IoT
Einführung in das Internet der Dinge
Einführung in das Internet der Dinge
Aus wie vielen Schichten besteht das TCP/IP Modell
Störungsdetektionen und behebung bei Netzwerkübertragungen
- Daten wurden unterwegs verfälscht
- Datenverlust wegen Verbindungsunterbrechung
- Daten kommen doppelt oder in falscher Reihenfolge
- Empfänger wird überflutet
- Empfänger existiert nicht
ISO / OSI Model erklärung
Ist ein Referenzmodell für Netzwerkprotokolle als Schichtenarchitektur
Zweck ist eine Kommunikation über unterschiedliche technische Systeme hinweg
Dazu definiert das OSI-Modell sieben unterschiedliche Schichten mit jeweils verschiedenen Aufgaben
ISO/OSI Schichten Erklärung
IP Adressierung
- Die Adressierung im Internet geschieht durch gobal eindeutige Adressen
- Jede Adresse besteht aus 4 Bytes
- jede Adresse besteht aus einem Netzwerk(links) und einem Adressteil(rechts)
IP-Adresse IPv6
- eine IPv6-Adresse hat eine Länge von 128 Bit
- 340 sextillionen Adressen können vergeben werden
- eine IPv6 Adresse besteht aus einem Präfix (links) und einem Schnittstellen ID (rechts)
IEEE 802.15.4 WPAN
WPAN bezeichnet Kurzstreckenfunkttechnik die zum Ziel hat, kurze, typische fliegend verlegte Kabelverbindugen zu vermeiden.
Entferung zwischen 0,2 - 50 meter
Platformarchitekturen
verteilte Betreibssysteme: homogene Umgebung / transparent
Netzwerkbetriebssysteme: Heterogene Umgebung / intransparent
Middleware: Anwendungsneutrale Software zwischen Betriebssystem und Anwendung
Kollision
Eine Kollision ist ein Konfilkt zu Beginn einer Datenübertragung, der dann auftritt, wenn zwei oder mehr Stationen gleichzeitig senden wollen.
Switch
Ein Switch ist ein intelligentes Netzkoppelelement, dass Netzwerksegmente miteinander verbindet und Steuerungs sowie Kontrollfunktionen übernimmt.
Routing
Das ist das Lenken von Nachrichtenströmen in Datennetzen durch Entscheidungsprozesse
Binärform
Ist ein Zahlensystem, welches ausschliesslich 0 und 1 zur Darstellung aller zahlen verwendent.
Bit
Ein Bit ist die kleinste Informationseinheit eines Computers.
IPSec (IPSecurity)
Das ist eine Protokollfamilie, die direkt in IPv6 integriert ist und eine End zu End Verschlüsselung des kompletten Datenstroms ermöglicht.
Zigbee
Das ist ein Funkstandart zur Anbindung von Geräten in der Hausautomation
GSM
GSM ist ein Kommunikationsstandart für Mobilfunknetze
Transponder
Ein Gerät das Signale automatisch empfängt und weiterleitet
URL
(Uniform Resource Locator)
Definiert die Zugriffsmethode und Webseite auf die Zugegriffen werden soll
AES
AES ist ein frei verfügbares, symmetrisches Verschlüsselungsverfahren. Der gleiche Schlüssel wird zum Ver und Entschlüsseln benutzt.
Open Source
Software, deren Quelltext lesbar und frei verfügbar ist. Open Source darf beliebig kopiert genutzt und weitergegeben werden.
Was war das WEB 1.0?
(read only web) Protokoll HTTP;
Seitensprache HTML;
Nutzer passive Rolle als Konsument von Inhalten;
Hyperlinks werden benutzt
Was ist das WEB 2.0?
(read write web) Nutzer selber Inhalt generieren/mit anderen Nutzern zu interagieren „user-generated content (UGC)“; z.B. Cloud Computing, soziale Netzwerke (Facebook, XING), Wikis (Sammeln und Austausch von Wissen);
Inhalte können dynamisch erzeugt/verwaltet werden mit Content Management Systemen (CMS)
Was ist das WEB 3.0?
semantisches WEB
Informationen als Metatext
Infos haben Beziehungen untereinander
Protokolle XML (Extensible Markup Language), PDF (Resource Description Framework) oder OWL(Web Ontology Language).
Was ist das WEB 4.0?
Internet of things
Riskien : Datenschutz / Datensicherheit
Was ist Industrie 4.0?
Sind mechanische Bestandteile mit informations und softwaretechnischen Komponenten über ein Netzwerk verbunden und kommunizieren diese über Sensoren und Aktoren (Antriebselemente) mit ihrer Umwelt, dann spricht man von sogenannten cyber-physischen Systemen.
Welche Smarten Dienstleistungen gibt es?
Kontrolldienstleistung (z.b Sendungsverfolgung von Paketsendungen)
Leasingdienstleisungen (z.b nutzungsorienterte Abrechnung von Parkplätzen)
Risikodienstleistung (z.b Versicherungsprämien die auf dem Risikoverhalten des Kunden basieren)
Informationsdienstleistungen (z.b Hintergrundinformationen zu Ausstellungsobjekten in Museen oder Denkmälern)
komplexe Dienstleistungen (Kombination der dargestellten Dienstleistungen).
Welche Trends/Themen prägen den Arbeitsmarkt?
- Nachwuchsmangel
- Beschäftigung älterer Arbeitnehmer
- fluide Unternehmen
- steigende Anzahl an Freelancer
- technologie und Vernetzung
- Homeoffice
Was bedeutet Quantified self?
Erfassung von Vital und Verhaltensdaten des Nutzers, um diese zu optimieren.
Erklären Sie Datenschutz
Schutz personenbezogener Daten (jeder entscheidet selbst über seine Daten)
Personenbezogene Daten sind: Name, Adresse etc.
besonders Perosnenbezogene Daten sind: Gesundheitszustand, Religion etc.
Datensicherheit
Datensicherheit hat das Ziel:
- Vertraulichkeit (Schutz gegen unerlaubte Preisabgabe)
- Integrität (Daten nicht unerlaubt verändert werden)
- Verfügbarkeit ( Daten dann funktionsfähig wenn benötigt)
zu gewährleisten
Netzwerktopologien
Anordnung der Netzwerkstationen und wie die Netzwerkkabel zwischen den Stationen geführt werden.
repräsentieren die physikalische Anordnung von Netzwerkinstallationen, die über ein Übertragungsmedium miteinander verbunden sind.
Bus-Topologie
Alle Stationen sind über ein gemeinsames Übertragungsmedium miteinander verbunden. Keine zentrale Komponente.
Kollision : zwei Stationen senden gleichzeitig --> Sendevorgang wird unterbrochen / nach gewisser Zeit wiederholt
Ring-Topologie
Ring-Topologie: alle Stationen sind mittels durchgehenden Ringes miteinander verbunden. Keine zentrale Kompontente Ausfall Station --> Ausfall des ges. Rings.
Stern-Topologie
alle Stationen kommunizieren über eine zentrale Station miteinander.
Zentrale Station hat eigene Leitung, den Switch
Nenne Vor und Nachteile von den Topologien?a
Siehe Bild
Was sind Netzwerkprotokolle?
Es sind Kommunikationsprotokolle, mit deren Hilfe Conputer in einem Netzwerk (PC's, Netzwerkkomponenten oder intelligente Gegenstände) miteinander Daten austauschen.
Netzwerkprotokolle = Kommunikationsstrukturen
TCP/IP Protokoll
(Transmission Control Protocol/Internet Protocol)
Das TCP besteht aus 4 Schichten und beschreibt in den einzelnen Schichten Anwendungsbereiche für Internetprotokolle.
Durch seine dezentrale Organisation kann selbst bei größeren Störungen weiterhin eine Kommunikation stattfinden
Das ISO/OSI Referenzmodell beschriebt konkrete Vorschriften und wurde deutlich später etnwickelt als das TCP/IP Referenzmodell. Beide Modelle ergänzen sich und lassen sich aufeinander abbilden (siehe Foto)
IP
IP (Internet Protocoll) übernimmt in dieser Protokollfamilie die Addressierung von Computern in einem Netzwerk und arbeitet auf Schicht zwei (Internetschicht) des TCP/IP - Referenzmodells
TCP
TCP (Transmission Control Protocoll) als zweiter Bestandteil der Internetprotokoll-Familie TCP/IP ist als verbindungsorientertes Protokoll für das Verbindungsmanagement und die Fehlerbehandlung auf Schicht drei (Transportschicht zuständig.
Was sind RDF's?
Standart zur beschreibung von Metadaten konzipiert.
besteht aus einem Subjekt Prädikat und Objekt.
Können keine logsichen Zusammenhänge definieren, nur Aussagen über einzelne Objekte
Einheitliches Datenformat: RDF
-
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Cartes-fiches
Was war das WEB 1.0?
(read only web) Protokoll HTTP;
Seitensprache HTML;
Nutzer passive Rolle als Konsument von Inhalten;
Hyperlinks werden benutzt
Was ist das WEB 2.0?
(read write web) Nutzer selber Inhalt generieren/mit anderen Nutzern zu interagieren „user-generated content (UGC)“; z.B. Cloud Computing, soziale Netzwerke (Facebook, XING), Wikis (Sammeln und Austausch von Wissen);
Inhalte können dynamisch erzeugt/verwaltet werden mit Content Management Systemen (CMS)
Was ist das WEB 3.0?
semantisches WEB
Informationen als Metatext
Infos haben Beziehungen untereinander
Protokolle XML (Extensible Markup Language), PDF (Resource Description Framework) oder OWL(Web Ontology Language).
Was ist das WEB 4.0?
Internet of things
Riskien : Datenschutz / Datensicherheit
Was ist Industrie 4.0?
Sind mechanische Bestandteile mit informations und softwaretechnischen Komponenten über ein Netzwerk verbunden und kommunizieren diese über Sensoren und Aktoren (Antriebselemente) mit ihrer Umwelt, dann spricht man von sogenannten cyber-physischen Systemen.
Welche Smarten Dienstleistungen gibt es?
Kontrolldienstleistung (z.b Sendungsverfolgung von Paketsendungen)
Leasingdienstleisungen (z.b nutzungsorienterte Abrechnung von Parkplätzen)
Risikodienstleistung (z.b Versicherungsprämien die auf dem Risikoverhalten des Kunden basieren)
Informationsdienstleistungen (z.b Hintergrundinformationen zu Ausstellungsobjekten in Museen oder Denkmälern)
komplexe Dienstleistungen (Kombination der dargestellten Dienstleistungen).
Welche Trends/Themen prägen den Arbeitsmarkt?
- Nachwuchsmangel
- Beschäftigung älterer Arbeitnehmer
- fluide Unternehmen
- steigende Anzahl an Freelancer
- technologie und Vernetzung
- Homeoffice
Was bedeutet Quantified self?
Erfassung von Vital und Verhaltensdaten des Nutzers, um diese zu optimieren.
Erklären Sie Datenschutz
Schutz personenbezogener Daten (jeder entscheidet selbst über seine Daten)
Personenbezogene Daten sind: Name, Adresse etc.
besonders Perosnenbezogene Daten sind: Gesundheitszustand, Religion etc.
Datensicherheit
Datensicherheit hat das Ziel:
- Vertraulichkeit (Schutz gegen unerlaubte Preisabgabe)
- Integrität (Daten nicht unerlaubt verändert werden)
- Verfügbarkeit ( Daten dann funktionsfähig wenn benötigt)
zu gewährleisten
Netzwerktopologien
Anordnung der Netzwerkstationen und wie die Netzwerkkabel zwischen den Stationen geführt werden.
repräsentieren die physikalische Anordnung von Netzwerkinstallationen, die über ein Übertragungsmedium miteinander verbunden sind.
Bus-Topologie
Alle Stationen sind über ein gemeinsames Übertragungsmedium miteinander verbunden. Keine zentrale Komponente.
Kollision : zwei Stationen senden gleichzeitig --> Sendevorgang wird unterbrochen / nach gewisser Zeit wiederholt
Ring-Topologie
Ring-Topologie: alle Stationen sind mittels durchgehenden Ringes miteinander verbunden. Keine zentrale Kompontente Ausfall Station --> Ausfall des ges. Rings.
Stern-Topologie
alle Stationen kommunizieren über eine zentrale Station miteinander.
Zentrale Station hat eigene Leitung, den Switch
Nenne Vor und Nachteile von den Topologien?a
Siehe Bild
Was sind Netzwerkprotokolle?
Es sind Kommunikationsprotokolle, mit deren Hilfe Conputer in einem Netzwerk (PC's, Netzwerkkomponenten oder intelligente Gegenstände) miteinander Daten austauschen.
Netzwerkprotokolle = Kommunikationsstrukturen
TCP/IP Protokoll
(Transmission Control Protocol/Internet Protocol)
Das TCP besteht aus 4 Schichten und beschreibt in den einzelnen Schichten Anwendungsbereiche für Internetprotokolle.
Durch seine dezentrale Organisation kann selbst bei größeren Störungen weiterhin eine Kommunikation stattfinden
Das ISO/OSI Referenzmodell beschriebt konkrete Vorschriften und wurde deutlich später etnwickelt als das TCP/IP Referenzmodell. Beide Modelle ergänzen sich und lassen sich aufeinander abbilden (siehe Foto)
IP
IP (Internet Protocoll) übernimmt in dieser Protokollfamilie die Addressierung von Computern in einem Netzwerk und arbeitet auf Schicht zwei (Internetschicht) des TCP/IP - Referenzmodells
TCP
TCP (Transmission Control Protocoll) als zweiter Bestandteil der Internetprotokoll-Familie TCP/IP ist als verbindungsorientertes Protokoll für das Verbindungsmanagement und die Fehlerbehandlung auf Schicht drei (Transportschicht zuständig.
Was sind RDF's?
Standart zur beschreibung von Metadaten konzipiert.
besteht aus einem Subjekt Prädikat und Objekt.
Können keine logsichen Zusammenhänge definieren, nur Aussagen über einzelne Objekte
Einheitliches Datenformat: RDF
Was sind RDFS?
Einheitliches Datenformat (Resource Description Framework Schema)
erweitert die RDF um ein Klassenkonzept. Mit diesen Klassenkonzepten können nun logische Zusammenhänge und Aussagen getroffen werden.
Semantic Reasoner
Ist eine Software die das Ziel hat eine automatische Suche nach Wissen und das ziehen logischer Schlussfolgerungen aus diesem Wissen.
Ein Semantic Reasoner bezieht sein Wissen aus einer Knowledge Base (KB), einer Wissensdatenbank.
Relationale Datenbanksysteme
Datenbanken werden genutzt um grössere Datenbestände zu speichern.
NoSQL - Datenbanksysteme
- Verzicht auf starre Strukturen
- Verfügbarkeit wichtiger als die Konsistenz
- Insbesondere für den Einsatz in grossen Datenbestände (bsp. Soziale Netzwerke) das Mittel der Wahl
MapReduce
- MapReduce ermöglicht die Verarbeitung und das Durchsuchen grosser, verteilter Datenmengen in einem Cluster.
- Von Google entwickeltes Programmiermodell
10 Teildisziplinen von Software Engineering
- Anforderungsermittlung
- Entwurf
- Implementierung
- Test
- Wartung
- Konfigurationsmanagement
- Projektmanagement und Metriken
- Vorgehensmodelle
- Werkzeuge und Methoden
- Softwarequalität
Welche Eigenschaften müssen verteilter Systeme haben?
- Ausfalltoleranz
- Fehlertoleranz
- Transparenz
- Skalierbarkeit
- Offenheit
Welche Plattformarchitekturen für verteiler Systemen gibt es?
- Plattformarchitekturen
- Systemarchitekturen
- Softwarearchitekturen
Welche Systemarchitekturen gibt es?
- Client-Server-Architektur (Client und Server tauschen Anforderung(Request) und Antwort(Response)
- Peer-To-Peer Architektur (Jeder Rechner übernimmt sowohl Client als auch Server.Funktionalitäten
Welche Softwarearchitekturen gibt es?
- Zwei-Schichten-Architektur
- Drei-Schichten-Architektur
Sensoren und Aktoren in IoT-Netzen
Mit Sensoren und Aktoren werden reale und virtuelle Welt im Internet of Things miteinader verknüpft.
Sensoren = Sinnesorgane intelligenter Maschinen, passive Informationssammlung
Aktoren = reagieren auf sich verändernde Parameter und setzten diese in physische oder digitale Aktionen um.
Woraus bestehen Mikrocontroller?
- Mikroprozessor
- Arbeitspeicher
- Schnittstellen
- Leiterplatine
Definition des Begriffs Internet der Dinge?
Vernetzung von Gegenständen mit dem Internet, damit diese Gegenstände selbstständig über das Internet kommunizieren und so verschiedene Aufgaben für den Besitzer lösen können.
Stufen der Industrie 1.0 - 4.0
- Dampf und Wasserkraft
- Bandproduktion + elektrische Energie
- Einsatz IT + Elektronik in der Produktion
- cyberphyische Systeme
Sicherheitsanforderungen für Nutzer von IoT-Geräten (Empfehlung vom Bundesamt für Sicherheit in der Informationstechnik)
- Nicht benötigte Funktionen sollten deaktiviert werden
- Standartpasswörter und Benutzername sollten geändert werden
- Patches und Updates immer machen
- Datenübertragung sollte verschlüsselt werden
Vermaschte Topologie
Netzwerkstationen sind mit viele anderen Stationen verbunden und bilden ein Netz. Wenn alle mit allen vernetzt sind spricht man von einem vollvermaschten Netz.
(n2 - n) / 2
Was ist Linked Data?
EIne Ansammlung von in unterschiedlicher Weise miteinander in Beziehung stehenden, verknüpften Datensätzen.
Mithilfe von Linked Data werden Daten im Web in maschinenlesbaren Strukturen veröffentlicht.
Was ist der RDF - Standart?
Resource Description Framework
RDF beschreibt ein Datenmodell, dass auf einer graphenorientertes Datenbank basiert und inhaltiche Metadaten darstellt.
RDF basiert auf Statements :
Subjekt, Prädikat, Objekt
Mit Statements können keine logischen Zusammenhänge zwischen Ressource oder Klassen defniert werden.
Was sind RDFS?
RDFS beinhalten genau diese fehlenden Funktionalitäten welche RDF nicht haben.
CEP
Complex Event Processing
- Softwaretechnologie welche zu Echtzeitanalyse massiver Datenströme genutzt wird.
Kernkomponente des CEP ist der EPA (Event Processing Agent), dieser besteht aus:
- Ereignissmodell
- Ereignisregeln
- Event Processing Engine
