Nesnelerin İnterneti (IoT) Uygulamalarında Veritabanı İhtiyaçları

Nesnelerin interneti olarak isimlendirilen bu yeni akım, günümüz teknolojisinde ve endüstri alanında yeni bir devrime işaret etmektedir. Milyarlarca cihazın birbirine bağlı olacağı şeklinde öngörülen bu yenidünya, günlük yaşantımızın her noktasında bizlere eşlik edecek algılayıcılar ve veri toplayıcı cihazlardan oluşacaktır. Maliyetlerinin ucuzlaması ve üretim imkanlarının çeşitlenmesiyle çok yüksek adetlerle karşımıza çıkacak olan bu küçük akıllı cihazlar, hem günlük özel hayatımızda hem de iş yaşantımızda bizlerin hayatları ve çalışma koşullarıyla ilgili durmadan veri topluyor olacaklardır. Bu konuda Cisco’nun nesnelerin interneti vizyonuyla ilgili hazırladığı kısa reklam filmini aşağıda izleyebilirsiniz.

Nesnelerin İnterneti: Veri iletişimi

Gartner verilerine göre 2020 yılında 26 Milyar cihazın, ABI verilerine göre 2020 yılında 30 Milyar cihazın, Oracle verilerine göre ise 2020 yılında 8 Milyar insan ve 50 Milyar cihazın birbirine bağlantılı olacağı öngörülmektedir. İşte bu yenidünyanın saklayacağı veri büyüklüğü ve bu gerçek büyük verinin saklanabileceği sistem altyapılarının tasarlanması üst düzey bir mühendislik yeteneğine ihtiyaç duyuyor olacaktır. Nesnelerin interneti kapsamında ortaya çıkacak olan mimari cihazların doğrudan birbirine bağlı olması ve doğrudan cihazdan cihaza veri aktarımının gerçekleştirilmesi şeklinde olacaktır. Bir diğer alternatif ve kullanılan topolojiyle ilgili olarak ortada bir Hub yada Gateway şeklinde kullanılacak bir veri aktarım cihazının varlığı şeklindedir. Bu cihaz etrafında konumlanan sensörler çok sayıda farklı parametreyi takip ederek aktarıcı cihazlara iletiyor olacaktır. Bu veri aktarıcı cihazlar Wifi/3G/LTE gibi yollarla internet ortamındaki bulut sunuculara veri gönderiyor olacaktır. Bu iki farklı mimaride de yüksek miktarda verinin çok hızlı şekilde işlenebilmesi ihtiyacı karşımıza çıkıyor.

Nesnelerin İnterneti: Veri Yönetim Gereksinimleri

Geleneksel şekillerde üretilen müşteri bilgisi, faturalar, satış rakamları, hava durum bilgisi, vs. gibi yoğun verinin bulunduğu sistemlerin, çok daha büyük alternatifleri nesnelerin interneti kapsamında cihazlar tarafından veri üretilen sistemler bulunuyor olacaktır. Örneğin twitter, facebook, Google gibi insan merkezli üretilen verilerden çok daha fazlası cihazlar tarafından tamamen otonom olarak üretilecektir. Hayatımızın birçok noktasından (sıcaklık, nem, ışık, sağlık verilerimiz, vs. gibi) veri toplayan bu algılayıcı cihazlar topladıkları tüm verileri gerek zamanlı olarak internet ortamındaki bulut sunuculara aktaracak ve bu sunucularda işlenen ham veriler anlamlı sonuçlara dönüştürüyor olacaktır. Bu büyük veri altyapısının yönetilmesi için geleneksel ilişkisel veritabanı sistemlerinin sunduğu mimarinin dışına çıkıp farklı bir yaklaşımla yönetim ihtiyacı doğuracaktır.

081415_0851_Nesnelerinn1

Veri Mimarileri ve NoSQL Veritabanı Kullanımı

Yukarıdaki bölümlerde bahsedilen veri miktarının işlenmesi ve sorgulanması sırasında ihtiyaç duyulan performans gereksinimlerini karşılamak üzere elimizdeki alternatifler geleneksel ilişkisel veritabanı mimarilerinin kullanımı ya da MongoDB gibi NoSQL yapılardan faydalanılması şeklinde olacaktır. Bu noktadaki farklılıkları ve mevcut durumu aşağıdaki gibi inceleyebiliriz.

İlişkisel SQL Veritabanı: Nispeten düşük yoğunluklu, müşteri verisi, stok, satış ve fatura bilgileri gibi birbiriyle doğrudan bağlantılı, aynı zamanda yüksek erişim oranına sahip olması gereken veri yapıları tutmak üzere tasarlanmışlardır.

NoSQL Veritabanı: Bu tür veritabanları birbiriyle doğrudan ilişkili halde tutulması gerekmeyen ancak çok yüksek miktardaki verinin çok yüksek hızlarda işlem ve erişim kapasitesine sahip olması gerektiği durumlarda kullanmak üzere tasarlanmışlardır.

Yukarıdaki duruma baktığımızda nesnelerin interneti alanında ihtiyacımız olan çok yüksek miktarda üretilen cihaz verisinin işlenmesi konularında NoSQL veritabanlarının kullanımı diğer alternatife göre öne çıkmaktadır. Veri analizi konusundaki üstün performansları, hızlı yazma-okuma ve işlem kapasiteleri gündeme geldiğinde raw data tutma noktasında NoSQL sistemler diğer ilişkisel veritabanlarına nazaran oldukça başarılıdır. Bu yazı kapsamında değerlendireceğimiz MongoDB ile Micrsooft SQL Server karşılaştırmasındaki verilerden de anlaşılacağı üzere, gerçek zamanlı ve yüksek veri işleme hızına ihtiyaç duyulduğu anlarda MongoDB gibi NoSQL veritabanları ihtiyacımızı karşılayabilmektedir. Bizim de VesLabs bünyesinde yoğun olarak kullandığımız MongoDB veritabanı performansı noktasında diğer NoSQL veritabanı rakiplerine göre de avantajlı durumdadır.

Takip eden bölümlerde MongoDB ve SQL Server karşılaştırmalı test sonuçlarına ve iki veritabanı yönetim sisteminin performans verileri görülebilecektir.

İlk olarak aşağıdaki grafikten görülebileceği gibi basit insert işlemlerinde MongoDB, SQL Server veritabanına göre oldukça performanslı durumdadır.

081415_0851_Nesnelerinn2

081415_0851_Nesnelerinn3

MongoDB Basit sınıf yapısı

081415_0851_Nesnelerinn4

SQL Server Basit sınıf yapısı

081415_0851_Nesnelerinn5

MongoDB:

081415_0851_Nesnelerinn6

SQL Server:

081415_0851_Nesnelerinn7

Sorgu Süresi Karşılaştırmaları

081415_0851_Nesnelerinn8

081415_0851_Nesnelerinn9

Kompleks Veriler ve Gerçek Dünya

Aşağıda gösterilen gibi basit bir ilişkisel veri sınıfı yaratarak iki farklı veritabanı sisteminin performans verilerini kıyaslayacak olursa aşağıdaki sonuçlara ulaşmamız mümkün olacaktır.

MongoDB

081415_0851_Nesnelerinn10

SQL Server:

081415_0851_Nesnelerinn11

Sorgu sonuçları ve analizler;

081415_0851_Nesnelerinn12

081415_0851_Nesnelerinn13

Sonuç olarak yukarıda da görülen test sonuçlarındaki gibi MongoDB veritabanı, SQL Server ilişkisel veritabanı örneğine göre performans, veri erişim hızı gibi konularda belirgin bir farkla öne çıkmaktadır. Bu noktadan hareketle nesnelerin interneti uygulamalarındaki gerçek zamanlı veri erişim ve analiz ihtiyaçları, en doğru ve güvenilir şekilde NoSQL veritabanları tarafından adreslenmektedir. Diğer büyük veritabanı üreticisi firmalar (Oracle, Microsoft, IBM gibi) mevcut ürünleri üzerinde bu yenidünyaya uyum sağlayabilecek eklentiler geliştirmektedirler. Bu gelişimi bizler de VesLabs olarak yakından takip ederek, gerekli durumlarda hem projelerimizde hem de mevcut ürünlerimizde kullanmak için sistemlerimizi dinamik bir mimaride kurgulamaktayız. Müşterilerimize sunduğumuz en hızlı ve güvenli çözümlerimizi en doğru şekilde işleterek, her türlü veri analiz ihtiyacında müşterilerimizin güncel teknolojilerle yanında olmayı hedeflemekteyiz.

KAYNAK : http://www.veslabs.com/nesnelerin-interneti-iot-uygulamalarinda-veritabani-ihtiyaclari/ ( Kaan Tezgel )

 

 

İlginize Çekebilir

NIST Cybersecurity White Paper : Internet of Things (IoT) Trust Concerns

Bir cevap yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak.