Schwarmintelligenz für IoT-Testing

Die Evolution macht keinen Halt, auch nicht in der IT-Welt. Eines der Phänomene, das zunehmend in den Fokus rückt, ist das der Schwarmintelligenz. Ob Gesetze und Umsetzungen der Physik, der Aerodynamik oder der Arzneimittelkunde. Überall wird verstärkt die Natur observiert und wo möglich deren Millionen Jahre alten Erfahrung adaptiert.

Nichts anderes ist die Schwarmintelligenz, auch unter dem Begriff Kollektive Intelligenz oder Gruppenintelligenz bekannt. Sie ist das Phänomen, bei dem Gruppen von Individuen durch Zusammenarbeit intelligente Entscheidungen treffen können. Eine Variante ist durch die Crowd-Bewegung entstanden. Ob Crowdtesting oder Crowdfunding. Immer geht es darum, durch Lastverteilung, die Dynamik, sprich time-to market, zu beschleunigen und/oder Risiken zu minimieren.

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Eine weitere Ausprägung findet sich nun in einer IoT-Testplattform für Unternehmen. Der Name könnte kaum passender gewählt sein: Swarm. Das Besondere daran: Manpower wird durch Simulationen ersetzt, also quasi der Sprung von der physikalischen in die virtuelle Welt.
 

Aufbau der Plattform

Basis des Ganzen ist HiveMQ, eine MQTT-Plattform für die Vernetzung von Maschinen, Geräten und Applikationen im IoT-Bereich. Auf Basis des IoT-Standard-Kommunikationsprotokolls MQTT, ermöglicht der HiveMQ Broker eine absolut sichere und jederzeit hochverfügbare Datenübertragung zwischen vernetzten Geräten und der Cloud. Einzigartig sind dabei sowohl die Hochverfügbarkeitsgarantie, als auch die hohe Skalierbarkeit in Millionenhöhe.

Das Swarm-Modul ist nun eine Lösung mit der Unternehmen aller Größenordnungen umfangreiche IoT-Netzwerke zuverlässig simulieren und testen können. HiveMQ Swarm ermöglicht es so, nicht nur die Skalierbarkeit und Performance von IoT-Implementierungen ganz einfach zu testen, sondern zudem die Qualität und Zuverlässigkeit ihrer Systeme deutlich erhöhen. Damit können Großkonzerne und Unternehmen zudem erstmals Prognosen zu Kapazitäten, Infrastruktur und Finanzkosten erstellen, bevor sie ihr IoT-System in Betrieb nehmen.
 

Swarm distributed platform HiveMQ 1000

Architektur der IoT-Testplattform. Bildquelle: HiveMQ

 

Warum ist das wichtig? Weil sowohl die Größe als auch die Anwendungsbereiche von IoT-Lösungen rasant wachsen. Anwender wollen die Validierung ihrer Systeme prüfen, bevor sie live beziehungsweise in Produktion gehen. Swarm erfüllt diese Anforderungen perfekt. IoT-Lösungen werden von immer mehr Unternehmen verschiedener Branchen wie der Fertigung, der Logistik, dem Gesundheitswesen oder der Automobilbranche eingesetzt. Laut einer aktuellen Studie von Business Insider führt dies dazu, dass der IoT-Markt bis 2027 jährlich um über 2,4
Milliarden US-Dollar wachsen wird. IoT-Systeme zu testen, bevor sie produktiv gehen, ist jedoch extrem schwierig. Das Verhalten und Zusammenspiel der verschiedenen IoT-Geräte in einer Produktionsumgebung nachzubilden, funktioniert oft nur unzuverlässig, insbesondere da einzelne IoT-Geräte mitunter verschiedene komplexe Verhaltensmuster aufweisen
können.

Last- und Stresstests unvermeidbar

Zum Beispiel verhalten sich autonome Fahrzeuge im Ruhezustand ganz anders, als wenn sie auf einer Autobahn oder auch nur in der Fabrikhalle auf ein unerwartetes Ereignis treffen. Trotz dieser Herausforderungen sind Last- und Stresstests unvermeidbar, da die Behebung von IoT-Produktionsfehlern im laufenden Betrieb extrem kostspielig ist. Ganz zu schweigen davon, dass solche Fehler potenziell katastrophale Folgen für das System selbst haben können. Sprich, die Bestimmung der Belastbarkeit eines Systems ist eine unternehmenskritische Aufgabe. System-Resilienz wird oft auf Grund von Hochrechnungen und Schätzungen errechnet, basierend auf veralteten Tools und Protokollen, die nicht zweckdienlich sind“, so James Governor, Analyst und Mitbegründer von RedMonk, einem führenden US-amerikanischen Analystenhaus mit Schwerpunkt auf Softwareentwicklung. HiveMQ Swarm hingegen ist speziell auf umfangreiche moderne IoT-Anwendungsfälle und Protokolle ausgelegt.

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Weltweit können Millionen unterschiedlicher Devices einem Last- und Stresstest unterzogen werden. Bildquelle: HiveMQ

 

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Neue Testszenarien

Swarm wurde entwickelt, um die Herausforderungen beim Testen heutiger großangelegter IoT-Implementierungen zu meistern. Als verteilte Plattform ist sie in der Lage, Hunderte von Millionen einzelner Netzwerkverbindungen zu erstellen. Diese simulieren Geräte, Nachrichten und MQTT-Topics (eine Form der Adressierung, mit der MQTT-Clients Informationen austauschen) und entwickeln wiederverwendbare Szenarien, die das Verhalten von Geräten nachbilden.

Die Software bietet einen benutzerdefinierten Datengenerator, mit dem sich komplexe Anwendungsfälle für Tests erstellen lassen. Darüber hinaus ist die Software so konzipiert, dass sie sich nahtlos in die Cloud-Infrastruktur von Unternehmen integrieren lässt, einschließlich öffentlicher Clouds (etwa AWS, Azure, GCP) und Kubernetes-basierter Systeme. Das Swarm-Modul ist infrastrukturmäßig betrachtet eine ergänzende Erweiterung für HiveMQ MQTT – eine MQTT-Broker-Messaging-Plattform für schnelle, effiziente und zuverlässige Daten-Übertragung zwischen miteinander verbundenen IoT-Geräten. Sie nutzt das MQTT-Protokoll für eine sofortige, bidirektionale Datenübertragung (per Push) zwischen Geräten und Unternehmenssystemen.
 

Dominik Obermaier

HiveMQ GmbH -

CTO und Gründer

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