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Tobias Nebel - Herausforderungen und Changen in Full-Stack-IoT-Projekten

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Vortrag von Tobias Nebel im Rahmen des Dev Day Online 2020 zum Thema Full-Stack IoT-Projekte und deren Besonderheiten und Herausforderungen.

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Tobias Nebel - Herausforderungen und Changen in Full-Stack-IoT-Projekten

  1. 1. Herausforderungen und Chancen der technischen Komplexität in Full-Stack IoT Projekten 23.06.2020 TobiasNebel
  2. 2. 2- internal - Viertes IoT Hardware Community Meeting am 05.12.2016, A. Clauß INHALT Was euch jetzt erwartet
  3. 3. 3- internal - Viertes IoT Hardware Community Meeting am 05.12.2016, A. Clauß IoT ProjektE …gibt's doch schon immer.
  4. 4. 4- internal - Viertes IoT Hardware Community Meeting am 05.12.2016, A. Clauß IoT Projekte & Full Stack Begriffsklärung
  5. 5. IoT ProjektE & Full Stack :: Begriffsklärung 5 Full-Stack Datenbank / MQ RDBMS MySQL Postgres MQs Kafka Redis Backend Sprachen Java Go Python Frameworks Spring RoR Django Frontend Sprachen JavaScript HTML CSS Frameworks Angular React Vue
  6. 6. IoT ProjektE & Full Stack :: Begriffsklärung 6 Full-Stack Datenbank / MQ RDBMS MySQL Postgres MQs Kafka Redis Backend Sprachen Java Go Python Frameworks Spring RoR Django Frontend Sprachen JavaScript HTML CSS Frameworks Angular React Vue DevOps Infrastruktur nginx Azure CI Virtualisierung Jenkins Docker
  7. 7. IoT ProjektE & Full Stack :: Begriffsklärung 7 Full-Stack Datenbank / MQ RDBMS MySQL Postgres MQs Kafka Redis Backend Sprachen Java Go Python Frameworks Spring RoR Django Frontend Sprachen JavaScript HTML CSS Frameworks Angular React Vue DevOps Infrastruktur nginx Azure CI Virtualisierung Jenkins Docker App Plattformen Android IOS Technologien Xamarin PWA
  8. 8. IoT ProjektE & Full Stack :: Begriffsklärung 8 Full-Stack Datenbank / MQ RDBMS MySQL Postgres MQs Kafka Redis Backend Sprachen Java Go Python Frameworks Spring RoR Django Frontend Sprachen JavaScript HTML CSS Frameworks Angular React Vue DevOps Infrastruktur nginx Azure CI Virtualisierung Jenkins Docker App Plattformen Android IOS Technologien Xamarin PWA IoT Platform Appliance Platform C8Y / CoT ThingWorx Kapua mainflux Services AWS IoT Azure IoT Hub
  9. 9. IoT ProjektE & Full Stack :: Begriffsklärung 9 Full-Stack Datenbank / MQ RDBMS MySQL Postgres MQs Kafka Redis Backend Sprachen Java Go Python Frameworks Spring RoR Django Frontend Sprachen JavaScript HTML CSS Frameworks Angular React Vue DevOps Infrastruktur nginx Azure CI Virtualisierung Jenkins Docker App Plattformen Android IOS Technologien Xamarin PWA Geräteebene Embedded Automati- sierung RFC 1006 OPC-UA C/C++ RTOS Protokolle Modbus MQTT IoT Platform Appliance Platform C8Y / CoT ThingWorx Kapua mainflux Services AWS IoT Azure IoT Hub
  10. 10. IoT ProjektE & Full Stack :: Begriffsklärung 10 Full-Stack Datenbank / MQ RDBMS MySQL Postgres MQs Kafka Redis Backend Sprachen Java Go Python Frameworks Spring RoR Django Frontend Sprachen JavaScript HTML CSS Frameworks Angular React Vue DevOps Infrastruktur nginx Azure CI Virtualisierung Jenkins Docker App Plattformen Android IOS Technologien Xamarin PWA Geräteebene Embedded Automati- sierung RFC 1006 OPC-UA C/C++ RTOS Protokolle Modbus MQTT IoT Platform Appliance Platform C8Y / CoT ThingWorx Kapua mainflux Services AWS IoT Azure IoT Hub
  11. 11. 11- internal - Viertes IoT Hardware Community Meeting am 05.12.2016, A. Clauß Komplexität:: Architektur Ein Beispiel
  12. 12. Komplexität :: ARCHITEKTUR - ein Beispiel 1208.07.2020 Asset
  13. 13. Komplexität :: ARCHITEKTUR - ein Beispiel 1308.07.2020 Asset IoT Gateway
  14. 14. Komplexität :: ARCHITEKTUR - ein Beispiel 1408.07.2020 Asset IoT Gateway IoT Platform
  15. 15. Komplexität :: ARCHITEKTUR - ein Beispiel 1508.07.2020 Asset IoT Gateway IoT Platform Asset IoT Device
  16. 16. Komplexität :: ARCHITEKTUR - ein Beispiel 1608.07.2020 Asset IoT Gateway IoT Platform Backend Asset IoT Device
  17. 17. Komplexität :: ARCHITEKTUR - ein Beispiel 1708.07.2020 Asset Nutzer Service Kunden IoT Gateway IoT Platform Frontend / App Backend Asset IoT Device
  18. 18. Komplexität :: ARCHITEKTUR - ein Beispiel 1808.07.2020 Asset Nutzer Service Kunden IoT Gateway IoT Platform Frontend / App Backend Asset SIM Management IoT Device
  19. 19. Komplexität :: ARCHITEKTUR - ein Beispiel 1908.07.2020 Asset Nutzer Service Kunden IoT Gateway IoT Platform Frontend / App Backend Asset Logging, Reporting & Export SIM Management IoT Device
  20. 20. Komplexität :: ARCHITEKTUR - ein Beispiel 2008.07.2020 Asset Nutzer Service Kunden IoT Gateway IoT Platform Frontend / App Backend Asset Logging, Reporting & Export SIM Management IoT Device ERP/ CRM / …
  21. 21. Komplexität :: ARCHITEKTUR - ein Beispiel 2108.07.2020 Asset Nutzer Service Kunden IoT Gateway IoT Platform Frontend / App Backend Asset Simulatoren 01010 11110 00101 01010 11110 00101 01010 11110 00101 Logging, Reporting & Export SIM Management IoT Device ERP/ CRM / … Agent
  22. 22. Komplexität :: ARCHITEKTUR - ein Beispiel 2208.07.2020 Asset Nutzer Service Kunden IoT Gateway IoT Platform Frontend / App Backend Asset Simulatoren 01010 11110 00101 01010 11110 00101 01010 11110 00101 Logging, Reporting & Export SIM Management IoT Device ERP/ CRM / … Agent UserInterface Backend& IntegrationPlatformGeräteEbene
  23. 23. Komplexität :: ARCHITEKTUR - ein Beispiel 2308.07.2020 Asset Nutzer Service Kunden IoT Gateway IoT Platform Frontend / App Backend Asset Simulatoren 01010 11110 00101 01010 11110 00101 01010 11110 00101 Logging, Reporting & Export SIM Management IoT Device ERP/ CRM / … Agent UserInterface Backend& IntegrationPlatformGeräteEbene ContinuousIntegration
  24. 24. Komplexität :: ARCHITEKTUR - ein Beispiel 2408.07.2020 Asset Nutzer Service Kunden IoT Gateway IoT Platform Frontend / App Backend Asset Simulatoren 01010 11110 00101 01010 11110 00101 01010 11110 00101 Logging, Reporting & Export SIM Management IoT Device ERP/ CRM / … Agent UserInterface Backend& IntegrationPlatformGeräteEbene ContinuousIntegration
  25. 25. Komplexität :: ARCHITEKTUR - ein Beispiel 2508.07.2020 Asset Nutzer Service Kunden IoT Gateway IoT Platform Frontend / App Backend Asset Simulatoren 01010 11110 00101 01010 11110 00101 01010 11110 00101 Logging, Reporting & Export SIM Management IoT Device ERP/ CRM / … Agent UserInterface Backend& IntegrationPlatformGeräteEbene ContinuousIntegration CEP
  26. 26. 26 ANGST !
  27. 27. Komplexität :: ARCHITEKTUR - ein Beispiel 2708.07.2020 Asset Nutzer Service Kunden IoT Gateway IoT Platform Frontend / App Backend Asset Simulatoren 01010 11110 00101 01010 11110 00101 01010 11110 00101 Logging, Reporting & Export SIM Management IoT Device ERP/ CRM / … Agent UserInterface Backend& IntegrationPlatformGeräteEbene ContinuousIntegration CEP
  28. 28. Komplexität :: ARCHITEKTUR - ein Beispiel 2808.07.2020 Asset Nutzer Service Kunden IoT Gateway IoT Platform Frontend / App Backend Asset Simulatoren 01010 11110 00101 01010 11110 00101 01010 11110 00101 Logging, Reporting & Export SIM Management IoT Device ERP/ CRM / … Agent UserInterface Backend& IntegrationPlatformGeräteEbene ContinuousIntegration CEP
  29. 29. Komplexität :: ARCHITEKTUR - ein Beispiel 2908.07.2020 Asset Nutzer Service Kunden IoT Gateway IoT Platform Frontend / App Backend Asset Simulatoren 01010 11110 00101 01010 11110 00101 01010 11110 00101 Logging, Reporting & Export SIM Management IoT Device ERP/ CRM / … Agent UserInterface Backend& IntegrationPlatformGeräteEbene ContinuousIntegration CEP
  30. 30. ARCHITEKTUR :: IoT Device 30 IoT Device externeSchnittst. IO Controller MainController FlashSpeicher Modem
  31. 31. 31- internal - Viertes IoT Hardware Community Meeting am 05.12.2016, A. Clauß Komplexität:: Anwendungsfälle Basisfunktionen & Individuelle Fachlichkeit
  32. 32. UseCases Komplexität 32 Benutzer, Rollen- & Rechte Device Management SIM Management Connection Failover Fern- konfiguration Fehler- übertragung Geräte- provisionierung Analytics Predictions Statistics Geräte- status Zugriffs- verwaltung ERP Integration Status Notifications Life Cycle Management Technische BASISfunktion inDividuelle Fachlichkeit Firmware Updates
  33. 33. UseCases Komplexität 33 Firmware Updates Benutzer, Rollen- & Rechte Device Management SIM Management Connection Failover Fern- konfiguration Fehler- übertragung Geräte- provisionierung Analytics Predictions Statistics Geräte- status Zugriffs- verwaltung ERP Integration Status Notifications Life Cycle Management Technische BASISfunktion inDividuelle Fachlichkeit
  34. 34. 34- internal - Viertes IoT Hardware Community Meeting am 05.12.2016, A. Clauß Komplexität:: Operations Wo geht's denn schief?
  35. 35. Komplexität :: Incidentanalyse 3508.07.2020 Asset Nutzer Service Kunden IoT Gateway IoT Platform Frontend / App Backend Asset Simulatoren 01010 11110 00101 01010 11110 00101 01010 11110 00101 Logging, Reporting & Export SIM Management IoT Device ERP/ CRM / … Agent
  36. 36. Komplexität :: Incident analyse 3608.07.2020 Asset Nutzer Service Kunden IoT Gateway IoT Platform Frontend / App Backend Asset Simulatoren 01010 11110 00101 01010 11110 00101 01010 11110 00101 Logging, Reporting & Export SIM Management IoT Device ERP/ CRM / … Agent
  37. 37. Komplexität :: Incident analyse 3708.07.2020 Asset Nutzer Service Kunden IoT Gateway IoT Platform Frontend / App Backend Asset Simulatoren 01010 11110 00101 01010 11110 00101 01010 11110 00101 Logging, Reporting & Export SIM Management IoT Device ERP/ CRM / … Agent
  38. 38. 38
  39. 39. 39
  40. 40. Herausforderung 40- internal - Viertes IoT Hardware Community Meeting am 05.12.2016, A. Clauß Jedes Projekt ist anders … aber doch irgendwo vergleichbar
  41. 41. Herausforderungen 41 Komplexität Jedes Projekt ist anders … aber doch irgendwo vergleichbar
  42. 42. HeraUsforderungen 42 • Neue Technologiecluster im Stack • Use Cases erstrecken sich oft über die gesamte Kette → Erhöhte Komplexität der Gesamtarchitektur • Erhöhte Schwierigkeit,Gesamtüberblick mit allen Details einzelner Systemkomponenten zu behalten Jedes Projekt ist anders … aber doch irgendwo vergleichbar
  43. 43. Herausforderungen 43 Neue Technologien Jedes Projekt ist anders … aber doch irgendwo vergleichbar
  44. 44. HeraUsforderungen 44 • Unbekannte physische Geräteschnittstellentechnologien (OSIL1 & L2) • "Berührungsängste" • "zu weit weg" Jedes Projekt ist anders … aber doch irgendwo vergleichbar
  45. 45. HeraUsforderungen 45 • Schnittstellen an Geräte ( ≥ OSI L3 ) • Proprietär • Umfangreich • Technische & Fachliche Individualität • Teilsgering standardisiert Jedes Projekt ist anders … aber doch irgendwo vergleichbar
  46. 46. HeraUsforderungen 46 • IoT Platformen • Inhalte und Funktionenscheinen undurchsichtig • Fachliche Individualität • Hypetech ? Jedes Projekt ist anders … aber doch irgendwo vergleichbar
  47. 47. HeraUsforderungen 47 Jedes Projekt ist anders … aber doch irgendwo vergleichbar Wo ist dennda der Unterschiedzuunseren bisherigenProjekten? Herausforderungen • Komplexität • Technologien
  48. 48. Chancen 48- internal - Viertes IoT Hardware Community Meeting am 05.12.2016, A. Clauß Wettbewerber werden diesen einfachen Trick hassen (Click here for more)
  49. 49. IoT ProjektE & Full Stack :: CHancen 49 Full-Stack Datenbank / MQ RDBMS MySQL Postgres MQs Kafka Redis Backend Sprachen Java Go Python Frameworks Spring RoR Django Frontend Sprachen JavaScript HTML CSS Frameworks Angular React Vue DevOps Infrastruktur nginx Azure CI Virtualisierung Jenkins Docker App Plattformen Android IOS Technologien Xamarin PWA Geräteebene Embedded Automati- sierung RFC 1006 OPC-UA C/C++ RTOS Protokolle Modbus MQTT IoT Platform Appliance Platform C8Y / CoT ThingWorx Kapua mainflux Services AWS IoT Azure IoT Hub
  50. 50. IoT ProjektE & Full Stack :: CHancen 50 Geräteebene Embedded Automati- sierung SPS OPC-UA C/C++ RTOS Protokolle Modbus MQTT IoT Platform Appliance Platform C8Y / CoT ThingWorx Kapua mainflux Services AWS IoT Azure IoT Hub
  51. 51. Chancen 51 Erkenntnis#1 • Ökosystem der "neuen" Technologiecluster ist etabliert, keine grüne Wiese! • Standardisierte Hardware • Etablierte Libs / Frameworks wie in "bisherigen" Technologieclustern auch! • Funktionierende IDEs Chance → Vorteil!
  52. 52. Chancen 52 Erkenntnis#2 • Hoher Wiedererkennungswert bei IoT-Platform Spezifika • Digital Twin • Events • Kommandos • Konfiguration Chance → Vorteil!
  53. 53. Chancen 53 Erkenntnis#3 • Interessierte Entwickler haben bereitsprivat Erfahrungen • Arduino • ESP (8266/32) • Raspi Chance → Vorteil!
  54. 54. Chancen 54 Was bringt uns das ? Chance → Vorteil!
  55. 55. Chancen 55 • Alles aus einer Hand: • Geringe Abhängigkeit von Dienstleistern / Dritten • Schnelligkeit(Angebotsphase & Umsetzung) • KürzereDienstwege bei Abstimmung • Höhere Agilität • Wertschöpfung In-House Chance → Vorteil!
  56. 56. Chancen 56 • Alles aus einer Hand: • GezieltereAnalysen bei Incidents • "Ganzheitliche" Bugfixes,keine Workarounds Chance → Vorteil!
  57. 57. Chancen 57 WETTBEWERBSVORTEIL! Chance → Vorteil!
  58. 58. TIPS 58- internal - Viertes IoT Hardware Community Meeting am 05.12.2016, A. Clauß …aus dem Nähkästchen
  59. 59. TIPS 59 Keine Berührungsängste
  60. 60. TIPS 60 • Teilen der Architektur in grobe Verantwortungsbereiche • z.B. Geräteebene – Backend – Frontend → Architekturaufgabenverteilen (solltet ihr sowieso tun!)
  61. 61. TIPS 61 Interessen NUTZEN
  62. 62. TIPS 62 Recherchenach & Nutzung von vorhandener Technologie
  63. 63. TIPS 63 Wissensverteilung
  64. 64. Wissensverteilung :: TechnologieCluster 64 Fachlichkeit
  65. 65. Wissensverteilung :: TechnologieCluster 65 Geräteebene IoT Platform DB Backend Frontend Build Build Build Fachlichkeit App DevOps
  66. 66. Wissensverteilung :: TechnologieCluster 66 Geräteebene IoT Platform DB Backend Frontend Build Build Build Fachlichkeit App DevOps
  67. 67. Wissensverteilung :: TechnologieCluster 67 Geräteebene IoT Platform DB Backend Frontend Build Build Build Fachlichkeit App DevOps
  68. 68. Wissensverteilung :: TechnologieCluster 68 Geräteebene IoT Platform DB Backend Frontend Build Build Build Fachlichkeit Entwickler1 Entwickler2 Entwickler3 App DevOps Entwickler4 Entwickler5
  69. 69. Wissensverteilung :: TechnologieCluster 69 Geräteebene IoT Platform DB Backend Frontend Build Build Build Fachlichkeit Entwickler1 Entwickler2 Entwickler3 App DevOps Entwickler4 Entwickler5
  70. 70. TIPS 70 SIMULATOREN
  71. 71. TIPS 71 ANALYSETOOLS
  72. 72. Ihr gegen Murphy 72- internal - Viertes IoT Hardware Community Meeting am 05.12.2016, A. Clauß …wissen, was schiefgehen könnte
  73. 73. Ihr gegen Murphy 73 • IoT Platform gesetzt + fehlende Features • Datenverbrauch • "Brick" von Devices • …
  74. 74. Vielen Dank! Tobias Nebel Softwarearchitektur&Softwareentwicklung PF Digital TwinSolutions T-Systems Multimedia Solutions E-Mail: tobias.nebel@t-systems.com

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