Connext DDS et l'IoT industriel :le top 5 des choses à savoir

La norme de service de distribution de données (DDS) est une norme de connectivité de confiance sur le marché de l'aérospatiale et de la défense depuis son lancement en 2004, gagnant en crédibilité dans les grands systèmes critiques. Aujourd'hui, ses capacités hautes performances l'ont fait émerger comme une technologie de premier plan pour l'Internet industriel des objets (IIoT). Cependant, bien que la technologie ait fait ses preuves, le marché de l'IIoT est encore nouveau et entraîne donc certaines idées fausses concernant le DDS.

J'aimerais remettre les pendules à l'heure et vous dire les 5 principales choses que vous devez savoir sur la norme DDS et la mise en œuvre de Connext DDS de RTI dans l'IIoT.

1. DDS n'est pas le même que les autres solutions de connectivité IoT

DDS a tendance à se mélanger au nombre croissant de solutions de connectivité distribuée pour l'IIoT, telles que MQTT, AMQP et CoAP. Chacune peut déplacer des données entre des applications distribuées, mais en réalité, il existe de nombreuses limitations et exigences dans les applications de contrôle en temps réel qui ne sont pas traitées par ces solutions. Ceux-ci incluent :des contraintes de ressources de plate-forme, une faible latence de livraison de données, une livraison fiable à haut débit vers de nombreuses destinations, un démarrage et des redémarrages d'applications dynamiques, aucun point de défaillance unique et bien d'autres.

DDS est le seul framework qui a été conçu dès le départ pour non seulement résoudre ces problèmes, mais également fournir ses capacités dans une plate-forme centrée sur les données. Les solutions centrées sur les données existent depuis longtemps. Par exemple, jetez un œil à n'importe quelle application de base de données. Ces applications sont basées sur les données définies dans des tables et sur l'interaction de l'écriture de données dans la base de données et de la lecture de données à partir de la base de données. Dans le monde de l'IIoT, cependant, il s'agit des données qui sont produites et consommées par les applications en temps réel. En d'autres termes, il s'agit de données en mouvement, pas de données au repos. Ce concept permet ensuite à DDS d'être plus qu'un simple cadre pour la création d'applications distribuées, mais plutôt une plate-forme sur laquelle l'application distribuée peut croître et évoluer grâce à ses données et ses capacités au fil du temps.

^{Figure 1 : DDS fonctionne via un cadre centré sur les données pour un partage efficace des données}

La centrage sur les données permet aux applications de découvrir et de partager des données précises, offrant un filtrage efficace basé sur des plages de données ou des seuils. D'autres protocoles IIoT nécessitent que ce filtrage soit effectué dans le code de l'application. De plus, DDS fournit un riche ensemble de paramètres comportementaux de qualité de service (QoS), ce qui le rend idéal pour les applications qui nécessitent une livraison de données en temps réel avec une fiabilité élevée, même lorsqu'un transport fiable n'est pas disponible. Étant donné que DDS fonctionne en mode peer-to-peer, les systèmes basés sur DDS sont intrinsèquement massivement parallèles, sans point de défaillance ou d'attaque unique. Cela rend les systèmes basés sur DDS extrêmement bien adaptés aux applications d'autonomie de périphérie où une faible latence, une fiabilité élevée et une évolutivité massive sont primordiales.

2. DDS est largement utilisé dans les infrastructures critiques

Il y a quinze ans, le DDS a été rapidement adopté par l'industrie aérospatiale et de la défense. Pendant ce temps, les implémentations de DDS sont devenues entièrement fonctionnelles et testées au combat. Avec l'avènement de l'IIoT, DDS a également pris son envol dans le monde industriel commercial. Voici un échantillon des types d'applications utilisant DDS :

• Suivi des patients en soins de santé
• Robots chirurgicaux
• Véhicules autonomes
• Transport en boucle
• Systèmes de production d'énergie éolienne
• Contrôle du trafic aérien
• Systèmes de transports en commun
• Imagerie médicale
• Systèmes de lancement spatial
• Production d'énergie par centrale électrique
• Opérations minières
• Forage pétrolier et gazier
• Robotique
• Distribution d'énergie par réseau intelligent

Alors, qu'est-ce qui rend DDS si applicable à tous ces types d'applications ? Eh bien, non seulement la centrée sur les données fournit une plate-forme pour la croissance et l'évolution, mais elle fournit également un ensemble riche de QoS qui permet à chacun de ces espaces d'application de résoudre les problèmes propres à leurs besoins.

3. Connext DDS est hautement sécurisé

Il y a deux ans, l'OMG a publié la spécification de sécurité DDS, qui fournit un cadre pour sécuriser les systèmes au niveau des données/sujets. Il fonctionne via un protocole de niveau filaire appelé RTPS qui s'exécute sur n'importe quel transport. Le bus de données RTI Connext est le premier logiciel de connectivité conçu pour l'architecture et la sécurisation des systèmes IIoT. Pendant des années, les applications ont sécurisé leurs systèmes avec une sécurité de périmètre physique, une sécurité au niveau de l'utilisateur de la plate-forme hôte ou une sécurité basée sur le cryptage du réseau. Désormais, DDS offre aux développeurs la possibilité d'une sécurité à grain fin qui est unique à chaque flux de données individuel, ou DDS Topic. Cette capacité offre la flexibilité de protéger différents sujets de données tout en assurant l'authentification, l'autorisation, la confidentialité et l'intégrité. Cela permet de protéger les informations de découverte, les métadonnées et les données tout en se protégeant contre les accès non autorisés, la falsification et la relecture.

La mise en œuvre de la sécurité par RTI supprime complètement le besoin d'avoir un code source inclus dans l'application lié à la sécurité. Toute la sécurité est configurée via des fichiers de configuration externes, permettant ainsi à vos programmeurs de logiciels de ne pas avoir à être des experts en sécurité et à vos experts de sécurité de ne pas avoir à être des programmeurs de logiciels. De plus, la norme DDS Secure est conçue pour être à l'épreuve du futur contre les failles de sécurité inconnues. Ceci est accompli grâce à la solution reposant sur deux parties :Premièrement, un cadre qui relie les concepts d'authentification, de contrôle d'accès et de chiffrement aux entités DDS telles que les participants, les lecteurs, les rédacteurs et la découverte.

^{Figure 2 :Le cadre de sécurité DDS}

Ensuite, grâce à l'utilisation d'une architecture de plug-in, les fonctions d'authentification, de contrôle d'accès, de cryptage/décryptage, de marquage des données et de journalisation peuvent être fournies avec les solutions les plus récentes et les plus performantes. Veuillez consulter ce lien pour plus d'informations sur DDS Secure.

4. Connext DDS est sophistiqué et prend en charge de nombreux modèles de communication IoT

Il existe un riche ensemble de fonctionnalités pour développer un nouveau système via Connext DDS. Les développeurs peuvent regarder ses politiques de QoS et être submergés. Il existe environ 23 stratégies QoS de haut niveau, chacune pouvant avoir un certain nombre de paramètres individuels. Pourtant, un cas d'utilisation particulier, comme les données d'alarme/d'événement ou les données vidéo en continu, n'utiliserait que quelques-unes de ces politiques de QoS. RTI simplifie le développement grâce à la possibilité de décomposer les exigences comportementales de chaque application ou cas d'utilisation, puis d'appliquer les bonnes politiques de QoS pour obtenir le comportement souhaité.

Chaque application est unique et utilise un sous-ensemble des stratégies QoS, généralement 5 à 6 par application. En tant que leader du marché des DDS, Connext DDS de RTI fournit également de nombreuses autres capacités de QoS qui améliorent sa capacité à résoudre leurs problèmes individuels. Par exemple, prenons ce bloc de problèmes d'applications distribuées qui existent :

^{Figure 3 : Problèmes courants du système distribué}

Connext DDS de RTI fournit des comportements QoS qui répondent à chacun de ces problèmes :

^{Figure 4 : politiques de qualité de service DDS de Connext}

Bien que la plupart d'entre eux soient définis dans la norme DDS, certains d'entre eux, tels que le traitement par lots, les transports, le multicanal et le contrôle de flux, sont uniques à RTI Connext DDS.

Il existe des ressources et des exemples accessibles au public pour les cas d'utilisation, tels que les exemples de cas + code de RTI, afin que les développeurs puissent simplement appliquer des modifications mineures à différents paramètres et réaliser l'opération souhaitée en fonction de l'environnement déployé. Pour plus d'informations, veuil

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