Die Messwerte der dezentralen Edge-Devices müssen dem Benutzer auf einer zentralen Cloud-Plattform zur Verfügung gestellt werden. Von Microsoft Azure über Amazon AWS bis hin zu Prozessleitsystemen gibt es je nach Anwendungsfall viele bestehende Cloud-Lösungen, in denen die Daten benötigt werden.
Milliarden von kleinen und kostengünstigen Edge-Devices haben die spezifische Aufgabe, Werte zu messen und an die Cloud zu übertragen. Diese Devices sind oft in ihrer Rechenkapazität und ihrem Speicherplatz beschränkt. Erst in der Cloud erfolgt die Auswertung der historischen Daten und die Durchführung aufwendiger Rechenoperationen. Hier werden Daten von unterschiedlichsten Sensoren und Informationssystemen zusammengefasst und ergeben ein komplettes Bild.
Herausforderungen der Cloud
Doch die Cloud stößt an ihre Grenzen. Daten von Milliarden Devices strömen unaufhörlich in die Cloud, was zu einer erheblichen Belastung führt. Da viele Cloud-Plattformen kritische Business-Anwendungen ausführen, muss sichergestellt werden, dass diese ständig verfügbar sind und keine Latenzen auftreten. Mit dem massiven Datenansturm kommen viele Cloud-Plattformen schlicht nicht zurecht.
Der „Fog“ als Lösung
Und so zieht ein Nebel zwischen den Edge-Devices und der Cloud auf: eine Zwischenschicht, die als Fog bezeichnet wird. Fog Computing bezeichnet ein dezentrales Netzwerk in dem die Daten der Billiarden Edge-Devices nah an der Datenquelle gesammelt, vorverarbeitet und gespeichert werden. Die Fog Nodes entlasten damit die Cloud enorm und helfen potenzielle Bandbreitenengpässe zu vermeiden.
Zwischen den Edge-Devices und der Cloud bildet sich eine Zwischenschicht, die als „Fog“ bezeichnet wird. Fog Computing beschreibt ein dezentrales Netzwerk, in dem die Daten der Edge-Devices nahe an der Datenquelle gesammelt, vorverarbeitet und gespeichert werden. Die Fog Nodes entlasten die Cloud erheblich und helfen, potenzielle Bandbreitenengpässe zu vermeiden.
Aufgaben der Fog Nodes
Die Fog Nodes übernehmen eigenständig definierte Aufgaben. So müssen nicht alle Daten an die Cloud gesendet werden, und die Cloud muss nicht für jede kleine Entscheidung konsultiert werden. Eine klassische Aufgabe für die Fog Nodes ist das Device Management. Hierbei werden viele Daten erzeugt, wie beispielsweise Empfangsqualität, Ladezustand des Akkus, und Gesundheitsdaten der Edge-Devices. Diese Betriebsdaten sind für ein funktionierendes System relevant, aber nicht unbedingt für die Anwendung beim Kunden, der in seiner Cloud nur die tatsächlichen Messdaten benötigt.
Effiziente Aufteilung der Arbeitslast
Die Aufteilung zwischen Edge, Fog und Cloud sorgt für eine zielgerichtete Verteilung der Arbeitslast. Für eine robuste Softwarelandschaft ist es entscheidend, dass eine Zwischenstelle wie die Microtronics Plattform agiert. Sie stellt sicher, dass Anfragen, Updates und Datenübertragungen von vielen Hunderten oder Tausenden Sensoren effizient gemanagt werden. Nach der Edge-Fog-Cloud-Architektur werden die Ressourcen somit sinnvoll und effizient verteilt. Jedes System macht das, was es am besten kann.
Over-the-Air-Updates und NIS-2
Die NIS-2-Richtlinie regelt die Cyber- und Informationssicherheit von Unternehmen und Institutionen und muss bis Oktober 2024 umgesetzt werden. Diese Richtlinie schreibt vor, dass Geräte Over-the-Air (OTA) upgedatet werden können. Diese Updatefunktion eines verteilten Netzwerks ist eine Rückversicherung für unvorhersehbare Problemfälle und ermöglicht eine wesentlich höhere Flexibilität und Geschwindigkeit in der Produktentwicklung. Die Fog-Nodes managen diese zentrale Aufgabe der OTA-Updates für die vielen Milliarden Edge Devices. Das businesskritische Cloud-System ist so von einer enormen Arbeitslast befreit.
Mit der Kombination aus Edge, Fog und Cloud wird sichergestellt, dass die Arbeitslast optimal verteilt ist und jedes System seine Stärken voll ausspielen kann. Die Microtronics Plattform spielt dabei eine zentrale Rolle, indem sie ein effektives Device Management mit OTA-Update managet und somit einen Teil zur Umsetzung von Sicherheitsrichtlinien wie der NIS-2-Richtlinie gewährleistet.
