Internet qurilmalari (ang. Internet of Things (IoT)) boshqa qurilmalar va tizimlar bilan ma'lumotlarni Internet orqali ulash va almashtirish uchun datchiklar, dasturiy ta'minot va boshqa texnologiyalar bilan o'rnatilgan fizik obyektlar ("things") tarmog'iga aytiladi.
Xozirgi kunda texnologiyaga bo'lgan talab kun sayin ortib bormoqda, qayga qaramay aqlli uy, aqlli avtomobil, kerak bo'lsa aqlli lampochka ham mavjud. Shu bilan birga maxsus terminlar ham ko'payib bormoqda, bugun maqola yozilish paytidagi eng ommaviy terminlardan biri bo'lgan- IoT haqida qisqacha bo'lsa ham tushunchaga ega bo'lamiz.
IoT nima? Asosiy tushunchalar
Internet qurilmalari (ang. Internet of Things (IoT)) uchta asosiy printsipga asoslanadi. Birinchidan, har doim mavjud bo'lgan aloqa infratuzilmasi, ikkinchidan, har bir ob'ektning global identifikatsiyasi va uchinchidan, har bir ob'ektning unga ulangan shaxsiy tarmoq yoki Internet orqali ma'lumotlarni yuborish va olish imkoniyati.
Internet qurilmalarda har bir qurilmaning o'ziga xos identifikatori bor, ular birgalikda bir-biri bilan o'zaro ta'sirlasha oladigan, vaqtinchalik yoki doimiy tarmoqlarni yaratadigan qurilmalarning doimiyligini tashkil qiladi. Shunday qilib, qurilmalar ularni ko'chirish jarayonida, mavjud geolokatsiya joylashuvi to'g'risida ma'lumot almashish jarayonida ishtirok etishi mumkin, bu sizga logistika jarayonini to'liq avtomatlashtirishga imkon beradi va ichki intelekt yordamida qurilmalar o'z xususiyatlarini o'zgartirishi va atrof-muhitga moslashishi mumkin.
Internet qurilmalar yagona o'zaro ta'sir protokoliga ega, unga ko'ra har qanday tarmoq tugunlari o'z xizmatlarini taqdim etishi mumkin. Internet-qurilmalar tarmog'ining har bir tugunlari ma'lum bir ma'lumotni etkazib berish uchun o'z xizmatlarini taqdim etadi. Shu bilan birga, bunday tarmoqdagi tugun boshqa har qanday tugunlardan buyruqlarni qabul qilishi mumkin. Bu shuni anglatadiki, Internet-qurilmadagi barcha qurilmalar bir-biri bilan o'zaro aloqa qilishi va birgalikda muammolarini hal qilishi mumkin. Internet qurilmalar har qanday bitta xizmat doirasi bilan ulangan lokal tarmoqni tashkil qilishi mumkin.
Internet qurilmalar arxitekturasi
Internet qurilmalari kontseptual ravishda yangi avlod tarmoqlariga tegishli, shuning uchun uning arxitekturasi NGN ga juda o'xshash. IoT qurilmalarni ishlashini ta'minlaydigan turli xil infokommunikatsion texnologiyalar to'plamidan iborat bo'lib, uning arxitekturasi ushbu texnologiyalarning bir-biri bilan qanday bog'liqligini ko'rsatadi. IoT arxitekturasi quyida tavsiflangan to'rtta funktsional qatlamlarni o'z ichiga oladi

Sensorlar va sensor tarmoq darajasi. IoT arxitekturasining eng past darajasi sensorlar bilan birlashtirilgan "aqlli" (smart) ob'ektlardan iborat. Sensorlar real vaqt rejimida ma'lumotlarni to'plash va qayta ishlashni ta'minlaydigan fizik va virtual (raqamli) olamlarning o'zaro bir-biri bilan bog'liqligini ta'minlaydi. Apparat sensorlarining fizik o'lchamlarini pasayishiga olib kelgan miniatyuralash ularni to'g'ridan-to'g'ri ob'ektlariga qo'shishga imkon berdi.
Sensorlarning aksariyati Ethernet, Wi-Fi yoki shaxsiy tarmoq (PAN, Personal Area Network) kabi lokal tarmoq (LAN, Local Area Network) yordamida amalga oshiriladigan sensori agregatoriga (shlyuzga) ulanishni talab qiladi. Aggregatorga ulanishni talab qilmaydigan sensorlar uchun ularning serverlar / ilovalar bilan ulanishi GSM, GPRS va LTE kabi global simsiz tarmoq WAN yordamida ta'minlanishi mumkin.

Shlyuz va tarmoq darajasi. IoT-ning birinchi darajadagi bir nechta sensorlar tomonidan taqdim etiladigan katta miqdordagi ma'lumotlar transport vositasi sifatida ishonchli va yuqori samarali simli yoki simsiz infratuzilmani talab qiladi.Bu sath turli tarmoqlarni yagona tarmoq platformasiga birlashtirish natijasida hosil qilingan tarmoq infratuzilmasidan iborat.

Xizmat ko’rsatish darajasi. Xizmat ko'rsatish darajasi IoT-da texnologik biznes operatsiyalarini avtomatlashtiradigan bir qator axborot xizmatlarini o'z ichiga oladi: operatsion va biznes faoliyatini qo'llab-quvvatlash (OSS / BSS Operation Support System / Business Support System), turli xil tahliliy ma'lumotlarni qayta ishlash, ma'lumotlarni saqlash, axborot xavfsizligi, biznesni boshqarish qoidalar (BRM, Business Rule Management), ish jarayonlarini boshqarish (BPM, Business Proccess Management) va boshqalar.

Ilova darajasi. Ushbu darajada tegishli sanoat tarmoqlari va faoliyat sohalari (energiya, transport, savdo, tibbiyot, ta'lim va boshqalar) uchun turli xil ilovalar mavjud. Ilovalar "Vertikal" ya'ni ma'lum bir sanoat uchun "maxsus" yoki iqtisodiyotning turli sohalarida ishlatilishi mumkin bo'lgan "gorizontal" bo'lishi mumkin.
Internet qurilmalar platformalarining tahlili
Zamonaviy "smart" ishlab chiqarishda Internet qurilmalarning joriy etishda asos avtomatlashtirish platformalari hisoblanadi. Ko'pincha ular har bir alohida korxonaning talablari va infratuzilmasi asosida ishlab chiqiladi - bu holda faqatgina mahalliy mutaxassislar bunday ichki tuzilishining samaradorligini baholaydilar. Biroq, turli xil vazifalarga moslashish qobiliyatiga ega bo'lgan ko'plab umumiy maqsadli platformalar mavjud. Platformani yaratish maydoni bozorning asosiy ishtirokchilari o'rtasida taqsimlangan, General Electrics, IBM, Intel, Jasper va boshqa kompaniyalarning yechimlari ommabop deb tan olingan.
Platformaga bo'lgan asosiy talablari:
- Qurilmalar: Barcha platformalar nafaqat buyruqlarni qabul qilishi, balki ulangan qurilmalarga ham buyruq yuborishi imkoniyati mavjud bo'lishi kerak;
- Himoya: buyruqlar almashinuvi shifrlangan bo'lishi kerak;
- Aloqa: Wi-Fi yoki Ethernet orqali ulanishdan tashqari, u uyali yoki sun'iy yo'ldosh aloqasini yoki qisqa masofalardagi aloqalarni (Bluetooth, ZigBee va boshqalar) qo'llab-quvvatlashi kerak;
- Protokollar: HTTP, MQTT, xabarlar navbatini qo'llab-quvvatlash;
- Tahlil: Katta ma'lumotlarni maxsus texnologiyalar yordamida tahlil qilish, masalan, Apache Hadoop, shuningdek, ularga asoslangan o'zgarishlarni bashorat qilish.
- Hodisalarni qayta ishlash: Qurilmalar ishlash uchun qoidalarni yaratish qobiliyatiga ega bo'lishi kerak.
Quyida bir nechta mashhur platformalarning imkoniyatlarini ko'rib chiqamiz.
Amazon kompaniyasi platformasi
AWS IoT deb nomlangan platforma 2015 yil dekabr oyida ishlab chiqilgan.

Platforma qurilmalarni AWS xizmatlari va boshqa qurilmalar bilan bog'laydi, ma'lumotlarni himoyasi va aloqa xavfsizligini taminlaydi. Ilovalar Internetga ulanmasdan ham qurilmalar bilan ishlashi mumkin.
AWS IoT qo'shimcha qurilmalar va mobil dasturlarni ulash uchun SDK taqdim etadi, bu MQTT, HTTP yoki WebSockets protokollari orqali AWS IoT platformasi bilan xabar almashishnida qo'llaniladi. SDK paketi C, JavaScript va Arduino Sketch dasturlash tillarini qo'llab-quvvatlaydi va mijoz kutubxonalari va dasturchilar uchun qo'llanmani o'z ichiga oladi.
Qurilma shlyuzi e'lon qilish va yozib olish modellarini ishlatgan holda xabar almashishni qo'llab-quvvatlaydi, bu esa "birga-bir" va "birga-ko'p" sxemalar bilan ishlashni ta'minlaydi va avtomatik ravishda ishlaydi.
Reestr sizga qurilmalarni aniqlash va ularning meta-ma'lumotlarini, masalan, atributlar, parametrlar yoki xususiyatlarni kuzatish imkonini beradi.
Har bir qurilmaning "soyasi"ni yaratish imkonyati mavjud bo'lib, bu uning doimiy virtual versiyasi hisoblanadi va qurilmaning eng so'nggi aktual holatini o'z ichiga oladi va ilovalar yoki boshqa qurilmalarga xabarlarni o'qishni va ushbu qurilma ulanmagan bo'lsa ham o'zaro aloqada bo'lishga imkon beradi.
Qoidalar mexanizmi sizga har qanday infratuzilmani boshqarib o'tirmasdan, ulangan qurilmalar tomonidan global miqyosda olingan ma'lumotlarni yig'ish, qayta ishlash va tahlil qilish uchun IoT ilovalari bilan harakatlarni amalga oshirishga imkon beradi.
AT&T M2X platformasi
M2X deb nomlangan platforma 2015 yil yanvar oyida ishlab chiqilgan

Platforma ma'lumotlarni saqlash, qurilmalarni boshqarish, xabarlarni qabul qilish va uzatish, voqealarni boshqarish va ma'lumotlarni vizuallashtirish kabi xizmatlarni amalga oshira oladi. Asosiy imkoniyatlar quyidagicha:
- 40 dan ortiq turdagi platformalarni qo'llab-quvvatlash, yuzlab noyob qurilmalar bilan moslik, masalan, Arduino, Redboard, u-blox, Freescale, RAM oilalari;
- mijoz kutubxonalarining ko'pligi;
- Ishlab chiquvchilar ishlab chiqarishga bergungacha yechimlarni testlash uchun portal mavjudligi;
- ma'lumotlarni tahlil qilish va juda ko'p vazifalarni (tekshirish jadvalidan - voqealarga javob berish vaqtigacha)bajarish uchun biznes qoidalarini belgilash qobiliyati ;
- AT&T mobil infratuzilmasiga tayanib, nafaqat Wi-Fi orqali, balki mobil aloqa orqali ham ulanish imkoniyati;
General Electrics kompaniyasi platformasi
Predix deb nomlangan platforma 2016 yil fevral oyida chiqarildi

Predix ishlab chiqarishda va bulutli texnologiyada sanoat dasturlarini loyihalash, joylashtirish va boshqarishga yordam beradi. Xizmatlar quyidagi yo'nalishlarga bo'linadi:
- EdgeManager ichki qurilmalarni boshqarish uchun javobgardir. Bu sizga yangi qurilmalarni kiritishga, ularning dasturlarini yangilashga va endi foydalanilmayotganlarni o'chirishga, shuningdek ulardan turli ma'lumotlarni to'plashga (jurnal fayllari) imkon beradi;
- Enterprise Connect veb-soketlardan foydalangan holda xavfsiz TCP protokollari orqali ulanish tunnellarini o'rnatish uchun ishlatiladi, Predix Machine OPC-UA, Modbus, MQTT, REST protokollarini qurilmalar orasida ma'lumotlar almashish uchun ishlab chiqadi;
- Asset va Event Hub katta hajmdagi ma'lumotlar bilan ishlashga imkon beradi;
- Analytics Framework ma'lumotlarni tahlil qilish uchun javobgar hisoblanadi;
- Ma'lumotlar xavfsizligi, dasturlarni boshqarish siyosatini belgilaydigan OAuth 2.0 serveri va Access Control framework tomonidan ta'minlanadi;
Intel kompaniyasi platformasi
The Intel IoT Platform deb nomlangan platforma 2014 yil dekabr oyida chiqarildi.

Bunda ma’lumotlarni olish va qayta ishlash quyidagi tarzda amalga oshiriladi:
- Faqatgina ishonchli ulangan qurilmalar va sensorlardagi ma'lumotlar bulutga kiradi;
- Tekshirgandan so'ng, xom ma'lumotlar filtrlanadi, ammo ulardan ba'zilari boshlang’ich formatda ishlatilishi mumkin;
- To'g'ridan-to'g'ri ma'lumotni bulutga yuborishdan oldin ularni qayta ishlashadi, masalan, parametr qiymatlari va qurilma identifikatorlarini ajratish orqali ishlov beriladi, shuningdek kerakli qismlarni kerakli ma'lumotlar bazasiga yo'naltirish uchun metadata qo'shiladi;
- Va nihoyat, to'plangan va tuzilgan ma'lumotlarning avtonom boshqaruv tizimlari yoki oxirgi foydalanuvchilar - ma'lumotlar tahlilchilari va tadqiqotchilari uchun ishlatishga ruxsat etiladi;
- Platformaning har bir nuqtasida ma'lumotlarni himoya qilish va shifrlash tizimlari ishlaydi.
Platformalarni taqqoslash jadvali
Kriteriya/ platformalar | AWS | AT&T | GE | Intel |
Internetdan tashqari ulanishlar bormi | + | + | + | + |
MQTT / Xabarlarni navbatga qo'yishni qo'llab-quvvatlash | + | + | + | + |
Machine learning | + | + | + | |
Kutubxona\SDK | + | + | + | + |
Kirish huquqlarini avtorizatsiya qilish, tabaqalashtirish | + | + | + | |
Qurilma qoidalarini yaratish | + | + | + | + |
Texnologik jarayonlarning to'g'riligi to'g'risidagi qarorlarni tekshirish |
XULOSA
IoT tobora kengayib bormoqda va tobora ko'proq odamlar hayoti bilan bog'liq bo'lgan tizimlar paydo bo'lmoqda, masalan, avtomobillar, samolyotlar va sanoat uskunalari, shuning uchun xavfsizlik ushbu tizimlarga o'rnatilgan va ularda dastlab "arxitekturasi xavfsiz" bo'lishi kerak. Ko'pgina hollarda xatolar uchun stavkalar juda katta. Agar siz ham yuqorida keltirilgan kabi servislardan foydalanishni istasangiz IoT himoyasiga e'tibor bering. Quyida sodda va samarali etalon arxitektura taqdim etilgan, keyinchalik uni oson joylashtirish va mashtablashtirish mumkin.
- Zararli kod ta'sirini kamaytirish uchun arxitektura barcha kodlarning kriptografik tarzda imzolanganligini va qurilma uchun avtorizatsiya qilinganligini, imzolanmagan kodni ishlatishga yo'l qo'yilmasligini ta'minlaydi.
- O'zaro autentifikatsiya va shifrlash orqali xavfsiz aloqani ta'minlang. Biz bir milliarddan ortiq IoT qurilmalarini himoya qiladigan vaqt sinovidan o'tgan sertifikatlashtirish markazlari va ishonchli modellardan foydalanamiz. Yangi ECC algoritmlari cheklangan hisoblash resurslariga ega IoT qurilmalarida yuqori darajadagi xavfsizlikni ta'minlash uchun ishlatiladi.
- Ushbu arxitektura xavfsizlikni tahlil qilish orqali xostlarni himoya qilishning zararli ta'sirini yanada kamaytiradi va boshqa barcha tahdidlarning xavfini minimallashtirish orqali samaradorlikni oshiradi.
- Zaifliklar va tahdidlar aniqlanganda, tizimni samarali, ishonchli va xavfsiz dinamik boshqarish yordamida ularni amalga oshish xavfini kamaytirish mumkin.