¿Qué es un Databus?

Los sistemas IIoT típicos requieren que los datos se compartan entre múltiples dispositivos y múltiples redes, desde el borde hasta la niebla y la nube. Esto es un desafío porque el volumen de corte de datos, sin mencionar los estrictos requisitos de seguridad, puede abrumar fácilmente una red. Estos desafíos requieren nuevas formas de gestionar un mayor volumen de datos, requisitos de rendimiento, riesgos de seguridad y certificaciones de seguridad. Uno de los cambios más importantes es el databus y su capacidad única para gestionar el flujo de datos IIoT.

Definición de Databus

Un databus es un marco de software centrado en datos para distribuir y administrar datos en tiempo real en el IIoT. Permite que las aplicaciones y los dispositivos funcionen juntos como un solo sistema integrado.

El databus simplifica la lógica de aplicaciones e integración con un poderoso paradigma centrado en los datos. En lugar de intercambiar mensajes, los componentes de software se comunican a través de objetos de datos compartidos. Las aplicaciones leen y escriben directamente el valor de estos objetos, que se almacenan en caché en cada participante.

Las características clave de un databus son:

• Los participantes/aplicaciones interactúan directamente con los datos
• La infraestructura entiende y, por lo tanto, puede filtrar selectivamente los datos
• La infraestructura impone reglas y garantías de parámetros de Calidad de servicio (QoS), como velocidad, confiabilidad y seguridad del flujo de datos

Diferencia entre base de datos y databus

El databus proporciona datos en movimiento cuando una base de datos proporciona datos en reposo.

Una base de datos implementa almacenamiento centrado en los datos. Guarda información antigua que puede buscar más tarde relacionando las propiedades de los datos almacenados.

Un databus implementa la interacción centrada en datos. Gestiona la información futura al permitirle filtrar por propiedades de los datos entrantes. La centricidad de los datos se puede definir por estas propiedades:

• La interfaz son los datos. No hay envoltorios o bloqueadores artificiales para interactuar, como mensajes, objetos, archivos o patrones de acceso.
• La infraestructura comprende esos datos. Esto permite filtrar / buscar, herramientas y selectividad. Desacopla las aplicaciones de los datos y, por lo tanto, elimina gran parte de la complejidad de las aplicaciones.
• El sistema administra los datos e impone reglas sobre cómo las aplicaciones intercambian datos. Esto proporciona una noción de «verdad». Permite la vida útil de los datos, la coincidencia de modelos de datos, las interfaces CRUD, etc.

Es importante tener en cuenta que un databus no es solo una base de datos con la que interactúa a través de una interfaz pub-sub. No hay base de datos. Una base de datos implica almacenamiento: los datos residen físicamente en algún lugar. Un databus implementa un concepto puramente virtual llamado «espacio de datos global» e implica datos en movimiento.

¿Por qué implementar un databus?

Las tecnologías de base de datos y de databus sustituyen la interacción aplicación-aplicación por la interacción aplicación-datos-aplicación. Este cambio es absolutamente crítico. Desacopla aplicaciones y facilita enormemente el escalado, la interoperabilidad y la integración de sistemas, lo que es crucial para los sistemas IIoT. La diferencia es realmente una de los datos antiguos almacenados en una base de datos (probablemente centralizada) frente a los datos futuros enviados directamente a las aplicaciones desde una base de datos distribuida.

¿Qué es un databus en capas?

La Arquitectura de Referencia de Internet Industrial (IIRA) del Consorcio de Internet Industrial (IIC) es una guía arquitectónica basada en estándares que los desarrolladores pueden usar para diseñar sistemas IIoT basados en un marco común. La IIRA recomienda un nuevo patrón arquitectónico para los sistemas IIoT llamado patrón de «databus en capas».

En los sistemas IIoT, emerge un patrón de arquitectura común que se compone de múltiples bases de datos superpuestas por QoS de comunicación y necesidades de modelos de datos. Por lo general, las bases de datos se implementarán en el borde de las máquinas inteligentes o subsistemas de nivel más bajo, como en un automóvil, una plataforma petrolera o una habitación de hospital. Por encima de eso, habrá uno o más bancos de datos que integren estas máquinas o subsistemas inteligentes, facilitando las comunicaciones de datos entre y con el centro de control de nivel superior o los sistemas de backend. La capa de backend o centro de control podría ser el databus de capa más alto del sistema, pero puede haber más de estas tres capas.

Los sistemas IIoT típicos requieren compartir datos a través de múltiples redes como esta, desde el borde hasta la niebla y la nube. Por ejemplo, en un hospital conectado, los dispositivos tienen que comunicarse dentro de un paciente o sala de operaciones, con estaciones de enfermería y monitores externos, con aplicaciones de análisis en tiempo real para alarmas inteligentes y soporte de decisiones clínicas, y con registros de salud de TI. Esto es un reto por varias razones. El volumen agregado de datos de dispositivos de streaming podría abrumar fácilmente las redes hospitalarias; los datos de los pacientes deben rastrearse de forma segura, incluso cuando los pacientes y los dispositivos se mueven entre habitaciones y redes; y, además, los dispositivos y las aplicaciones deben interoperar, incluso cuando los desarrollan diferentes fabricantes. Una arquitectura de base de datos en capas es el marco ideal para resolver estos desafíos y desarrollar sistemas de sistemas IIoT de varios niveles.

Modelo para la industria de Internet V1.8

Beneficios de un databus en capas

Los beneficios de implementar una arquitectura de databus en capas incluyen:

• Integración rápida de dispositivo a dispositivo-con tiempos de entrega en milisegundos o microsegundos
• Detección automática de datos y aplicaciones-con y entre bases de datos
• Integración escalable – comprometiendo cientos de miles de máquinas, sensores y actuadores
• Redundancia natural – permitiendo una disponibilidad y resistencia extremas
• Aislamiento jerárquico del subsistema – permitiendo el desarrollo de diseño de sistemas complejos

La base de datos Connext: un poderoso paradigma centrado en los datos

RTI Connext DDS cuenta con un databus que permite a las aplicaciones intercambiar datos a través de un método de comunicación entre pares de publicación y suscripción. Las aplicaciones DDS no dependen de un agente centralizado, sino que se descubren unas a otras a través del databus, uniéndose o saliendo del dominio DDS en cualquier momento. Este marco elimina un único punto de falla o cuello de botella en la red. Connext DDS maneja los detalles de la distribución, sincronización y administración de datos, incluida la serialización y la administración del ciclo de vida. Su fiabilidad, seguridad, rendimiento y escalabilidad están probadas en los sistemas industriales más exigentes.