Enorm kurze Latenzzeiten für Echtzeitanwendungen, extrem hoher Bedarf an Datenkapazitäten und Datenraten, uneingeschränkte Konnektivität: Physikalische Netze stoßen mit dem Internet of Things (IoT) an ihre Grenzen. Und auch die als Gamechanger bezeichnete Blockchain stellt das größte Netz der Welt, das Internet, vor Herausforderungen. Daher sollten sich Unternehmen 2018 auf die neuesten Trends vorbereiten.
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Blockchain-Hype: DNS-Verfügbarkeit ist für die Datenkette essenziell
Ein großes Hype-Thema ist Blockchain. Sie soll die Datenübertragen im Netz nahezu fälschungssicher und transparenter gestalten. Die Datenkette lässt sich in jedem Bereich und jeder Branche einsetzen, bei dem es um die Erfassung, die Bestätigung und den Transfer von Verträgen oder Objekten geht. Der Hype wird also auch 2018 nicht abreißen.
Dennoch gibt es bei der Blockchain einen wesentlichen Aspekt zu beachten – und zwar, wenn es um die Vernetzung von Endgeräten im IoT geht. Bis 2020 soll bereits eine von fünf IoT-Implementierungen grundlegende Blockchain-Dienste nutzen. Doch die zunehmende Anzahl an IoT-Geräten bedeutet wiederum einen Anstieg an DNS-Anfragen und DNS-abhängigen Diensten. Ist der DNS-Dienst jedoch nicht erreichbar, kann die Blockchain den nächsten Teil der Kette nicht abrufen und wird gestört. Die DNS-Funktionstüchtigkeit hat daher einen entscheidenden Einfluss auf die Performance der Blockchain. Gerade DNS-basierte Cyberattacken können der Blockchain gefährlich werden.
Außerdem steigt gerade bei privaten Blockchain-Systemen die Komplexität der IT-Infrastruktur. Dazu gehören etwa beteiligte Server, Zwischenanwendungen für Kryptografie und Authentifizierung sowie virtuelle Maschinen für verteilte Datenbanken und Applikationen. Zudem ist die Blockchain als hochverteilte Datenbank bisher viel zu langsam und geht mit einem sehr hohen Ressourcen- und Strombedarf einher. Aspekte wie Lastenverteilung und Latenz machen also die Servicebereitstellung schwieriger. 2018 muss daher eine durchgängige Sichtbarkeit der Blockchain-Performance erreicht werden, um Ausfälle vermeiden und mögliche Attacken frühzeitig entdecken zu können.
Narrowband-IoT als Brückentechnologie auf dem Weg zu 5G
Eine weitere Zukunftstechnologie ist 5G. 5G soll das Netz sein, das dem IoT zum Durchbruch im Massenmarkt verhelfen soll. Das Netz der fünften Generation soll schneller, besser, stromsparender sein. Anwendungsszenarien reichen von E-Health über Smart City bis hin zu Industrie 4.0. Bis 2020 erwartet Gartner weltweit 30 Milliarden vernetzter Geräte. Heute sind es etwa acht Milliarden. Erste Feldtests von Telko-Anbietern und Ausrüstern waren erfolgreich mit Ping-Zeiten von unter einer Millisekunde, entsprechende 5G-fähige Hardware gibt es sogar bereits. Doch vor 2020 ist mit dem Netz der Zukunft erst mal nicht zu rechnen.
Bis es soweit ist, bietet die auf dem Netzwerkprotokoll Low-Power Wide-Area (LPWA) basierende Technologie „Narrowband-IoT“ (NB-IoT) die wohl vielversprechendste Alternative. Ohne wie im Falle von 5G eine komplett neue Infrastruktur aufbauen zu müssen, kann NB-IoT in bereits bestehenden LTE-Netzen über Software-Upgrades realisiert werden. Über die Skalierfähigkeit von NB-IoT ist es möglich, Millionen von Endgeräten in nur einem Netz zu verbinden.
Weitere Vorzüge sind der geringe Stromverbrauch der NB-IoT-fähigen Endgeräte, geringe Modulkosten und Wartung, geringe Latenzzeiten, hohe Gebäudedurchdringung sowie die Übertragungsfähigkeit von Datenmengen über größere Distanzen hinweg. Laut Prognosen von Beecham Research sollen im Jahr 2020 LPWA-Netzwerke mehr als ein Viertel der gesamten IoT-Vernetzung abdecken. Damit stellt NB-IoT die attraktivste Brückentechnologie bis zum Jahr 2020 dar. Daher werden wir 2018 gerade in Deutschland weitere NB-IoT-Projekte von Carriern und Unternehmen sehen.
Virtuelle Infrastrukturen machen Netzwerke agiler
Physikalische Netze, die heute in Betrieb sind, kommen 2018 an ihre Grenzen. Sie sind durch die drastisch zunehmende Anzahl smarter Geräte – künftig muss jede Funkzelle 50.000 Endgeräte versorgen – überfordert. Darüber hinaus sind die heute erreichten Latenzzeiten noch viel zu lang, um Echtzeit-Anwendungen zu unterstützen, die für das IoT benötigt werden. Und schließlich sind hybride Umgebungen mit Services, die aus der Cloud wie auch On Premises gehostet werden, für Netze immer noch problematisch.
2018 wird daher die Virtualisierung von Netzwerkfunktionen (Network Functions Virtualization, NFV) in den Fokus rücken. Dadurch wird die Netzwerkumgebung agiler: Netze sind schneller anpassbar, können besser auf unterschiedliche Lastprofile reagieren – und neue Services lassen sich innerhalb weniger Minuten anstatt Tage in Betrieb nehmen. Auch das Network Slicing, das für 5G unabdingbar ist, setzt auf NFV. Doch mehr Netzagilität bedeutet auch eine höhere Komplexität beim Betrieb und der Instandhaltung von Netzwerken. Denn mit zusätzlichen Diensten wird auch ein Serviceausfall wahrscheinlicher. Umso erfolgskritischer ist es, Probleme und Fehler in virtuellen Netzwerken schnell zu erkennen und zu beheben, bevor die Servicequalität leidet.
Mit Service Assurance Fehler sichtbar machen
NB-IoT, Blockchain, virtuelle Netze – sie alle sind darauf angewiesen, dass die Bereitstellung nahezu in Echtzeit und reibungslos funktioniert. Das Thema Netzwerk-Monitoring und die damit verbundene Service Assurance wird 2018 daher einen hohen Stellenwert einnehmen.
Doch das Thema Service Assurance ist in virtualisierten Umgebungen nicht so einfach umzusetzen wie bei physischen Netzwerken. Hier ist der höhere Grad an Komplexität maßgeblich, da einige der virtuellen Funktionen in einem NFV-fähigen Netzwerk kritisch sind für die Servicequalität – beispielsweise Authentifizierungsservices, Routing- und Switching-Funktionen oder eben DNS. Werden diese Aspekte vernachlässigt, kann das zu Beeinträchtigungen beim Endnutzer führen.
Darüber hinaus erzeugen IoT-Systeme einen sehr unregelmäßigen Traffic, der sich durch kurze, heftige Lastenspitzen auszeichnet. Unternehmen und Service Provider sollten daher stets überwachen können, wie IoT-Geräte und Verbindungen mit dem Netzwerk interagieren. Durch Service-Assurance-Systeme können Fehler in einem durch IoT unübersichtlicher werdenden Netzwerk schneller gefunden und behoben werden. Ebenso lassen sich DNS-Performance und mögliche Cyberattacken durch ein Netzwerk-Monitoring eher erkennen und beheben.
Laut Backup-Hersteller Veeam beliefen sich die Kosten für IT-Ausfälle 2016 durchschnittlich auf 20,4 Millionen Euro. 72 Prozent der deutschen Unternehmen sehen in ungeplanten IT-Ausfälle aufgrund von Hacker-Angriffen, Infrastruktur- und Netzwerkausfällen ihre Digitalisierungsinitiativen und Innovationen behindern. Und wenn mehr und mehr Systeme und Anwendungen miteinander vernetzt werden, steigt auch deren wechselseitige Abhängigkeit: Ein Ausfall einer Komponente würde sich auf viele weitere auswirken. Das trifft übrigens nicht nur auf Black-outs zu, sondern auch auf sogenannte Brown-outs, in denen ein Service nur eingeschränkt oder verlangsamt zur Verfügung steht. Das Thema Service Assurance sollte daher bei Unternehmen 2018 ganz oben auf der Agenda stehen. (mb)