Verzögerungen - Der Stolperstein des Internets der Dinge



    Die Geschichte der Entwicklung des Internets, der Computer und der Geräte ist untrennbar mit einer Verkürzung der Reaktionszeit verbunden. Herunterladen von Websites, Starten von Programmen, Verarbeiten von Videos - all dies wurde im Laufe der Jahre immer schneller. Eine Person beginnt jedoch subjektiv, eine sofortige Verzögerungsreaktion von weniger als einer bestimmten Dauer wahrzunehmen. Im Fall des Internets der Dinge sind zwar kurze, aber zahlreiche Verzögerungen durchaus in der Lage, sich in Sekunden zu entwickeln.

    Dies ist für Benutzer inakzeptabel und ruiniert die Idee einer vernetzten Umgebung.

    Vor nicht allzu langer Zeit glaubte man, dass 10 Sekunden zum Herunterladen - das ist durchaus akzeptabel. Eine Studie aus dem Jahr 2009 ergab jedoch, dass etwa 40% der Benutzer den Browser-Tab schließen, wenn die Website länger als drei Sekunden geladen wird. Und jetzt, sechs Jahre später, sind unsere Anforderungen an die Geschwindigkeit des Webs noch höher geworden.

    Dieser Trend hat jedoch eine gewisse Grenze - unsere eigene Physiologie. Viele Prozesse, die in weniger als einer Sekunde ablaufen, empfinden wir als recht komfortabel. Und das natürlich nicht, weil wir dies nicht registrieren können, sondern weil uns eine solche Wartezeit in der Regel nicht zwingt, den Denkprozess zu unterbrechen. Das heißt, wir bemerken solche Verzögerungen, aber sie entziehen uns nicht der Kontrolle über die Situation, wenn wir zu lange (subjektiv oder objektiv) warten müssen, um auf die Reaktion des Geräts oder Programms zu warten. Und wir bemerken keine Verzögerungen von weniger als 0,1 Sekunden mehr und nehmen ein solches Reaktionsniveau als augenblicklich wahr.

    Die ständig steigenden Anforderungen an die Reaktionsgeschwindigkeit haben dazu geführt, dass kein einziges ernstzunehmendes Produkt ohne genaue Kontrolle über das Ausmaß der Verzögerungen entwickelt wird: sowohl bei der Bedienung der Schnittstelle als auch bei der Ausführung seiner Funktionen. Viele große Netzwerkprojekte schaffen es, unter bestimmten Bedingungen eine sofortige Antwortrate auf Benutzeraktionen zu erzielen. Zum Beispiel Spotify, Twitter, eine Reihe von Messenger und so weiter. Auf dem Gebiet der verteilten Netzwerksysteme gibt es jedoch noch einiges zu bemühen. Derzeit ist es technisch kaum möglich, eine sofortige Reaktionsgeschwindigkeit in E-Commerce-Systemen oder geografisch verteilten Systemen bereitzustellen. Ihre Benutzer können dies nur ertragen, weil sie gewöhnlich auf die Bestätigung von Bestellungen in Online-Shops warten und Suchergebnisse in Unternehmensdatenbanken herunterladen.



    Jetzt stehen wir jedoch am Anfang eines neuen Stadiums in der technologischen Entwicklung. Wir sprechen über das Internet der Dinge, also über die Kommunikation zwischen Maschinen (M2M, Machine-to-Machine). Und in diesem Fall werden wir uns mit ausreichend langen Verzögerungen definitiv nicht zufrieden geben. Wenn Sie den Lampenschalter drücken, blinkt das Licht oder erlischt sofort. Übrigens, ist Ihnen aufgefallen, dass Energiesparlampen beim Einschalten der Lampe eine geringfügige Verzögerung im Betrieb haben? Die Verzögerung ist sehr gering, aber es ist, und Sie können es nicht in so etwas wie einer Lampe erwarten. Und deshalb verursacht es latente Spannungen und Reizungen. Mit anderen Worten, wenn wir mit der materiellen Welt, mit Werkzeugen, Objekten, Instrumenten interagieren, erwarten wir von ihnen eine sofortige Reaktion auf unsere Handlungen.

    Zum Beispiel steuert derselbe Schalter den Betrieb der Glühlampe nicht mehr direkt. Wenn Sie die Tür Ihres „intelligenten“ Hauses öffnen, sendet der Sensor Informationen zu diesem Ereignis an das Steuergerät, sendet sie an den Remote-Server und gibt bereits einen Befehl an die Glühbirne aus. Nun, oder ein anderes Schema wird implementiert, mit mehreren Zwischenteilnehmern, die mit Mikroschaltungen und Netzwerkschnittstellen ausgestattet sind. Und es wird viele Beispiele für solche Komplikationen der einfachsten Operationen geben. Darüber hinaus werden wir im Internet der Dinge nicht über ein verteiltes System sprechen, sondern über viele Systeme, die aus vielen Geräten bestehen, die in und zwischen Systemen auf viele verschiedene Arten interagieren. Unendlichkeit in einem Würfel. Und all dies muss für den Benutzer sofort funktionieren, denn für ihn ist dies eine der Grundwahrnehmungen der realen Welt.



    Das Haupthindernis für die sofortige Reaktion der Dinge im Internet ist die Größe des Systems. Viele Geräte aller Art erzeugen eine große Menge an Informationen. Die Leistung wird in der Prioritätenliste der Komponentenentwicklung an erster Stelle stehen. Darüber hinaus sind auch diejenigen, für die eine sofortige Reaktion nicht von vornherein erforderlich ist. Die von den Netzwerkteilnehmern generierten Daten müssen unter strikter Prioritätsverwaltung und Verzögerungskontrolle ohne Unterbrechung verarbeitet werden. Am wahrscheinlichsten werden Stapelverarbeitungsmodelle weit verbreitet sein.

    Der nächste Punkt: Da die Systeme und Subsysteme, aus denen sich das Internet der Dinge zusammensetzt, per definitionem stark verteilt sind, müssen Sie das Problem der Korrelation von Daten aus zahlreichen verstreuten Quellen lösen, um das eine oder andere Steuerungsteam zu entwickeln. Und hier ist es schwierig, den Beitrag der Netzwerkinfrastruktur zur Gesamtverzögerung zu überschätzen. Wahrscheinlich werden die erzwungene Datenübertragung und deren Verarbeitung geografisch näher am Benutzer eingesetzt. Gleichzeitig wird es eine sehr hohe Sensibilität für die Effektivität der Netzwerkarchitektur und deren Arbeitslast geben.

    Zu den komplexen und umfassenden Diensten im Internet der Dinge gehören schließlich Systeme zahlreicher Hersteller und Zulieferer. Unnötig zu erwähnen, wie wichtig es sein wird, vollständige Kompatibilität und einwandfreie Einhaltung von Standards sicherzustellen, um eine geringe Latenz zu gewährleisten. Bei einer Reihe von Aufgaben hängt nicht nur der Benutzerkomfort davon ab. Zum Beispiel ein automatisches Parksystem. Der Empfang und die Verarbeitung von Informationen von Sensoren über den umgebenden Raum sollte mit einer Geschwindigkeit erfolgen, die ausreicht, um eine Kollision zu vermeiden. Aber Abrechnungssysteme werden hier sicherlich eine Rolle spielen, ganz zu schweigen von der allgegenwärtigen Werbung. In dieser Situation können wir also über das Zusammenspiel von Systemen dreier verschiedener Unternehmen sprechen: Parkwächter, eine Bank und Werbetreibende. Darüber hinaus hat jedes System seine eigenen Einschränkungen und Merkmale.



    Glücklicherweise können die Analyse und der weit verbreitete Einsatz von Big Data zur Lösung der beschriebenen Probleme beitragen. Es wird möglich sein, die Interaktion zwischen Geräten, Servern, Rechenzentren und Netzwerksegmenten über Hochgeschwindigkeitsprotokolle zu verfolgen und zentral zu verwalten. Dafür müssen aber noch alle notwendigen Tools erstellt werden. Zahlreiche Metriken, umfassende Datenanalysen und Visualisierungen sind ebenfalls erforderlich, um Trends und Schwachstellen zu verwalten und zu identifizieren.

    Um die Interaktion zwischen Systemen verschiedener Organisationen zu erleichtern, können Plattformen verwendet werden, die die erforderlichen Daten für verteilte Dienste aggregieren und bereitstellen. Wahrscheinlich wird der Einsatz solcher Technologien zu einer Veränderung unseres Verständnisses der IT-Überwachung führen. Wir werden von einem Modell, das auf einem Gerät, einem Dienst oder einer Anwendung basiert, zu einem informationszentrierten Modell übergehen. Der Schwerpunkt wird nicht auf der Überwachung des Betriebs jeder Komponente liegen, sondern auf der Sammlung zuverlässiger und qualitativ hochwertiger Daten aus den erforderlichen Quellen, die für den Betrieb der Analysemechanismen erforderlich sind. Dies wiederum wird eine entscheidende Rolle bei der Arbeit der Internet-of-Things-Dienste spielen und Managementteams in Echtzeit generieren. Ganz zu schweigen von der Analyse von Post-Factum-Verzögerungen, um Schwachstellen zu identifizieren und zu optimieren.



    Die ersten Schritte in diese Richtung wurden beispielsweise beim DNS-Routing-Service von Amazon unternommen. Es implementiert einen Mechanismus zum Sammeln von Daten zu Verzögerungen im Cloud-Service des Unternehmens in verschiedenen Regionen, die anschließend analysiert werden, um die Benutzeranforderungen zu identifizieren, die weitergeleitet werden müssen. Das Verbindungsverzögerungsmanagement ist jedoch nur eine Komponente der gesamten Serviceleistung. Die Verarbeitung der Daten auf den Servern, die Dauer der Informationsübertragung über das Netzwerk und die Verzögerungen beim Empfang der Antworten von Partnerdiensten müssen besonders beachtet werden.

    Generell besteht die Hoffnung, dass die Idee des Internets der Dinge dem ersten Kontakt mit den Nutzern standhält und von diesen aufgrund der langen Reaktionszeit nicht abgelehnt wird. Die Erfahrung der täglichen Nutzung des Internets hat uns jedoch gelehrt, dass nicht alle Dienste und Websites sofort reagieren. Und mit dieser „Vertrauensbasis“ können Verzögerungen im Internet der Dinge auf ein akzeptables Niveau gebracht werden. Die technologische Entwicklung konzentriert sich auf die Beschleunigung von Anwendungen und die ständige Senkung der Schwelle für akzeptable Verzögerungen. Dies erfordert neue Hochleistungstools in Kombination mit umfangreichen Analyse- und Optimierungsalgorithmen. All dies garantiert vielleicht das Überleben und die Entwicklung des Internets der Dinge.

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