Skalierbarkeit des Systems

Skalierungsmöglichkeiten

Die Plattform lässt sich von einer Handvoll Telemetriegeräten bis zu einem landesweiten Einsatz skalieren, getragen von den hier behandelten architektonischen Entscheidungen und Techniken.

Die Eigenschaften und Merkmale der IIoT-Plattform ermöglichen es, das Datenerfassungssystem von einzelnen Telemetriegeräten bis zu mehreren zehn Millionen Einheiten zu skalieren. Die Software kann auf den physischen Servern der Anwender (versorgende Organisationen und andere) oder auf Cloud-Ressourcen in dedizierten, geschlossenen Kreisläufen betrieben werden, wobei die Kanalverschlüsselung von den Mobilfunkanbietern bereitgestellt wird. Der externe Zugriff auf Informationen ist sowohl durch Verschlüsselungswerkzeuge als auch durch Firewalls und Router geschützt.

Die Plattform kann auf Betriebssystemen auf Linux/Unix-Basis installiert werden. Dadurch kann der Verbraucher eine hohe Ausfallsicherheit und Sicherheit sowie maximale Skalierbarkeit gewährleisten. Der Aufbau auf einem solchen Betriebssystem als Schutzmaßnahme ermöglicht es dem Verbraucher, sein Informationssystem mit minimalem Aufwand zertifizieren zu lassen und zugleich die von den Aufsichtsbehörden geforderte Sicherheit sicherzustellen.

Architektur der Plattform

Die Architektur der Plattform basiert auf:

• Anwendungsserver — Ruby on Rails
• PostgreSQL-DBMS
• Virtualisierungsumgebung — KVM. Der Kunde kann eine Anwendung zur Verwaltung virtueller Maschinen auf den Servern installieren und erreicht dadurch hohe Verfügbarkeit, Ausfallsicherheit, Beherrschbarkeit der Lösung und ein größeres Skalierungspotenzial
• Webbrowser — Chrome, Mozilla, Firefox, Safari und andere fungieren als universeller Client: Informationsempfänger und Bedienoberfläche
• Der Datenerfassungsserver, der auf den mehrfädigen (Multithreading-)Mechanismen der GO-Plattform beruht
• Eine Lösung, die auf die integrierten Sicherheitsmechanismen des Betriebssystems Linux/Unix ausgerichtet ist
• Eingehende Datenpakete werden durch den Lastausgleichsmechanismus verteilt; die Datenübertragung von den an den Erfassungsserver angebundenen Geräten wird durch einen speziellen Algorithmus zur zeitlichen Staffelung der Kommunikationssitzungen optimal konfiguriert, der Überlastungen vermeidet

Die an den Datenerfassungsserver angebundenen Telemetriemodule arbeiten in einem einzigen IP-Adress-Subnetz in GPRS- und 3G-Netzen sowie in NB-IoT-Netzen über das UDP-Protokoll.

Das Auslesen und die Verarbeitung der Daten von den Messgeräten erfolgen auf dem Datenerfassungsserver, und neue Gerätetypen können dem Unterstützungsserver hinzugefügt werden. Die Dauer der Kommunikationssitzung eines Telemetriemoduls wird durch den auf dem Server festgelegten Zeitplan bestimmt, und dieser Zeitplan kann über die Weboberfläche aus der Ferne und dynamisch aktualisiert werden.

Die maximale Skalierbarkeit des Datenerfassungsservers wird auf mehreren Wegen erreicht:

• Datenbank-Clustering mithilfe des PostgreSQL-DBMS
• Backups des PostgreSQL-DBMS, die nach einem festgelegten Zeitplan erstellt werden
• Virtualisierung, die den Einsatz von Ausfallsicherheit, hoher Verfügbarkeit und ähnlichen Techniken ermöglicht
• Zusätzliche Stabilität und Leistung, die durch den vollständigen Verzicht auf Bibliotheken und Module von Drittanbietern entsteht (100 % Unabhängigkeit)

Das System stellt geringe Ressourcenanforderungen an die physischen Datenverarbeitungsknoten. Beispielsweise erfordert die Konfiguration eines physischen Servers zur Bedienung von 100 000 Geräten 12 GB RAM, 4 Prozessorkerne und 100 GB Festplattenspeicher.