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Datenverarbeitung im IoT: Cloud- versus Edge-Computing

Daten stehen im Mittelpunkt aller Vernetzungsbemühungen im Internet of Things. Bei der Frage, wo diese Daten gespeichert und verarbeitet werden, haben sich zwei Alternativen etabliert – mit spezifischen Vor- und Nachteilen.

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Von vornherein ist klar: Grundsätzlich ist die Anwendung ausschlaggebend für die Wahl des Ortes und des Umfangs der Datenverarbeitung beziehungsweise Datenspeicherung. Es gibt Vorgänge, die vor Ort geschehen müssen, und es gibt Vorgänge, für die verschiedenste Daten aus unterschiedlichen, auch lokal verteilten Quellen benötigt werden; Darüber hinaus gibt es Prozesse, bei denen beide Varianten funktionieren. Die Entscheidung richtet sich also nach den jeweiligen Möglichkeiten, die Edge- und Cloud-Computing bieten.

Leistung am Rand des Netzwerks

Edge-Computing ist die Verlagerung von Rechenleistung, Anwendungen, Daten und Services unmittelbar an die logische Randstelle eines Netzwerks, die sogenannte Edge. Andere Begriffe lauten „Fog-Computing“, „Local-Cloud“ oder „Cloudlets“. Mit Edge-Computing wird die Leistung von Anwendungen vor Ort vorgehalten und folglich ein möglicher Flaschenhals in der Cloud vermieden. Werden geringe Latenzzeiten erwartet oder müssen Daten in Echtzeit zur Verfügung stehen, ist dieser Ansatz das Mittel der Wahl. Die Endgeräte müssen dabei nicht ständig mit dem Internet verbunden sein. So lassen sich die Gebühren für die Kommunikation – vor allem bei international verteilten Applikationen – niedrig halten. Eine Verbindung wird nur dann benötigt, wenn ein Zugriff auf die Anwendung, beispielsweise zu Konfigurationszwecken oder für einen regelmäßigen Abgleich, vonnöten ist. Gleichzeitig unterliegt das Unternehmensnetzwerk einem deutlich geringeren Sicherheitsrisiko hinsichtlich Manipulation oder Datendiebstahl.

Die Datenverarbeitung kann dennoch an unterschiedlichen Stellen stattfinden, wie beispielsweise einem zentralen Server in einer vernetzten Fabrikhalle. Abgesetzten Stationen, wie der Wasserpumpe eines Frischwasserreservoirs, steht diese Möglichkeit indes im Normalfall nicht zur Verfügung. Da eine solche Pumpe dennoch eine Kommunikationsanbindung benötigt, liegt der Schluss nahe, die sogenannte Processing-Power direkt dort zu platzieren.

Gefährlich wird Edge-Computing dann, wenn ein Übermaß an Daten zu verarbeiten oder zu speichern ist oder eine skalierbare Lösung benötigt wird. Abgesehen von der initialen Investition können der laufende Aufwand und die Kosten aus dem Rahmen fallen, wenn eine entsprechende Dimensionierung nicht vorab durchgeführt wurde oder der Rechen- und Speicherbedarf sehr unregelmäßig ist. Ebenso gilt es zu berücksichtigen, dass sich dezentrale Systeme schwerer managen lassen als zentral Lösungen, je eigenständiger sie sind.

Daher gilt für Edge-Computing eine Reihe grundsätzlicher Anforderungen: Ein solches System muss leicht zu installieren, zu nutzen und zu administrieren sowie aus der Ferne erreichbar sein, da meist kein IT-Fachpersonal vor Ort zur Verfügung steht. Ebenso müssen eine hohe Verfügbarkeit und entsprechende Sicherheitsmaßnahmen gegen Systemabsturz beziehungs-weise Datenverlust ergriffen werden.