Felhőszolgáltatások intelligens eszközök támogatására

1.      Bevezető

Motiváció: az iparágak digitalizációja. Felhasználási környezet: az Dolgok Internetje (Internet of Things - IoT) eszközei, a hálózatba kapcsolt eszközök lehetőségei, kommunikációs igényei. Okos eszközök: az intelligencia feladata és szerepe IoT rendszerekben. Trendek.

2.      Felhő rendszerek alapjai

A felhő alapú rendszerek kialakításának háttere, motiváció. A felhő rendszerek definíciója, kategóriái, felhasználási esetek, biztonság, monitorig.

3.      Felhő szolgáltatások

A felhő szolgáltatási modellek: IaaS, PaaS, SaaS. A mikroszolgáltatások modellje (microservices). Virtuális gép és konténer alapú rendszerek. Orkesztráció funkciói, komplex szolgáltatások kialakítása, szolgáltatás láncok.

4.      Felhő szolgáltatók

Felhő rendszerek és adatközpontok. Felhő rendszer architektúrájának bemutatása, szemléltetése egy OpenStack felhőn keresztül. A nagy nyilvános szolgáltatók (hyperscaler: AWS, Google Cloud és Azure) és funkciói.

5.      Konténer alapú rendszerek

Konténer alapú virtuálizáció (Docker, Podman, Containerd). Konténer menedzsment keretrendszerek (Kubernetes). Kubernetes és a felhő rendszerek viszonya (Amazon EKS).

6.      IoT platformok a felhőben

Felhő alapú IoT platformok szerepe, jellemző funkciói. Esetpélda: Amazon IoT Device Management és Amazon IoT Core szolgáltatások bemutatása és összehasonlítása.

7.      Okos eszközök Edge környezetben

A peremhálózati számítási modell (Edge Computing). Edge computing az IoT szolgáltatások számára.

8.       Okos eszközök vezérlésének mobil hálózati feltételei

Okos eszközök távoli vezérlésének minőségi követelményei. Az 5G hálózatok tulajdonságai, gépi kommunikáció számára nyújtott feltételei.

9.      IoT támogatás 5G hálózatokban

IoT támogatás 5G rendszerekben a virtualizált funkciók és MEC segítségével. Okos eszközök, ipari alkalmazások 5G privát hálózatokba telepítésének szempontjai.

10.   Eszközvezérlés ipari környezetben

Esettanulmány: vezérlési feladatok IoT Ipar 4.0 munkavégzése során. A feladatvégzés feltételei, a kommunikációs és számítási igények.

11.   Felhő alapú eszközvezérlés

Távoli eszközvezérlés kommunikációs feltételeinek bemutatása. A QoS követelmények elemzése.

12.   Orkesztrációs feladatok

Erőforrás- és szolgáltatás orkesztrációs feladatok bemutatása. Távoli eszközvezérlés erőforrásigényeinek biztosítása dinamikus környezetben. Szolgáltatás minőség fenntartása, automatikus  adaptáció biztosítása a felhő rendszerben.

13.   Valós idejű feladatok megvalósítása felhő rendszerekben

Valós idejű feladatok megvalósítási problémái a felhő rendszerekben. A valós idejű kommunikáció megvalósítási lehetősége a felhő hálózati környezetben. Késleltetés-érzékeny hálózati (Time-Sensitive Networking - TSN) integrálása a felhő rendszerekbe.

A gyakorlatok/laborok részletes tematikája:

1.    AWS rendszer megismerése
2.    Konténerek kezelése AWS-ben, Amazon Elastic Container Service (ECS). Egy konténer létrehozása és kezelése.
3.    Kubernetes és AWS: Amazon Elastic Kubernetes Service (EKS). Egy pod létrehozása és kezelése.
4.    Elosztott eseménykezelés a felhő rendszerekben: AWS IoT Core.
5.    Tanszéki 5G hálózat bemutatása. Egy konténer alapú szolgáltatás megvalósítás ebben a hálózatban.
6.    Ipari IoT esetpélda. Az intelligencia kiszervezése az eszközből.
7.    A felhő alapú valós vezérlés követelményeinek elemzése, feladat ütemezésének beállítása.