TEKNİK YAZI

IoT Uygulamanızda Sis Bilişim Kullanmanız için 5 Neden

Sektör uzmanları uyarıyor: Günümüzde çoğu Nesnelerin İnterneti (Internet of Things, IoT) sisteminde kurulan bulut bilişim modelleri, önümüzdeki birkaç sene içinde devreye alınacak milyarlarca IoT cihazının üreteceği veri hacmiyle başa çıkabilecek durumda değil. Üstelik bu cihazlar çok çeşitli protokoller kullanarak, çok sayıda farklı formatta veri ürettiğinden, veri toplama ve gerçek zamanlı veri işleme daha da zor hale geliyor. Sis bilişim (fog computing) tam da bu noktada günümüz IoT uygulamalarının ihtiyacına cevap verebilecek model olarak öne çıkıyor.

Bulut Bilişim Mi, Sis Bilişim Mi?

IoT’de bulut bilişim, merkezileşen veri işleme anlamına geliyor. Bunun aksine sis bilişim, bilişsel güç, depolama kapasitesi, cihaz kontrol kabiliyeti ve ağ kurma yetisini cihazlara daha çok yakınlaştırmaya odaklanıyor.

Sis bilişim, bulut ve IoT uç cihazları arasında “sis katmanı” da denilen orta bir katmanda olup biten, cihaz üstünde gerçekleşen bilişimi anlatmak için Cisco tarafından ortaya atılan bir terim. Bu sis katmanı aslen bilişim gücü, depolama ve bağlanabilirlik hizmeti sağlayan endüstriyel kontrol cihazları, ağ geçidi özellikli bilgisayarlar, anahtarlar ve I/O cihazlarının oluşturduğu sis düğümlerini (fog node) içeriyor. Sis bilişim modeli, bulutu genişleterek ağınızın uç cihazların yer aldığı ve “uç zekanın” etkinleştiği kısmına yakınlaştırıyor.

IoT’deki hızlı büyüme, kısıtsız bilişim gücü ve kaynağının kullanılabilir olduğu önermesine dayanıyor, bu kaynaklar ise ancak bulut hizmetleri tarafından sağlanabiliyor. Bulundurduğu güç ve erişim kabiliyetine rağmen bulut bilişim modeli, zamana duyarlı uygulamalar ile internet bağlantısının zayıf olduğu yerlere uygun düşmüyor.

 

Sis bilişim en çok coğrafi olarak dağınık durumda olan uç cihazların bulunduğu, bulut tabanlı sistemlere bağlanabilirlikte sıkıntıların yaşandığı, ancak gecikme süresi toleransının da düşük olduğu IoT tabanlı sistemlerde işe yarıyor. Periyodik olarak terabaytlar halinde veri üreten, dolayısıyla veriyi buluta gönderip geri almanın pek makul olmadığı IoT uygulamaları da sis bilişim modeli için uygun adaylar konumunda bulunuyor.

​Sahada dağınık konumlanmış, büyük hacimli verilerin işlendiği ve hızlı yanıt gerektiren IoT uygulamaları için ise, hem bulut hem de sis bilişim kaynaklarını bir araya getiren karma bir model kullanmak en mantıklısı.

IoT Uygulamanızda Neden Sis Bilişim Gerekebilir?

Sis bilişim modelinin destekçileri, bulut bilişimin gelip geçici bir model olmadığı ve IoT’de bazı işlemlerin bulut bilişim modeline daha uygun olduğu konusunda hemfikir. Öte yandan sis bilişim modelinin IoT uygulamaları için bazı belirgin avantajlar sunduğu da yadsınamaz bir gerçek.

 

1. Gecikmeler

Cihazlarınızın verisini proses ve analiz için buluta göndermek, birkaç dakikadan en kötü ihtimalle birkaç güne kadar uzayabilir. Örneğin IoT cihazlarınız her gün 1 terabayt (TB) veri üretiyorsa, bu verinin buluta aktarılması, işlenmesi ve veriden eyleme geçirilebilir sonuçlar elde edilmesi birkaç gününüzü alabilir. Bu süre zarfında, veriden çıkan sonuçlardan yola çıkıp harekete geçildiği takdirde fayda sağlanacak fırsatlar kaçabilir. Günümüzün iş uygulamaları saniyeler veya milisaniyeler düzeyinde bir yanıt süresi talep ediyor. Endüstriyel IoT’de olduğu gibi zamana duyarlı uygulamalar, zamanında düzeltmeler yapılabilmesi için, cihaz verisinin anında işlenmesini gerektiriyor. Sis bilişim modeli, gecikmeyi en aza indirerek bulut bilişim modeline kıyasla daha çabuk karar alabilmeyi sağlıyor.

2. Güvenlik

Hassas operasyonel veriyi sahadan buluta göndermek, aslında hem veriyi hem de uç cihazlarınızı riske atar. Verinin bulut depolama sistemlerine güvenli biçimde aktarıldığından emin olmak için bir IoT sisteminde farklı seviyelerde güvenlik mekanizmaları devreye almak gerekir. Verinin uçta işlenmesi, veri ihlalinin önlenmesine ve daha hızlı yanıt verilebilmesine yardımcı olur.

3. Veri Bütünlüğü

Bulut modeli verinin depolama ve işlenmesini dış kaynaklara devreder. IoT’de veri bütünlüğü temel endişe konularından biridir, çünkü çeşitli kritik uygulamalardan alınan hassas veri genel bir bulutta depolanır. Bulut depolama hizmeti sağlayanlar genellikle deponun fiziki konumunu paylaşmazlar. Buna ek olarak verinin cihazdan bir ağ geçidine, buradan da internet üzerinden buluta aktarımı, veriyi bozulma veya izinsiz erişim riskine atar.

4. Veri Aktarım ve Bant Genişliği Masrafları

Büyük hacimli verinin ağın en uç kısımlarından bulut sunucusuna iletimi, operasyonu kısıtlayacak biçimde pahalı olabilir. Örneğin tipik bir açık deniz petrol platformu günde 1 – 2 TB veri üretebilir. Bu tür petrol platformları için veriyi aktarmanın en çok kullanılan yolu, veri aktarım hızının 64 Kbps ile 2 Mbps arasında değişebildiği uydu bağlantıları üzerindendir. Bu veri hızlarında bir günde üretilen verinin petrol platformundan merkezi bir veri havuzuna aktarılması 12 günden uzun sürecektir. Dahası, bu veriyi aktarmanın günlük ücreti, uzun vadede sürdürülebilir olmayan haberleşme masrafları demektir.

5. Uzak Lokasyonlarda Bağımsız İşletim İhtiyacı

Sis bilişim modeli uzak lokasyonlarda sistem duruş süresini düşürür, merkezi sistem erişilemez olduğunda da bu lokasyonlarda işletimin bağımsız olarak devam edebilmesini sağlar. Örneğin bir ağ kesintisi varsa ve bulut sistemine bağlantı koptuysa, sahada yerel bilişim gücü kullanılarak veri işleme ve analizine devam edilebilir. Daha sonra bulutla bağlantı sağlandığında, işlenmiş veri uzun vadeli depolama için buluta aktarılabilir.

Sis Bilişimde Sis Düğümlerinin Rolü

Sis bilişimin temelinde sis düğümleri yatar. Sis düğümleri coğrafi olarak dağınık durumda bulunan, zengin kaynaklı, ağınızın herhangi bir yerine konumlandırılabilecek cihazlardır. IoT gelişerek adeta her iş alanına yayıldıkça, yüksek hızlı veri işleme, büyük veri analizi ve daha kısa yanıt süreleri de norm haline geliyor. Bu gereksinimleri mevcut merkezi bulut tabanlı model üzerinden karşılamak gittikçe zorlaşırken, sis bilişim modelinin dağınık mimarisi bilişim kaynaklarını ve uygulama hizmetlerini ağın uçlarına daha çok yaklaştırıyor ve böylece daha hızlı yanıt süreleri alınabilmesini sağlıyor. Sis düğümleri OT (operasyonel teknoloji) ve IT (bilgi teknolojisi) dünyaları arasında köprü kuruyor.

Yukarıdaki şemada gösterilen yapının en basit biçimde uygulanışını yandaki “Microsoft Azure’a Entegre IIoT Gateway Çözümü” videomuzda izleyebilirsiniz. 

Bir sis düğümünün ideal profilinin nasıl olması gerektiğine dair tartışmalar sürüyor olsa da, sis düğümlerinin ağda üstleneceği kritik görevler bellidir:

  • IoT cihazlarından gerçek zamanlı veri almak
  • Gerçek zamanlı analiz için IoT-etkin uygulamalar çalıştırmak
  • Sorgulara genellikle milisaniyeler içinde yanıt verebilmek
  • Gerekli veri buluta aktarılana kadar geçici veri depolama görevini üstlenmek
  • Cihazlardan toplanan verinin özetlerini periyodik olarak buluta göndermek
  • Çok sayıda konuma dağılmış cihazlara buluttan uygulama kurabilmek

Buna göre sis bilişim için ideal çözüm, Linux ve Docker konteynerlerin bir kombinasyonunu çalıştıran, artı üreticinin özel tasarladığı cihaza gömülü uygulamayla da desteklenen, endüstriyel tip akıllı bir ağ geçidine (bilgisayar veya router) dayalı bir sistem olabilir. Linux açık platformu IoT uygulamalarının IT altyapısına taşınmasını kolaylaştırırken, çoklu üretici desteği ve programlanabilirlik de sağlar. Bazı çözüm sağlayıcılar, OS ile uygulamalar arasında ayırıcı bir katman oluşturmanın, sis düğümü üzerindeki uygulamaların kurulumu ve yönetimini kolaylaştıracağını da savunuyor. Yukarıda bahsedilen tüm bu özelliklerin de desteğiyle bir sis düğümü, sensörler ve saha monitörlerinden alınan büyük hacimli veriyi akıllı biçimde işleyebilir, yalnızca kritik veriyi veya verinin bir özetini buluta gönderebilir.

Sis Bilişim İçin Çözüm Önerisi

Endüstriyel IoT’nin önde gelen çözüm sağlayıcılarından Moxa, Industrial Linux da içeren güçlü bir veri toplama ve cihaz kontrol platformunu bir araya getirerek, sis bilişim için çözüm sunuyor. Elektrik üretim ve dağıtım, su, petrol ve doğal gaz, ulaştırma ve bina otomasyonu gibi kamu altyapı projelerinin uzun vadeli çözüm ihtiyacına cevap verebilmek için Moxa, güvenilir bir Linux tabanlı gömülü yazılım platformu oluşturmak üzere Codethink, Hitachi, Plat’Home, Renesas, Siemens, ve Toshiba gibi endüstri liderleriyle bir araya geliyor. The Linux Foundation tarafından da desteklenen Civil Infrastructure Platform (CIP) projesi ile, 10 yıldan daha uzun süre devam ettirilebilecek bir yazılım platformu sağlanıyor. Burada IoT-etkin kamu altyapılarının yönetim ve denetimi için açık kaynaklı bir platform oluşturmak ve bu platformu güvenli, güvenilir, ölçeklenebilir ve sürdürülebilir hale getirmek hedefleniyor. Daha fazla bilgiye, CIP’nin resmi web sitesinden erişmek mümkün: www.cip-project.org

Moxa Industrial Linux

“Moxa Industrial Linux” (MIL) gömülü uygulamalar ile IoT uygulamalarının gelişimini hızlandırmak amacıyla Moxa tarafından geliştirilmiş, az yer kaplayan, yüksek performanslı, endüstriyel tip bir Linux dağıtım platformudur. Kullanıcılara güvenilir bir IoT platformu sağlayabilmek için Moxa, yeni nesil IIoT ağ geçitleri ve ARM-tabanlı bilgisayarlarında MIL desteği sunacağını taahhüt ediyor. Moxa’nın IoT platformu 5 yıl donanım garantisi ile sunulurken çok çeşitli cihazları bağlayabilmek için WiFi, Bluetooth ve 3G/4G de dahil geniş bir kablosuz modül yelpazesiyle destekleniyor. MIL, OS ile uygulamalar arasında ayırıcı bir ara katman görevi görecek konteyner tabanlı sanal bir makine sağlıyor. Bu esnek yazılım ara katmanı, çok sayıda izole sistemi tek kontrol sunucusu üzerinden çalıştırabilmenize izin veriyor, böylece yazılım uyumunu düşünmek zorunda kalmadan sis düğümünün davranışını kolayca değiştirmek mümkün oluyor. Moxa’nın MIL ile desteklenen yeni nesil IIoT ağ geçitleri, çok çeşitli sis bilişim ortam ve senaryoları için verimli, esnek ve dayanıklı bir platform sunuyor.

Üstün Uzun Vadeli Destek

Moxa’nın IIoT platformu, 10 yıl süreli, uzun vadeli Linux desteğiyle geliyor. Linux çözümü bulunduran RISC bilgisayarların lider üreticilerinden biri olarak Moxa, kullanıcıların MIL güvenlik hizmetiyle en son hata düzetmeleri ve güvenlik güncellemelerinden haberdar olmasını garantiye alıyor. Moxa Industrial Linux’a düzenli olarak güvenlik yamaları ve kritik Linux güncellemeleriyle bakım yapılıyor. Bu güncellemeler, Moxa sertifikalı bir veri havuzundan güvenli bir kanal yoluyla temin ediliyor.

 

 

Moxa’nın sis bilişim çözümleri ilgili daha fazla bilgi için bizimle iletişime geçmek için tıklayın. Moxa’nın akıllı IoT ağ geçitlerini ise, teknik yazılarımızdan birine konu etmiştik, hemen okuyabilirsiniz:

Akıllı IoT Ağ Geçitleri: Geleceğe Hazır Bir Veri İşleme Çözümü Oluşturmak”

Daha fazla bilgi için göz atabileceğiniz diğer sayfalar ise aşağıdaki gibi: 

Kaynak: Teng, R. (2018) “Five Reasons Why Your IoT Application Needs Fog Computing”, White Paper, Moxa Inc.