Neue Technologie verändert IoT-Geräte

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 / 1. September. 2021

IoT-Geräte und Edge-Computing-Strukturen werden besser werden und zahlreicher, das ist abzusehen. Doch viele Unternehmen sind zu wenig vorbereitet, um den Wandel schnell mitzugehen. Natürlich muss Edge Computing nicht für alle Unternehmen dieselbe Bedeutung haben, daher kann es kein einheitliches Rezept für alle geben, nur grundlegende Empfehlungen. Das gilt ebenso für IoT-Anbindung. Jede Firma oder Einrichtung muss sich daher eigene Gedanken machen. Was gerne vergessen wird: Datensicherung, also Backup and Replication.

IoT-Netzwerke und Edge Computing zusammenführen

Für die Zusammenführung von IoT und Edge Computing gibt es bereits Lösungen und praktikable Ansätze von großen IT-Unternehmen. VMware und Microsoft sind nur zwei Anbieter spezifischer und einfach umzusetzender Lösungen. Als Beispiel: Microsoft Azure IoT Edge und VMware Pulse IoT Center ermöglichen es bereits, IoT und Edge Computing zu vereinen, doch bei aller Einfachheit darf nicht vergessen werden, alle Pläne zu Storage und Infrastruktur zu betrachten und anzupassen. Es werden Lösungen zur Datensicherung und zum Daten-Management nötig, die mit Edge Computing und Cloud Computing umgehen können, um sichere Backups zu erstellen und zu verwalten.

Richtiges Daten-Management in der Cloud ist essentiell

IoT-Geräte sind in Krankenhäusern, Büros oder Produktionsumgebungen zunehmend Teil der täglichen Prozesse geworden, wodurch sich Abläufe von Grund auf geändert haben. Auf diese Weise entsteht ein Netz aus IoT-Geräten, das täglich mehrere Terabyte an Daten erzeugt [1] und verarbeitet. Diese riesige Datenmenge schlägt mit erhöhtem Speicher-, Bandbreiten- und Rechenbedarf zu Buche und will verwaltet sowie gesichert werden.

Was die Sache erschwert: Viele Produktionssysteme oder -straßen können nicht vollständig durch IoT-Geräte ersetzt werden. Hier arbeiten alte Geräte und Maschinen mit Supervisory-Control-and-Data-Acquisition-(SCADA)-Protokollen, die längst überholt sind, aber weiter zum Einsatz kommen, weil die Maschinen nicht angehalten werden dürfen, um die Produktion nicht zu unterbrechen. Diese veralteten Geräte sind jedoch sehr anfällig für Ransomware und andere Attacken und werden zum Einfallstor, weil sie nie für den Anschluß an das Internet oder gar an eine Cloud konzipiert wurden. Bisher waren die Daten dieser Geräte nur innerhalb der Produktionsinsel im Umlauf, doch nun gelangen sie über Cloud- oder Multi-Cloud-Umgebungen an mehrere Systeme und sogar andere Standorte – raus dem sicheren Firmenperimeter und damit weg von traditionellen Sicherheitslösungen. Moderne Datenverwaltung, -sicherung, und -rettung muss daher unbedingt Teil der Planung dieses Wandels sein. Fähigkeiten für Backup und Recovery – das betrifft auch moderne Cloud-Umgebungen mit Secure Access Service Edge (SASE) oder Zero Trust – sind darum die eigentliche Grundlage zur flächendeckenden Einführung von IoT und Edge Computing.

Ein Beispiel für diese Notwendigkeit: Aktuell wird vorwiegend im Bereich der Foto- und Videoüberwachung eine Kombination aus IoT-Geräten und Edge Computing eingesetzt. Besonders hier geht es um sensible und schützenswerte Informationen und Daten, die sowohl erhalten als auch geschützt werden müssen.

5G-Beschleunigung

Der Start des 5G-Funkstandards erfordert eine Umstrukturierung aller IoT-Konzepte, da 5G nicht nur die Kommunikation zwischen mobilen Geräten oder Hotspots beschleunigt, sondern ebenso zwischen IoT-Geräten und Netzwerken in Bezug auf Echtzeit-Informationsübertragung. Es kann daher zum Antrieb für große und komplexe IoT-Vorhaben werden, wie autonomes Fahren, automatisierte Produktion und Tele-Medizintechnik. Gerechnet werden kann nach dem vollständigen Ausbau mit Geschwindigkeiten von 2 bis 5 GBits [2] – 4G-Funk schafft bisher maximal 1GBit. Die Latenz für jedes Gerät, das nach dem 3rd Generation Partnership Project (3GPP) definiert wurde, wird dabei stark verringert. Deswegen können vernetzte Geräte dann in deutlich kritischeren Bereichen eingesetzt werden als man es ihnen bislang zutraute.

3GPP selbst ermöglicht zwei Arten von Technologie [3], die IoT bei der Skalierung helfen: eMTC (enhanced Machine-Type Communication) und NB-IoT (NarrowBand IoT). Diese Technologien fokussieren auf eine höhere Gerätedichte, Reduzierung der Komplexität und bessere Energienutzung. eMTC bezieht sich dabei vornehmlich auf Echtzeitobjekte, beispielsweise sogenannte ‚Wearables‘, wie vernetzte Armbanduhren oder Brillen. NB-IoT kommt bei Lösungen zum Einsatz, die eine höhere Latenz aufweisen dürfen und eine kleinere Datenmenge übertragen. Zudem ist es möglich, dass einige dieser Geräte künftig eine Batterie-Lebensdauer von über 10 Jahren erreichen könnten. Das bedeutet lange Laufzeit und viele Daten, die gesichert werden müssen.

Ein Hersteller von IoT-Geräten mit großem Interesse an den Neuerungen von 5G ist Qualcomm. Die Firma erwartet laut einer Roadmap [4] von 5G in Verbindung mit 3GPP-Funktionen ein verbessertes VoLTE, eine Stromeinsparung oder höhere Datenübertragungsrate. Zur Erreichung dieser Ziele muss jedoch die Backend-Lösung bereit für die erhöhte Datenmenge sein. Es muss berücksichtigt werden, dass sich spezifische Schwierigkeiten aufgrund der Menge der Geräte, der Daten und der Datenübertragung ergeben werden. Daher ist es denkbar, dass eine praktikable Entwicklung von IoT-Lösungen auf Basis von 5G oftmals lediglich über die Hyperscale Public Clouds möglich ist, denn wegen einer Lösung, die eine Menge von IoT-Geräten einsetzt und Echtzeitdaten oder vielleicht sogar Rich Media bereitstellen soll, werden die Kommunikationsleitungen und Speicher des herkömmlichen Rechenzentrums sehr schnell ausgereizt. Hingegen ermöglichen die Hyperscale Public Clouds bereits die Skalierbarkeit, um mit einer solchen Veränderung zurechtzukommen. Backup-and-Recovery-Lösungen müssen also ohne Probleme mit Cloud-Umgebungen umgehen können – auch mit hybriden Konstruktionen aus Cloud Rechenzentrum.

Datensicherung in Planung einbeziehen

Von Beginn an, bei Einführung der Cloud-Umgebung, muss eine Lösung zur Datensicherung, Datenrettung und Datenverwaltung bereitstehen, um IoT-Geräte flächendeckend mit Edge Computing oder 5G-Funk verbinden zu können. Jedoch enthalten derzeit viele Pläne oft keine Überlegungen zum Bereich des Daten-Managements, obwohl bekannt ist, dass niemals alle Angriffe schadlos abgewehrt werden können. Daher ist es essentiell, über einen Notfallplan zu verfügen, um besonders gegen Ransomware-Angriffe gewappnet zu sein und ein Mittel gegen Verschlüsselungen in der Hinterhand zu haben. Das gleiche gilt für Cloud-Umgebungen, denn dort gilt das Prinzip der Geteilten Verantwortung: Der Cloud-Anbieter muss nur die Sicherheit der Cloud-Struktur gewährleisten; den Schutz der in der Cloud gespeicherten Daten und dort aufgesetzten Anwendungen muss der Kunde übernehmen.

Quellen und Referenzen:

[1] https://www.import.io/wp-content/uploads/2017/04/Seagate-WP-DataAge2025-March-2017.pdf

[2] https://www.5g-anbieter.info/speed/wie-schnell-ist-5g.html

[3] https://www.3gpp.org/news-events/3gpp-news/1805-iot_r14

[4] https://www.qualcomm.com/media/documents/files/leading-the-lte-iot-evolution-to-connect-the-massive-internet-of-things.pdf

 

Über den Autor / die Autorin:


Rick Vanover ist Senior Director Product Strategy bei Veeam Software. Seine IT-Erfahrung umfasst Systemadministration und IT-Management, wobei Virtualisierung und Internet of Things in letzter Zeit das zentrale Thema seiner Karriere war.