Ngày nay, sự phổ biến của các thiết bị IoT với các công nghệ truyền thông khác nhau và dự báo về số lượng khổng lồ của nó trong tương lai đã trùng khớp với một khái niệm mới có tên là: Big Data. Khái niệm mới này trong định nghĩa là một thuật ngữ cho các tập dữ liệu quá lớn hoặc phức tạp đến mức phần mềm ứng dụng xử lý dữ liệu truyền thống không đủ để xử lý chúng. Những thách thức bao gồm nắm bắt, lưu trữ, phân tích, trực quan hóa, cập nhật và bảo mật thông tin. Thuật ngữ của Big Data thường dùng để chỉ các phương pháp phân tích dữ liệu trích xuất giá trị từ dữ liệu.
Theo Cisco [8], vào năm 2018 IoT sẽ tạo ra 400 dữ liệu đáng kinh ngạc (ZB) mỗi năm. Hơn nữa, đến năm 2020, tổng lượng dữ liệu được tạo ra (và không nhất thiết phải được lưu trữ) bởi bất kỳ thiết bị nào sẽ đạt 600 ZB mỗi năm.
Con số khổng lồ này phát sinh nhu cầu phải có các nền tảng đám mây đáng tin cậy để xử lý dữ liệu lớn này. Nền tảng IoT là một nhóm các thành phần cho phép:
- Triển khai các ứng dụng giám sát, quản lý và kiểm soát các thiết bị IoT được kết nối.
- Thu thập dữ liệu từ các thiết bị kết nối từ xa. - Kết nối độc lập và an toàn giữa các thiết bị. - Quản lý thiết bị / cảm biến.
Để phù hợp với bước nhảy dữ liệu này, lớp mạng phải thông minh hơn, mạnh hơn, hiệu quả hơn, an toàn hơn, đáng tin cậy hơn và có thể mở rộng hơn để đáp ứng các yêu cầu về đặc tính của tính đa dạng và động lực. Phần mềm xác định mạng (SDN) và ảo hóa chức năng mạng (NFV) là hai công nghệ hứa hẹn có thể giúp giải quyết những thách thức này và thúc đẩy kiến trúc IoT trong kỷ nguyên đám mây.
SDN là một kiểu kiến trúc mạng mới, năng động, dễ quản lý, chi phí hiệu quả, dễ thích nghi và rất phù hợp với nhu cầu mạng ngày càng tăng hiện nay. Kiến trúc này phân tách phần điều khiển mạng (Control Plane) và chức năng vận chuyển dữ liệu (Forwarding Plane hay Data Plane), điều này cho phép việc điều khiển mạng trở nên có thể lập trình được dễ dàng và cơ sở hạ tầng mạng độc lập với các ứng dụng và dịch vụ mạng. Trong các bộ định tuyến và chuyển mạch truyền thống, phần điều khiển mạng và vận chuyển dữ liệu nằm trong cùng một thiết bị.
Ảo hóa chức năng mạng (NFV) là một khái niệm kiến trúc mạng đề xuất sử dụng các công nghệ liên quan đến ảo hóa công nghệ thông tin để ảo hóa toàn bộ các chức năng mạng thành các khối có thể được kết nối hoặc kết nối để tạo ra các dịch vụ truyền thông. Một chức năng mạng ảo hóa có thể bao gồm một hoặc nhiều máy ảo chạy các ứng dụng và quy trình khác nhau trong các máy chủ mạng, bộ chuyển mạch, lưu trữ hoặc thậm chí cơ sở hạ tầng điện toán đám mây, thay vì có các thiết bị phần cứng tùy chỉnh cho từng chức năng mạng.
Sự xuất hiện của IoT, SDN và NFV (Hình 1.4) để xây dựng một nền tảng có tiềm năng lớn cho sự đổi mới dịch vụ thông tin trong kỷ nguyên đám mây và dữ liệu lớn. Việc tách rời phần điều khiển khỏi phần vận chuyển dữ liệu trong kiến trúc SDN cung cấp cho người dùng IoT một chế độ hệ thống tập trung và kiểm soát IoT. Mặt khác, việc thiết kế kiến trúc IoT dựa trên SDN hiệu quả với triển khai NFV là một thách thức kỹ thuật lớn.
Trong nghiên cứu này một nền tảng phân tích dữ liệu cho các thiết bị mạng IoT sẽ được xem xét. Nói cách khác, một nền tảng phân tích có khả năng tương tác với bất kỳ thiết bị mạng IoT nào với các công nghệ khác nhau: cổng IoT, SDN và NFV để có cái nhìn tổng quan và phân tích về các thiết bị mạng đó.
Hình 1.4: Kiến trúc mạng cho nền tảng IOT sử dụng SDN và NFV Technologies Để tạo nền tảng này, một ứng dụng kết hợp bao gồm: Docker,Logstash, Elasticsearch và Kibana trên một máy ảo. Chương tiếp theo sẽ trình bày chi tiết về cách thức xây dựng ứng dụng này.
Kết luận chƣơng
Chương này giới thiệu tổng quát về Internet of Things. Các hệ thống IoT cho phép vạn vật có thể kết nối và tích hợp sâu hơn trong một hệ thống. Các dữ liệu được thu thập và phân tích dựa trên các nền tảng IoT.
Các tiêu chuẩn và giao thức kết nối hiện đại được sử dụng trong mạng IoT được xem xét và phân tích bao gồm: Zigbee, Bluetooth, Wifi và Low - Power Wifi (LP – Wifi), Low-Power diện rộng (LPWA), 3GPP Cellular: MTC
Các yếu tố mới và công nghệ tiên tiến của mạng IoT cũng được trình bày trong chương này.Các công nghệ mới mang lại những thay đổi lớn trong việc cung cấp sản phẩm, hàng hóa và dịch vụ, từ đó tạo nên những tác động lớn đối với sự phát triển của xã hội
CHƢƠNG 2: CÁC NỀN TẢNG PHÂN TÍCH DỮ LIỆU
Phân tích dữ liệu là quá trình phân tích các bộ dữ liệu để trích xuất những dữ liệu có ý nghĩa từ chúng với sự trợ giúp của các phần mềm và hệ thống chuyên dụng. Những dữ liệu này ở dạng mẫu, thống kê và xu hướng có thể được sử dụng bởi các doanh nghiệp để ra quyết định hiệu quả. Phân tích dữ liệu đóng một vai trò quan trọng trong sự thành công và tăng trưởng của các ứng dụng IoT. Ứng dụng IoT làm việc với dữ liệu có cấu trúc, không cấu trúc hoặc bán cấu trúc. Có một số khác biệt đáng kể về kiểu dữ liệu và định dạng. Trong chương này các nền tảng phân tích dữ liệu phù hợp cho IoT sẽ được trình bày.