Ein IoT-Projekt besteht aus vielen Bausteinen, diversen unterschiedlichen Cloud-Services und einer Menge Geräte. Die Middleware ist für all diese Geräte das Tor in die Cloud. Ihre Bedeutung ist enorm: Ohne leistungsfähige Middleware kein erfolgreiches, reibungslos laufendes IoT-Projekt. Ganz einfach formuliert könnte man sagen: Bei vielen Devices werden die zu übertragenden Daten auf ein Minimum heruntergebrochen. Die Middleware bereitet diese Informationen wieder auf, so dass die Geräte im Netzwerk funktionieren. Das Ergebnis: Valide gesammelte Daten, die man verwerten und analysieren kann.
So funktioniert Middleware
Die Middleware ist eine On-Premises- oder Cloud-basierte Software. Zwischen allen netzwerkbasierten Anfragen aus dem Frontend und den Backend-Ressourcen dient sie als zentrale Schnittstelle, auch bei der Verknüpfung lokaler Anwendungen. Die Middleware bündelt jede Schnittstelle an einem zentralen Punkt. Auf diese Weise erreichen alle Anfragen zuerst die Middleware, die diese Anfragen weiter an die zuständige Anwendung verteilt. Sie übersetzt – quasi als Dolmetscher – die verschiedenen „Sprachen“ (Protocol Translation) und macht so eine effektive Verwaltung von Daten überhaupt erst möglich. Auch das Monitoring und die Wartung aller Geräte laufen über die Middleware als zentrale Schnittstelle.
Hier greift übrigens auch die hohe Effizienz dieses Prinzips:
- Zum einen werden verschiedenste Cloud-Schnittstellen und Cloud-Protokolle angesprochen, wie sie in bereits bestehenden Cloud-Umgebungen Verwendung finden. Man kann mit dem IoT-Projekt auf diese Weise unkompliziert in Umgebungen andocken, ohne zusätzliche Infrastruktur aufbauen zu müssen: „Hey, wir nutzen schon System und Protokoll X, könnt Ihr die Daten damit an uns übermitteln?“ „Selbstverständlich!“
- Darüber hinaus können die Geräte ihre Daten ressourcen-optimiert übermitteln. Das heißt: Eine aufwendige Programmierung verschiedenster Schnittstellen ist geräteseitig nicht nötig, da dies schließlich die Middleware übernimmt. Durch die Verwendung eines enorm schlanken Übertragungsprotokolls werden die übermittelten Daten nur auf die wirklich wesentlichen Kerninformationen reduziert – ein Overhead wird vermieden. Das Gerät verbraucht somit im Rahmen der Mobilfunkübertragung besonders wenig Datenvolumen. Ein echter Vorteil im Hinblick auf Kosten und IT-Nachhaltigkeit!
Safety First!
Das Ganze läuft übrigens vollkommen sicher ab: Die Middleware besitzt eine VPN-gesicherte Direktverbindung zu den jeweiligen Mobilfunk-Providern und damit zu den eingesetzten Geräten. Wichtig an dieser Stelle: Diese Geräte können im Netzwerk auch nur die Middleware erreichen, keine anderen Server. Denkbare Szenarien wie „Man-in-the-middle“-Attacken oder das Kapern eines Gerätes, um die Daten an einen anderen Server weiterzuleiten, sind auf diese Weise so gut wie ausgeschlossen.
Wichtigste Aufgaben der Middleware
- Device Management: Ausliefern von Konfigurationen etc.
- Auslieferung neuer Firmware: Aktualisierung der Software, die auf den im Projekt integrierten und vernetzten Geräten läuft
- Bidirektionale Kommunikation mit der Cloud: Daten werden zur Cloud weitergeleitet, Befehle für die Geräte werden entgegengenommen. Die Cloud kann übrigens auch Änderungen an der Geräte-Konfiguration bei der Middleware anstoßen.
- Protocol Translation: Einheitliche Verarbeitung verschiedenster technischer Protokolle
- Integration unterschiedlicher Technologien
- Handling von Nachrichten und Befehlen der Cloud an die Geräte (Beispiel Pager F.R.E.D.: Weiterleitung von Alarmen und Ändern von Konfigurationsparametern)
- Anbindung unterschiedlichster Endpunkte über entsprechende Plug-ins
- Intelligente Datenverteilung
Ein weiterer interessanter Aspekt im Hinblick auf die Gerätekonfiguration: Die Middleware „puffert“ bzw. hält diese bei manchen Produkten zurück, wenn die Geräte gerade offline sind oder sich im Energiesparmodus befinden. Die Konfiguration wird dann ausgeliefert, wenn das Gerät wieder online geht. Ein echter Mehrwert, ohne den man viele energiesparende Geräte überhaupt nicht umkonfigurieren könnte.
Middleware – die Vorteile auf einen Blick
- Signifikante Einsparungen bei Entwicklungs- und Betriebskosten
- Hohe Übersichtlichkeit und geringe Fehleranfälligkeit des gesamten Systems
- Schnelle Integration von Cloud-Systemen über Plug-ins: einfache Übersetzung der technischen Protokolle unterschiedlicher Anwendungen und Programme
- Sichere, geschützte Datenübertragung an externe Systeme, Kunden, Lieferanten: Kein Datenverlust
- Zentrale Kontrolle aller Geräte: Verlässliches Monitoring
- Reduzierung der Belastung einzelner Systeme: deutlich höhere Gesamtperformance
- Flexibilität, Übersicht, Sicherheit
- Schnelle Integration neuer Systeme: erheblich bessere Skalierbarkeit der kompletten IT-Landschaft
- Semantische und organisatorische Interoperabilität