Haxagonales IoT

Das Internet of Things wird immer gerne mit abstrakten Netzen und viel lowpower- und lowlevel-Technik in Verbindung gebracht. Kaum jemand denkt dabei an ein klassisches, verteiltes System und die darauf aufbauenden Softwarearchitekturen. Auf der anderen Seite erfährt hexagonale Architektur und sein Domainkern in der Literatur häufig Verbindungen zu klassischen endnutzergetriebenen Unternehmensbereichen wie Onlineshops, Verwaltungsprozesse etc.
Ich zeige in diesem Talk ein Beispiel einer IoT-Plattfom, die leider unter keinem guten Stern entstanden ist. Im Anschluss nehmen wir den fachlichen Kern auseinander und ich zeige, wie wir auch rein technische Belange wie ein Temperaturmesswert im Byteformat über MQTT fachlich abgebildet bekommen und die bestehende Architektur mit hexagonaler Architektur und Domain Driven Design auf festere Füße stellen können. Dabei geben ich eine kleine Einführung in MQTT und die grundlegenden Mechanismen von IoT-Geräten und wie man sie mit der hexagonalen Architektur gut verbinden kann.

Transcript

1. Hexagonales IoT tarent solutions GmbH Moderne Architektur mit moderner Technik
2. Wer bin ich? Christian Schmidt (34) Softwareentwickler Dipl-Inf. (FH) - FH Köln Steckenpferde: • JVM • Kotlin • Scala • auch java ;-) • Domain Driven Design • Microservicearchitekturen • Cloudstuff (AWS, gcloud) Seit 2010 bei tarent Solutions in Bonn www.tarent.de
3. IoT Arten und Schnittstellen Sensoren Aktoren HUBs
4. IoT Arten und Schnittstellen Star Topologie
5. IoT Arten und Schnittstellen Mesh Topologie
6. Funkschnittstellen - LAN ESP8266 Philipps Hue OSRAM Lightify XBee Magenta Home ... ABUS Somfy Z-Uno ... 2,4 oder 5Ghz 433–6933 MBit/s TCP/IP 2,4 Ghz; 868 MHz 20 - 250 kbit/s kein IP 850 - 950 Mhz 20 - 250 kbit/s kein IP
7. Funkschnittstellen - WAN
8. Funkschnittstellen - WAN https://www.thethingsnetwork.org/community/koln/ https://www.thethingsnetwork.org/community/rhein-sieg/ LoRaWAN NbIoT 863 bis 870 MHz ~ 36 kB/s kein IP Netz 180 kHz (GSM channel) ~ 66 kbit/s im Uplink IP Netz
9. MQTT und MQTT-SN MQTT NbIoT
10. MQTT und MQTT-SN publish subscribe Topics: myhome/groundfloor/livingroom/temperature myhome/groundfloor/+/temperature myhome/groundfloor/# Publish: QS0: Fire and forget QS1: At least one QS2: Exactly once
11. Das Projekt D D D NbIoT MQTT Broker IoT Plattform Connector mqtt HTTP Fragen: Wer darf sich verbinden? Wer darf welches Topic beliefern? Welches Device sendet was? Signale zurück ans Device? Wie registrieren sich neue Devices?
12. Das Projekt D NbIoT MQTT Broker IoT Plattform Connector mqtt HTTP publish device/{IMSI}/req/ subscribe device/{IMSI}/res/ subscribe device/+/req/ publish device/{IMSI}/res/ POST /devices/{ID}/measurement
13. Das Projekt MQTT Broker IoT Plattform Connector DB User API zentrale DB Admin API ACL Plugin Manuelles anlegen von Geräten Devicemapping Anlage von Useraccounts in der IoT Plattform
14. Das Projekt MQTT Broker IoT Plattform Connector DB User API Admin API
15. Nachteile MQTT Broker IoT Plattform Connector User API Nicht abwärtskompatibel Admin API braucht lediglich IMSI geteiltes Datenmodell wild gewachsene Struktur paralleler Zugriff auf DB und Plattform DB
16. Fachliche Schnitte Geräte- registrierung ACL Überprüfung Signalver- arbeitung Nutzer- verwaltung IMSI registrieren Nutzer anlegen Gerät anlegen Signal empfangen
17. Refactoring MQTT Broker IoT Plattform Connector DB User API Admin API port: IMSI information port: create new admin • IMSI • DeviceID • MQTT Username/Password • ...
18. Refactoring MQTT Broker IoT Plattform Connector DB User API Admin API port: IMSI information
19. Refactoring MQTT Broker IoT Plattform Connector Admin API Device Management C C • IMSI • Username/Password • IMSI • DeviceID
20. Ein Blick tiefer MQTT sub add Measurement load Device Measurem Device event IoT Plattform C Device Management handle Measurement Service IMSI Device-ID
21. Zum nachlesen • https://www.conrad.de/de/ratgeber/technik-einfach-erklaert/zigbee-standard.html • https://zigbeealliance.org/ • https://media.ccc.de/v/froscon2019-2451-the_things_network_lorawan_und_was_sich_in_den_letzten_j ahren_getan_hat • https://mqtt.org/ • https://docs.oasis-open.org/mqtt/mqtt/v5.0/mqtt-v5.0.pdf • https://mosquitto.org/ • http://www.emqtt.io/ • https://www.hivemq.com/
22. Vielen Dank! tarent solutions GmbH Rochusstraße 2-4 53123 Bonn Telefon: 0228 54881-0 Telefax: 0228 54881-235 academy@tarent.de www.tarent.de/academy Christian Schmidt Softwareentwickler c.schmidt@tarent.de @chris__schmidt github.com/DarkToast