Interview mit Berthold Maier

"IoT wird sich als eigenständige Architekturdomäne etablieren"
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Damit Sensoren, Aktoren & Co. im Internet of Things (IoT) miteinander kommunizieren können, braucht es verlässliche Protokolle. Im vergangenen Jahr verabschiedeten die einschlägigen internationalen Organisationen mehrere Standards. Einer davon ist das RESTful Protokoll CoAP (Constrained Application Protocol), das Berthold Maier (T-Systems) kommenden März auf der Internet of Things Conference vorstellen wird. Vorab wollten wir von ihm wissen: Was kann CoAP, was HTTP und MQTT nicht können? 

Sie umschreiben CoAP in Ihrem Abstract als „das IoT-Standardprotokoll“. Kann es und wird es den einen Standard im IoT überhaupt geben?

Berthold Maier: Wie bisher in jedem neuen Bereich werden sich auch im IoT-Umfeld Standards und Architektur- bzw. Designprinzipien durchsetzen, die auch notwendig sind, um den angestrebten hohen Vernetzungsgrad der „Dinge“ auch zu erreichen. Der Gewinner wird jedoch nicht immer einer der von den Organisationen vorgegebenen Standards sein, was ja die Beispiele HTML5, JSON oder REST sehr gut verdeutlichen. Hier haben sich durch die hohe Akzeptanz der Anwendergemeinschaft letztlich Anwenderstandards durchgesetzt, und die Organisationen sind dann nachgerückt.

Mit CoAP wurde nicht versucht, alles neu zu erfinden, sondern die bestehenden Standards HTTP, RESTFul, WebLinking etc. aufzugreifen und die technisch eingeschränkten Geräte/Sensoren im Internet einfach verfügbar zu machen. Ob CoAP sich letztlich durchsetzen wird, kann auch ich heute noch nicht sagen. Doch die einfache Anwendbarkeit und bisherige Resonanz der Industrie zeigen ein großes Potential.

Internet of Things Conference

Das Internet der Dinge zählt zu den wichtigsten Innovationstreibern für Wirtschaft, Gesellschaft und Kultur. Intelligente, vernetzte Geräte sind dabei, Alltag und Geschäftsleben in rasendem Tempo zu bevölkern: Smart Homes, Connected Cars, Wearables oder die vielfältigen Facetten der „Industrie 4.0“ sind dabei nur der Anfang schier unbegrenzter Möglichkeiten. Die Internet of Things Conference (IoTCon) vernetzt die führenden Köpfe auf diesem Terrain – Developer, Designer, Unternehmer, Bastler – und versorgt sie mit erstklassigem technischem und innovativem Wissen. Vom 23.-26. März findet die IoTCon in München statt. Nur noch bis morgen, 29. Januar, profitieren Sie von den Frühbucherpreisen. Mehr Informationen unter: http://iotcon.de

Wie sind Sie dazu gekommen, sich mit CoAP zu beschäftigen…

Maier: Angefangen habe ich mit MQTT und Rasberry Pi. Doch eigentlich wollte ich wirklich kleine Geräte und Sensoren verwenden, und dafür ist nur der kleine MQTT-Bruder MQTT-SN geschaffen. Leider habe ich keine lauffähige MQTT-SN-Implementierung gefunden, und auf der Suche nach einer Alternative bin ich damals auf CoAP gestoßen. Es war einfach zu verstehen, funktionierte auf Anhieb und die Standardisierung, die ja seit letztem Jahr abgeschlossen ist, war im Gange.

…und mit dem Internet der Dinge allgemein?

Maier: Neue Dinge und Technologien interessieren mich generell, und ich hatte ein Wette am Laufen: Ich glaubte, dass ab dem Jahr 2015 Wearables und Sensoren den Markt dominieren würden. Mit den Wareables lag ich nicht schlecht, doch mit den Sensoren im Supermarkt und in der Kleidung war meine Prognose für 2015 dann doch etwas zu optimistisch. Dennoch glaube ich, dass das IoT sich als eigenständige Architekturdomäne etablieren wird und jeder Architekt sich damit im Detail auskennen muss; also beschäftige ich mich auch damit.

Muss man sich CoAP nur als den kleinen Bruder von HTTP vorstellen oder ist es HTTP in einigen Dingen auch voraus?

Maier: CoAP greift nur die wichtigsten Eigenschaften von HTTP auf setzt sie für IoT-Geräte ausreichend minimalistisch um. Es wurde nicht geschrieben, um HTTP zu ersetzen, und das wird durch seine binäre Ausprägung auch ganz schwer gelingen. Denn ein Hauptvorteil von HTTP ist nach wie vor dessen ASCII-Repräsentanz und damit auch die einfache Integration in alle Frameworks, was CoAP nicht leisten kann. CoAP implementiert neben den Standardoperationen GET, PUT, POST etc. auch das Obeseverpattern mit dem Verb OBSERVE. Damit kann es ohne WebSocket auch asynchron und bidirektional kommunizieren. Somit erweitert es also HTTP um die Eigenschaft der asynchronen Kommunikation und ermöglicht einen aktiven Push von Node zu Node.

CoAP wurde nicht geschrieben, um HTTP zu ersetzen.

Ist die Analogie zwischen Internet (HTTP) und Internet der Dinge (CoAP) überhaupt gerechtfertigt? Schließlich müssen im IoT viel heterogenere Geräte miteinander kommunizieren.

Maier: HTTP definiert in erster Linie einen ressourcenbezogenen Zugriff mit einer Request-/Response-Semantik. Und genau das benötige ich auch bei vielen Geräten in einem heterogenen Umfeld. Möchte ich die aktuelle Temperatur abgreifen oder das Licht dimmen, so kann das mit mit einem einfachen Ressourcen-Zugriff auch per CoAP geschehen. Damit ist die Analogie für mich in gewisser Weise gegeben.

HTTP definiert in erster Linie einen ressourcenbezogenen Zugriff mit einer Request-/Response-Semantik. Und genau das benötige ich auch bei vielen Geräten in einem heterogenen Umfeld.

Und MQTT?

Maier: MQTT und CoAP sind beide sehr nützlich IoT-Protokolle, aber von der Idee her grundlegend verscheiden. MQTT ist nachrichtenbasiert und baut auf dem TCP Stack auf. Damit ist es in Low-Power-Sensornetzwerken (6LoWPAN) nicht wirklich einsetzbar. MQTT glänzt im Gegensatz dazu in NAT-Netzerken durch die long-lived outgoing TCP Connection, womit eine einfachere netzwerkübergreifende Architektur möglich wird. Auch die Paketgröße ist bei CoAP eingeschränkt und hat bei großen Nachrichten eine Fragmentierung zur Folge, was sich negativ auf die Performance auswirkt. Für mich haben beide Protokolle im IoT-Umfeld eine wichtige Stellung, und ich werde sie auch parallel einsetzen.

Was erwarten Sie von der IoTCon?

Maier: IoT ist noch in den Kinderschuhen, und ich kann und will von den Kollegen noch viel lernen. Zudem treffe ich auf Konferenzen immer sehr viele Leute. Ich möchte die Zeit nutzen, mich mit den Spezialisten und Freunden auszutauschen.

Berthold MaierBerthold Maier arbeitet als Enterprise Architect bei der T-Systems International. Seine Erfahrung erlangte er unter anderem bei Oracle als Chief Software Architect, Entwickler und Coach im Bau komplexer Enterprise-Anwendungen und Integrationsszenarien. Von 2006 bis 2011 hat er in der Rolle des Chefarchitekten für Oracle Consulting maßgebliche Strategien und Trends mitgeprägt und war verantwortlich für Referenzarchitekturen rund um Integration, Java EE und die hauseigenen Entwicklungsframeworks. Berthold ist bekannter Konferenzsprecher, Buch- und Artikelautor.

Aufmacherbild: Hand touch internet of things technology backgroundvon shutterstock.com / Urheberrecht: phoenixman

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