groeit ook het aanvalsoppervlak. Iedere sensor of andere connected device is in potentie een ingang voor hackers. Daarom is het van groot belang dat de security vanaf dag één goed geregeld is, dus ook wanneer de IoT-omgeving nog zeer kleinschalig is. Hackers hebben namelijk aan een zwakke plek genoeg om toegang tot het netwerk te verkrijgen.
Het managen van operationele security voor de gekoppelde IoT-devices is dus van wezenlijk belang. Functionaliteit voor devicemanagement stelt je in staat om devices te onboarden en te configureren. De ondersteuning van securitystandaarden en autorisatieconcepten speelt hierin een belangrijke rol. Met remote device-ondersteuning is het mogelijk om op afstand nieuwe securitypolicies en autorisaties uit te rollen op de edge-devices. Hiermee behoud je de controle en regie over je IoT-devices vanuit een centrale device management-omgeving.
Bron: https://blogs.sap.nl/zo-verzeker-je-schaalbaarheid-van-je-iot-omgeving