{"id":15828,"date":"2018-12-11T12:48:11","date_gmt":"2018-12-11T11:48:11","guid":{"rendered":"https:\/\/www.thomas-krenn.com\/de\/tkmag\/?p=15828"},"modified":"2023-03-01T13:20:09","modified_gmt":"2023-03-01T12:20:09","slug":"iiot-server-anforderungen","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.thomas-krenn.com\/de\/tkmag\/expertentipps\/iiot-server-anforderungen\/","title":{"rendered":"IIoT: Anforderungen an Server"},"content":{"rendered":"<p><strong>Beim Industrial Internet of Things (IIoT) unterscheiden sich die Server-Anforderungen von der klassischen IT betr\u00e4chtlich. Der folgende Artikel zeigt, was es bei der Planung von IIoT-Systemen hardwareseitig zu beachten gilt.<br \/>\n<\/strong><\/p>\n<p>Das <strong>Industrial Internet of Things (IIoT<\/strong>) \u2013 die &#8222;vierte industrielle Revolution&#8220; \u2013 vernetzt Maschinen, macht sie intelligenter und f\u00fchrt so zu sprunghaften Produktivit\u00e4tssteigerungen. Grunds\u00e4tzlich ist das <strong>IIoT ein Netzwerk von Ger\u00e4ten und Maschinen<\/strong>, die durch Kommunikationstechnologien verbunden sind. Dabei stellt sich die Frage, welchen Anforderungen Server im Industrial Internet of Things gerecht werden m\u00fcssen.<\/p>\n<p>Das IIoT verbindet dabei zwei Welten: Die klassische Welt der industriellen Produktion mit ihren Steuerungsanlagen und Prozessrechnern und die Welt der IT \u2013 also Client-Server-Computing, Virtualisierung und Internet- und Cloud-Technologie. Dies f\u00fchrt zu Systemen, die wertvolle neue Erkenntnisse sammeln und sie gleichzeitig \u00fcberwachen, analysieren und austauschen. Dadurch sind in Industrieunternehmen schnellere und intelligentere Gesch\u00e4ftsentscheidungen m\u00f6glich.<\/p>\n<h2><strong>IIoT-Anforderungen an Server-Hardware:<\/strong><\/h2>\n<ul>\n<li>Datenerfassung, -Verarbeitung und -Speicherung<\/li>\n<li>Konnektivit\u00e4t<\/li>\n<li>Stromversorgung<\/li>\n<li>IT-Sicherheit<\/li>\n<li>Physische Sicherheit<\/li>\n<li>Verf\u00fcgbarkeit<\/li>\n<\/ul>\n<h2><strong>Anforderungen an die Datenerfassung, -Verarbeitung und -Speicherung<\/strong><\/h2>\n<p>In einer Branche, in der die Anzahl der angeschlossenen Maschinen steigt, <strong>steigt<\/strong> auch <strong>die Menge der Betriebsdaten<\/strong>, die online gehen und analysiert und gespeichert werden m\u00fcssen. Typischerweise sammeln IIoT-Ger\u00e4te <strong>durch Sensoren<\/strong> die Informationen aus der physikalischen Welt und wirken durch Aktoren auf sie zur\u00fcck. Die Anzahl der angeschlossenen Sensoren, die Geschwindigkeit, mit der die Daten erzeugt werden, und die Aufl\u00f6sung der erzeugten Daten definieren das zu verarbeitende Datenvolumen. Dies wirkt sich auch auf die Anforderungen an die Datenspeicherung und Datenverarbeitung aus.<\/p>\n<p>Die auf einer Maschine gespeicherte Datenmenge h\u00e4ngt weitgehend davon ab, wie oft sich die Maschine oder der Endpunkt verbindet, um die Daten an die nachgelagerten Prozesse zu \u00fcbertragen. Eine Maschine, die ein geringes Volumen an Rohdaten erzeugt, ben\u00f6tigt weniger Speicherplatz und Strom f\u00fcr die Datenverarbeitung als eine Maschine, die sto\u00dfweise innerhalb kurzer Zeit gro\u00dfe Datenmengen erzeugt. All dies <strong>erfordert Prozessor- und Speicherplatz<\/strong>.<\/p>\n<p>Wo die Verarbeitung der Daten letztlich stattfindet, h\u00e4ngt stark vom Einsatzzweck ab. Einer der wichtigsten ist <strong>Predictive Maintenance<\/strong>. Dabei werden Sensordaten dazu verwendet, um vorauszusagen, <strong>wann ein Ausfall von Teilen der Produktionskette droht<\/strong>. Hier ist es sinnvoll, die n\u00f6tige Rechenleistung f\u00fcr die Algorithmen ebenfalls produktionsnah vorzuhalten, was unter Umst\u00e4nden sehr leistungsf\u00e4hige Server erfordert.<\/p>\n<h2><strong>Konnektivit\u00e4t<\/strong><\/h2>\n<p>Die <strong>Konnektivit\u00e4tsanforderungen<\/strong> an das Netzwerk beinhalten, wie weit das Signal \u00fcbertragen werden muss und wie hoch die projizierte Rate und das Volumen der zu \u00fcbertragenden Daten ist. Um die typischen Anforderungen an <strong>massiven Einsatz, h\u00f6chste Zuverl\u00e4ssigkeit und geringe Latenzzeiten<\/strong> zu erf\u00fcllen, sind Industrial Ethernet, Industrial WLAN, IPv6, Mobile Broadband (LTE, NB-1oT5G), MultiFire etc. erforderlich. Die Serverhardware kann \u00fcber eine integrierte drahtlose Kommunikation verf\u00fcgen oder diese Funktionalit\u00e4t muss mit einem Modul oder einer Karte erg\u00e4nzt werden. Je nach Einsatzort k\u00f6nnen zus\u00e4tzlich Verst\u00e4rker und HF-Abschirmungen erforderlich sein.<\/p>\n<h2><strong>Stromversorgung<\/strong><\/h2>\n<p>Alle IIoT-Endpunkte m\u00fcssen mit Strom versorgt werden, damit sie funktionieren. Wenn bei <strong>portablen Ger\u00e4ten<\/strong> kein Anschluss ans Stromnetz m\u00f6glich ist oder ein Netzteil zu gro\u00df w\u00e4re, kann die <strong>Stromversorgung mit Akkus, Superkondensatoren<\/strong> oder bei sehr geringem Stromverbrauch auch mit <strong>Energy Harvesting<\/strong> sichergestellt werden. Nur sehr optimistische Systemarchitekten gehen davon aus, dass die IIoT-Devices die Daten direkt in die Public Cloud laden, wo sie weiterverarbeitet werden. In der Regel muss man also <strong>auch lokale Server mit Strom<\/strong> <strong>versorgen<\/strong>. Auch hier kann es n\u00f6tig sein, mit Akkus zu arbeiten oder L\u00f6sungen zu entwickeln, die von den typischen Ans\u00e4tzen im Serverraum abweichen. Je stromsparender ein Server ist, um so einfacher findet sich auch unter schwierigen Verh\u00e4ltnissen eine zuverl\u00e4ssige L\u00f6sung f\u00fcr die Energieversorgung.<\/p>\n<h2><strong>IT-Sicherheit<\/strong><\/h2>\n<p>Sicherheit ist innerhalb der IIoT-Umgebung sehr wichtig und muss in jeder Phase der Entwicklung und des Designs ber\u00fccksichtigt werden. IIoT-Systeme bilden im Vergleich zu herk\u00f6mmlichen IT-Systemen <strong>riesige Netzwerke<\/strong>. Sie m\u00fcssen sie miteinander und auch mit dem Unternehmen kommunizieren, meist \u00fcber eine <strong>gro\u00dfe Entfernung<\/strong>. Daher muss man <strong>das System, die Kommunikation und die Daten sichern<\/strong>. Die H\u00e4rtung des Netzwerks ist wichtig. Au\u00dferdem werden gen\u00fcgend Hauptspeicher und Leistung ben\u00f6tigt, um Daten mit der Geschwindigkeit zu verschl\u00fcsseln und zu entschl\u00fcsseln, mit der sie gesendet und empfangen werden.<\/p>\n<p><strong>IIoT ist ohne Cloud<\/strong> oder zumindest Cloud-f\u00e4hige Infrastruktur <strong>nicht denkbar<\/strong>. Aber bei erfolgreichen Angriffen auf die Cloud-Provider werden bei IIoT gesch\u00e4ftskritische Informationen zum \u00f6ffentlichen Wissen. Und dar\u00fcber hinaus erlauben es Sicherheitsl\u00fccken unter Umst\u00e4nden sogar, die Produktion direkt lahmzulegen. Die Architektur von IIoT-Systemen sollte also <strong>nur eine lose Cloud-Kopplung<\/strong> vorsehen und es erlauben, <strong>auch ohne Zugang in die Public Cloud zu funktionieren<\/strong>. Aus diesem Grund werden also <strong>vor Ort weiterhin Server ben\u00f6tigt<\/strong>.<\/p>\n<h2><strong>Physische Sicherheit<\/strong><\/h2>\n<p>Da sich diese in der Regel au\u00dferhalb der gesch\u00fctzten RZ-Umgebung befindet, sind auch Aspekte der physischen Sicherheit zu ber\u00fccksichtigen. <strong>Physischer Zugriffsschutz, Brandschutz und Schutz vor Wassersch\u00e4den<\/strong> sind dabei die offensichtlichen Punkte. Je nach Umgebung k\u00f6nnen aber auch &#8222;exotischere&#8220; Schutzziele wie Explosionsschutz oder S\u00e4ureschutz hinzukommen. Je nach Anforderung sind als <strong>spezielle Chassis-Arten erforderlich<\/strong>. Eine Alternative besteht darin, <strong>Mikrorechenzentren<\/strong> f\u00fcr mehrere Server einzurichten, die entsprechende Schutz-Zertifikate bieten. Thomas-Krenn hat beispielsweise zwei dieser <a href=\"https:\/\/www.thomas-krenn.com\/de\/produkte\/einsatzzweck\/edge-computing.html\" target=\"_blank\" rel=\"noopener noreferrer\"><strong>Compact Datacenter<\/strong><\/a> im Angebot, die die IT wirksam <strong>vor \u00e4u\u00dferen Einfl\u00fcssen sch\u00fctzen<\/strong> und f\u00fcr die n\u00f6tige <strong>Klimatisierung und K\u00fchlung der Server<\/strong> sorgen.<\/p>\n<h2><strong>Verf\u00fcgbarkeit<\/strong><\/h2>\n<p>Bei einer <strong>Hochverf\u00fcgbarkeits<\/strong>-Anforderung ben\u00f6tigen Sie in der Regel <strong>mindestens zwei Server<\/strong>, so dass, wenn einer ausf\u00e4llt, der andere Server die Datenerfassung \u00fcbernimmt und es nur zu einem geringen oder gar keinem Datenverlust kommt. Abgesehen davon sollten die <strong>Server mit redundanter Stromversorgung<\/strong> und gegebenenfalls auch <strong>Hot-Swap-f\u00e4higen, redundantem Storage<\/strong> konfiguriert sein. Dies ist wichtig, um sicherzustellen, dass ein einfacher Festplattenausfall oder Ausfall der Stromversorgung nicht dazu f\u00fchren, dass die gesteuerte Maschine komplett ausf\u00e4llt und damit unter Umst\u00e4nden die gesamte Produktionskette lahmlegt.<\/p>\n<h2><strong>Individualit\u00e4t ist Trumpf<\/strong><\/h2>\n<p>All diese Anforderungen zeigen, dass IIoT auch bei der Server-Ausstattung mehr verlangt als Hardware, die f\u00fcr Rechenzentren oder Serverr\u00e4ume konzipiert wurde. Es ist also darauf zu achten, dass der Server-Hersteller \u00fcber ausreichend <strong>Erfahrung und Kompetenzen im IIoT-Bereich<\/strong> verf\u00fcgt. Hardware-Hersteller sollten deshalb <strong>fr\u00fchzeitig in die Planungsphase<\/strong> der IIoT-Infrastruktur einbezogen werden.<\/p>\n<p>&nbsp;<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Beim Industrial Internet of Things (IIoT) unterscheiden sich die Server-Anforderungen von der klassischen IT betr\u00e4chtlich. 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