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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Lernkarten
NON - SQL Datenbanken
Um viele heterogene Datenformate in grossen Mengen möglichst in Echtzeit verarbeiten zu können, bietet sich die NoSQL-Datenbanksystem an.
- Verzichten auf starre Strukturen und speichern Daten ohne ein festes Schema --> somit deutlich performanter
- Orient sich am BASE-Modell, welches die Konsistenz zugunsten verfügbarkeit in den Hintergrund stellt
Verschiedene Arten von NoSQL-Datenbanken
- dokumentorienterte Datenbanken
- Graphendatenbanken
- Key Value-Datenbanken
- Spaltenorienterte Datenbanken
Wie lang ist eine IPv4-Adresse?
32 Bit bzw. 4 Byte groß (1 Byte = 8 Bit)
Welche Ziele verfolgt man bei der Entwicklung des IEEE-Standards 802.15.4?
Wesentliche Entwicklungsziele sind :
- eine besonders geringer Energieverbrauch
- preisgünstige Hardware und ein
- konfliktfreier Parallelbetrieb mit anderen Technologien.
Welche Merkmale prägen den 6LoWPAN-Standard?
- Integration auch von Geräten ohne hohe Rechenleistung
- Anbindung anderer Netze über Router
Welche Technologien werden verwendet um intelligente Gegenstände im Internet of Things zu vernetzten?
- RFID,
- NFC,
- QR-Codes,
- ZigBee
- Bluetooth LE
RFID
Radio-Frequenzy Identification
-Information wird auf einem Transponder gespeichert und über eine Entfernung von wenigen Metern mittels Lesegerät ausgelesen werden kann.
- Braucht keine SichtVerbindung
Einsatz auf Flughäfen bei Nachverfolgung von Gepäckstücken oder bei Logistik zu Nachvefolgung von Containern
NFC
- induktive Kopplung im cm-Bereich, übertragung mittels Magnetfeld
- benötigt sehr wenig Energie
- müssen physisch nah sein
Anwendung beim bargeldlosem Zahlen, drahtlosen Aufladen von Prepaid Handys
Near Field Communication
OR.Codes
Quick Response
- sind zweidimensionale Barcodes die Informationen in einer quadratischen Matix binär darstellen.
- lizenz und kostenfrei
- Sicherheitsrisiko da man nicht sieht auf welche Website man geleitet wird
Zigbee
- Ist eine Implementierung des IEEE-Standarts 802.15.4, es erweitert in
- Zigbee definiert aufbauend auf den Bitübertragungs und Sicherungsschicht zwei weitere Schichten, die Netzwerkschicht und die Anwendungsschicht.
- stellt Funktionalitäten zum Routing und für die Verschlüsselung von Datenpaketen zur Verfügung
- sehr geringes Datenvolumen im Vergleich zu Bluetooth und WLAN
- Batteriebetrieb über Jahre
Bluetooth LE
stromsparende Implementierung des Bluetooth-Standarts, die ermöglicht Daten über meheren Metern auszutauschen.
- Einsatz bei Patientendatenüberwachung oder Sensordaten in der Produktionstechnik.
- sehr geringer Energieverbrauch sowie AES-Verschlüsselung der Datenübertragung
Aus welchen Komponenten besteht ein klassisches RFID-System?
- Auswerte-PC
- Transponder
- Lesegerät mit Koppelungseinheit
Was wird als Linked Data bezeichnet?
Linked Data sind maschinenlesbare Strukturen von Daten, die zueinander in Beziehung stehen und wie eine große Datenbank behandelt werden können.
Welche Art von Daten wird mittels RDF beschrieben?
- inhaltliche Metadaten
Aus welcher Quelle bezieht ein Semantic Reasoner sein Wissen?
Ein Semantic Reasoner bezieht sein Wissen aus einer sogenannten Knowledge Base.
Was tut ein Semantic Reasoner mit dem ihm zur Verfügung gestellten Wissen?
- auf Konsistenz prüfen
- logische Schlussfolgerungen ziehen
Verarbeitung von Datenströmen mit Complex Event Processing
Was ist die Kernkompenete eines jeden CEP-Systems?
Kernkomponente eines jeden CEP-Systems ist ein sogenannter Event Processing Agent.
Aus welchen Elementen besteht eine Event-Driven Architecture (EDA)?
- Ereignisquelle
- Ereignisbehandlung
- Ereignisverarbeitung
Welche Komponenten bilden zusammen einen Event Processing Agent (EPA)?
Event Processing Engine
Ereignisregeln
Ereignismodell
Wie werden in relationalen Datenbanken Beziehungen zwischen Tabellen abgebildet?
Beziehungen zwischen Tabellen werden in relationalen Datenbanksystemen durch sogenannte Relationen abgebildet.
Aus welchen Grundstrukturen besteht ein relationales Datenbanksystem?
- Zeilen
- Spalten
In welcher Form speichern NoSQL-Datenbanksysteme Daten ab?
NoSQL verzichten auf starre Datenbankstrukturen und speichern Daten ohne ein festes Schema so ab, dass der Zugriff auf diese Daten deutlich performanter erfolgen kann, als das bei relationalen Datenbanksystemen möglich wäre
Welche besonderen Anforderungen müssen häufig von verteilten eingebetteten Systemen erfüllt werden?
- Zuverlässigkeit
- Echtzeitverarbeitung
Was ist das Ziel des Software Engineerings?
Ziel des Software Engineerings ist es, dem Entwickler alle notwendigen Werkzeuge zur Verfügung zu stellen, damit dieser sich voll und ganz auf die Entwicklung der Anwendung konzentrieren kann.
Welche Systemarchitekturen unterscheidet man bei verteilten Systemen?
- Client-Server-Architektur
- Peer-to-Peer-Architektur
Was ist ein sogenannter Servent?
Ein Servent ist ein Rechner in einer Peer-to-Peer-Architektur, der seine Rolle dynamisch wechseln und sowohl als Client und auch als Server fungieren kann.
Welche Folgen hat der Einsatz von Sensoren und Aktoren im IoT?
- höhere Datenqualität
- Kostenreduzierung
Welche Rolle erfüllen Sensoren und Aktoren?
Sensoren und Aktoren verknüpfen reale und virtuelle Welt.
Welche Merkmale sind charakteristisch für Ein-Chip-Systeme?
- Hoher Energiebedarf
- kompakte Bauweise
- hohe Entwicklungskosten
Weshalb wird das Thema Datenschutz in Bezug auf Smarthome oft kritisch diskutiert?
Datenschutzrechtliche Aspekte werden oft kritisch diskutiert, da die potenzielle Auswertung des Nutzerverhaltens auf Basis der umfangreichen Datenbestände problematisch erscheint.
Welche Einsatzmöglichkeiten existieren für Smarthome-Komponenten?
- Beleuchtung
- Heizung/Klimatisierung/Lüftungstechnik
- Sicherheit
- Multimedia
Was versteht man unter Ambient Assisted Living?
Darunter versteht man das selbstbestimmte Wohnen im Alter.
Weshalb ist der Einsatz eines Smart Meters datenschutzrechtlich bedenklich?
Weil damit das Nutzungsverhalten des Kunden und dessen Anwesenheitszeiten aufgezeichnet wird.
Was ist elementare Voraussetzung für den Erfolg von Smart Factory?
Elementare Voraussetzung für den Erfolg von Smart Factory ist die IT-Sicherheit.
In welchen Bereichen lassen sich bei Smart Factory Kostensenkungspotenziale erkennen?
- Personalkosten
- Energiekosten
- Kapitalkosten
Wie würden Sie in wenigen Worten die zentrale Charakteristik des Begriffs Smart Factory für eine nicht technikaffine Person beschreiben?
Smartfactory ist eine Intelligente Fabrik die sich selbst organisiert.
Welche Auswirkungen hat Smart Logistics auf Lieferzeiten und Lagerauslastungen?
Welche Auswirkungen hat Smart Logistics auf Lieferzeiten und Lagerauslastungen?
Datensicherheit
Vertraulichkeit: Nur autorisierte Benutzer haben zugriff auf die Daten.
Integrität: Schutz vor beabsichtigten oder unbeabsichtigten Verändern
Verfügbarkeit: Gewährleisten des ständigen Zugriff auf die Daten
Kontrollierbarkeit
Datensicherheit
Angriffsarten
Nichterlaubte, nichtautorisierte Aktivitäten
- Aktive und passive Angriffsarten
Aktiv : Spoofing, Dineal of Service
Passiv: Sniffer Methode
Wozu benötigt man Protokolle?
Kommunikation bedarf der Einhaltung von Regeln. Letztere sind in Protokolle gefasst.
