Уверен, что среди читателей нашего журнала немало людей, для которых первым компьютером был олдскульный самосборный десктоп. С высокой вероятностью среди читающих эти строки есть и те, для которых первым ПК стал мобильный гаджет. Причем это не обязательно связано напрямую с возрастом человека. Например, для моих родителей действительно активное знакомство с сетевыми технологиями в свое время началось именно с покупки планшетов. Вполне возможно, что сейчас происходит новая техническая революция, которая способна изменить наше восприятие компьютеров. Речь идет о концепции интернета вещей – Internet of Things (IoT).
Считается, что интернет вещей был придуман в 1999 году – вы таки будете смеяться – британским ученым Кевином Эштоном. Этим термином он обозначил систему, в которой интернет взаимодействует с реальным миром посредством сети датчиков. Не могу не вспомнить и Тима Бернерса-Ли с его идеей семантического веба, предназначенного в первую очередь для взаимодействия программ-агентов. Так что идея не с потолка взялась, а звучала от серьезных людей. Что же это за зверь такой?
Все разнообразие современных гаджетов объединяет один общий признак: их интерфейсы предназначены для восприятия человеком и постоянного взаимодействия с ним. Интернет вещей состоит из устройств, которым нет необходимости напрямую общаться со своим владельцем. Нам не нужно сидеть перед экраном или брать гаджет в руки – аппараты с доступом к Сети будут действовать в фоне, не требуя прямых команд. В сеть выходят обычные, повседневные вещи. Медицинские приборы. Дистанционная диагностика и обновление прошивок электромобилей (читайте про Tesla). Умные часы и умные дома. «Сетевых» устройств будет все больше, но сами они при этом будут незаметны, требуя меньше прямого внимания, чем современные гаджеты.
Какие характеристики будут у IoT? Какие проблемы потребуется решить для его создания? Вызовов хватает, как технических, так и человеческих.
Первая техническая проблема – обеспечение совместимости, способности многочисленных устройств прозрачно обмениваться данными. Возможных стандартов здесь гораздо больше, чем в традиционном интернете. Причем просто взять то, что уже есть, не получится. Хотя бы исходя из новых требований к энергоэффективности. Одно дело – постоянно подключенный к электропитанию компьютер, и совсем другое – миниатюрный автономный девайс, полагающийся на небольшую батарейку, которую нужно менять или постоянно подзаряжать. А теперь представьте, что в каждой комнате таких умных устройств несколько штук, вплоть до кормушки для собачки (прототипы уж есть), помножьте эту цифру на количество комнат в многоквартирном доме или крупном офисе. Каждый сэкономленный ватт будет иметь свою цену в глобальном масштабе.
Собственно говоря, работа над новыми протоколами уже идет. Это и свежие варианты привычного 802.11, и Bluetooth Smart. В том или ином виде подобные технологии закладываются во все перспективные мобильные платформы. Можно только приветствовать подобные начинания, поскольку кроме экономии электричества это позволит построить однородную среду передачи данных. Разработчикам приложений для IoT уже не надо будет ломать голову над данной проблемой.
Не отстают и создатели железа. Здесь свои сложности, например организация передачи данных. Интернет вещей способен генерировать огромные потоки информации. В публикациях Cisco можно встретить несколько показательных примеров. Авиационный реактивный двигатель может выдать до 20 Тбайт данных телеметрии за час своей работы. Информация от одного «осетевленного» автомобиля за время его предполагаемого жизненного цикла составит примерно 100 Гбайт. Центр, обслуживающий 100 000 таких машин, будет нуждаться в обработке 10 Пбайт (петабайт) данных. Что тут сказать? Специалисты по Big Data и сейчас работой не обижены, но, если интернет вещей действительно станет реальностью, их роль только возрастет.
Гонять все эти объемы на удаленный сервер – потеря времени и ресурсов. Соответственно, часть вычислительных задач стоит возложить на локальные роутеры. Естественно, никто не пытается запихать в компактный роутер функции больших дата-центров. Например, он может оценивать данные самостоятельно, отправляя сообщения в облако при отклонениях и неполадках, требующих серьезного анализа и реакции. Кстати говоря, в Cisco уже придумали собственное понятие «интернет всего» (InternetofEverything, IoE), в него входят сети датчиков, средства анализа данных и другие сервисы. Работы идут, и даже звучат технические подробности. Предполагается, что будет использоваться комбинация Linux и собственной системы Cisco под названием IOS (InternetworkingOperatingSystem).
Современная облачная модель подразумевает обращения к центральным серверам, которые могут быть расположены бог знает где. Скорость их реакции сильно зависит от качества интернет-каналов, которое, как мы понимаем, может быть самым разным. Интернет вещей нуждается в быстрой реакции, так что облака должны «приземлиться», стать ближе к приложениям-клиентам. Для такой модели уже есть меткое, на мой взгляд, название: «fog computing». «Туманные вычисления» развивают образы облаков. Точно так же, как туман оседает в низинах, вычисления в этой модели расширяют границы вычислительного облака до самых окраин компьютерной сети, предлагая услуги хранения данных и доступ к различным сервисам. Сокращение объема передаваемой на большие дистанции информации помимо увеличения скорости реакции способно снять и менее очевидную, но щепетильную проблему зависимости от зарубежных центров обработки. Национальные границы и связанные с их существованием юридические нюансы никто не отменял, а они могут выстрелить в самый неподходящий момент.
История поистине ходит по спирали! Когда-то произошел переход от мейнфреймов к персональным компьютерам. Сейчас мы наблюдаем крен в сторону централизованных облаков. Интернет вещей, возможно, опять сместит фокус на локальную обработку данных.
Софт для интернета вещей тоже понадобится специфический. Если умных вещей в повседневной жизни станет действительно много, мы уже не сможем уделять их настройке столько внимания, сколько мы сейчас уделяем своим любимым гаджетам. Поскольку количество устройств и программ резко возрастает, необходимо сделать их обслуживание максимально простым. Так что централизованные магазины приложений, которые радикально облегчили администрирование мобильных платформ, будут расширяться и видоизменяться. Программы интернета вещей должны стать намного более автономными, чем их современные аналоги.
Скорее всего, многие компоненты интернета вещей вообще будут лишены интерфейса для непосредственного взаимодействия с человеком. А вот способность взаимодействия с другими программами и устройствами в локальном пространстве и общем контексте станет ключевой.
Одна из моделей такого взаимодействия разрабатывается в Microsoft. Для нее даже придумали образ: «Twitter для устройств». Ключевым компонентом такой среды должен стать Message Broker, с помощью которого отдельные приложения и устройства интернета вещей могут обмениваться своими данными и сообщениями. В результате, например, один установленный в комнате датчик сможет свободно использовать разные приложения. В традиционной модели пришлось бы устанавливать несколько устройств с одинаковыми датчиками, но собственным набором программ. Наличие такого компонента-брокера позволяет разгрузить каналы связи, а также дает немало дополнительных бонусов вроде опции вести логи событий со всеми вкусными возможностями последующего анализа данных. В Microsoft экспериментируют с гибридными моделями, объединяющими как современные облака, так и «туманные вычисления», предусматривающими различные уровни взаимодействия приложений,позволяющие и позволяющими сбалансировать нагрузку и максимально снизить задержки, связанные с передачей информации.
Честно говоря, мы соскучились по действительно прорывным изменениям в любимой нами компьютерной сфере – называть революцией новый смартфон наивно. На будущее интернета вещей может серьезно повлиять еще один фактор: откуда возьмутся немалые деньги на банкет? Системы, построенные на государственные деньги и деньги частных инвесторов, скорее всего, получатся разными. В конце концов, если дело рано или поздно дойдет до «умных городов» и «умного сельского хозяйства», это реально важно. Не будем забывать и о краудфандинге. Уже есть примеры реальных проектов. Например, Air Quality Egg, прибор, замеряющий качество воздуха, а также созданная энтузиастами сеть радиационных датчиков SafeCast в печально известном японском городе Фукусиме. Это вполне себе интернет вещей, причем вышедший под открытое небо и приносящий конкретную пользу.
Большинство проектов «умного пространства» – это пока в массе своей демонстраторы потенциальных возможностей технологий. На чем будут зарабатывать пионеры интернета вещей? На инфраструктуре или на сервисах? Если проводить параллели с историей обычного интернета, скорее всего, поначалу акцент будет на инфраструктуре. Без нее идея не имеет смысла. Как только она превратится в нечто само собой разумеющееся, фокус будет смещаться в сторону сервисов. Даже интересно, какие формы примет будущий аналог «пузыря доткомов». Что касается уже совсем отдаленных перспектив развития интернета вещей, читайте Станислава Лема, «Осмотр на месте». Не думаю, что кто-либо сможет рассказать лучше.
Интернет вещей будет гораздо теснее связан с реальным, физическим миром и нами, людьми. Это наши будущие дома и квартиры, медицинские приборы и кофеварки. На новый уровень выйдут проблемы безопасности. Чего стоит недавняя новость о том, как за пятнадцать секунд был взломан разработанный купленной Google компанией Nest прототип умного, подключаемого к компьютерной сети, термостата. Пожалуй что, в ближайшем будущем десять раз подумаешь, прежде чем приобрести какой-нибудь домашний компонент интернета вещей с рук. Будем надеяться, что инструменты контроля нам оставят, и потоки чувствительных данных будут прозрачными и понятными для конечных пользователей.
А менее удачливая часть человечества в это прекрасное время добрых вещей нового века, как и сто лет назад, будет занята скучными и простыми проблемами выживания: где взять покушать и как разжиться незагаженной питьевой водичкой.
