Topologie-basierte und verteilte Provisionierung von IoT Anwendungen

Abstract

Das Paradigma des Internet of Things (IoT) beschreibt die Vernetzung von beliebigen Dingen innerhalb des Internets. Mit dem zunehmenden Erfolg des IoT Paradigmas steigt die Anzahl verbundener Dinge bzw. Geräte kontinuierlich an. Für Anbieter von IoT Anwendungen entstehen damit neue Herausforderung bei der Provisionierung und Wartung solcher Anwendungen. Eine manuelle Provisionierung und Wartung ist aufgrund der großen Anzahl an Komponenten und ihrer Heterogenität eine komplexe, fehleranfällige und teure Aufgabe. Deshalb werden Techniken und Technologien benötigt, um diese Aufgaben zu automatisieren. Im Anwendungsbereich des Cloud Computing kann die Provisionierung von Anwendungen durch sogenannte Deployment Systeme vollständig automatisiert werden. Ein Einsatz von Deployment Systemen in IoT Szenarien ist ebenfalls möglich, allerdings kann die Heterogenität von Geräten und die Verteilung von Anwendungen über verschiedene private Netzwerke dazu führen, dass die Provisionierung scheitert. So können zum Beispiel Firewalls den Zugriff auf Geräte verhindern, auf denen Teile einer Anwendung provisioniert werden sollen.

Im Rahmen dieser Arbeit wurde deshalb ein Konzept entwickelt, um die automatische Provisionierung von verteilten IoT Anwendungen mit einem Deployment System zu ermöglichen. Dazu wird gezeigt, wie ein verteiltes Deployment System die Probleme, die bei der Provisionierung von verteilten IoT Anwendungen mit einem zentralisierten Deployment System auftreten, umgehen kann. Weiterhin wird ermittelt, auf welche Weise die verteilten Knoten eines solchen Deployment Systems kommunizieren können und wie anhand der Topologie einer Anwendung bestimmt werden kann, welcher Knoten für die Provisionierung von welchen Teilen der Anwendung verantwortlich ist. Das entwickelte Konzept wurde prototypisch im OpenTOSCA Container, einem auf dem TOSCA-Standard basierenden, automatischen Deployment System, implementiert und anschließend validiert.