Podstrona: Internet Wszechrzeczy / POLITECHNIKA RZESZOWSKA im. Ignacego Łukasiewicza

W Zakładzie Systemów Złożonych Wydziału Elektrotechniki i Informatyki powstało stanowisko Internetu Wszechrzeczy. Zbudowane z elementów składowych tworzy unikatowy system do powadzenia badań podstawowych (teoretycznych i symulacyjnych), eksperymentalnych prac rozwojowych i świadczenia usług o charakterze komercyjnym. Specjalistyczne stanowisko może być używane do badania zjawisk i interakcji towarzyszących konwergencji i emergencji złożonych procesów, zasobów sprzętowych, aplikacyjnych oraz ludzi we współczesnych i przyszłych systemach ICT tworzących Internet Wszechrzeczy. Stanowisko powstało dzięki zaangażowaniu kierownika zakładu dr. hab. inż. Dominika Strzałki, prof. PRz, dr. inż. Marka Bolanowskiego i dr. inż. Andrzeja Paszkiewicza.

Stały i dynamiczny rozwój technologii informatycznych sprawia, że jesteśmy świadkami znaczących zmian w zakresie cyfryzacji kolejnych obszarów naszego życia. Dzięki upowszechnieniu Internetu nie tylko usługi www stały się dostępne dla przeciętnego użytkownika, lecz także pojawiło się wiele nowych interesujących koncepcji, takich jak: e-biznes, sieci społecznościowe, dostęp o treści audio, wideo oraz wszechobecna koncepcja cyfryzacji. Można odnieść wrażenie, że Internet stał się immanentną częścią otaczającej nas rzeczywistości. Kiedy rozpoczęto dołączanie do sieci nie tylko specjalistycznych urządzeń sieciowych, komputerów i serwerów, ale także urządzeń i maszyn codziennego użytku ogłoszono powstanie Internetu Rzeczy (Internet of Things, IoT). W ślad za tym rozwiązaniem sieć Internet umożliwiła gromadzenie i przetwarzanie dużej ilości danych oraz pojawiły się w niej procesy, które współcześnie rozumiemy jako chmurę obliczeniową. W związku z tym firma Cisco zapoczątkowała nową koncepcję, nazwaną Internetem Wszechrzeczy (Internet of Everything, IoE), która definiuje to pojęcie jako „inteligentne połączenie ludzi, procesów, danych i rzeczy”. W Internecie Rzeczy (IoT) cała komunikacja odbywa się między maszynami, jednak bardziej ekspansywna koncepcja IoE obejmuje, oprócz komunikacji między maszynami (machine-to-machine, M2M), interakcje między maszynami a ludźmi (machine-to-people, M2P) i wspomagane technologią interakcje między ludźmi (people-to-people, P2P).

Politechnika Rzeszowska, mając na uwadze rozwój technologii IT oraz wspomniany dynamiczny rozwój nowych koncepcji i wszechobecną cyfryzację, uruchomiła w Zakładzie Systemów Złożonych Wydziału Elektrotechniki i Informatyki stanowisko Internetu Wszechrzeczy. Zbudowane z elementów składowych tworzy unikatowy system do powadzenia badań podstawowych (teoretycznych i symulacyjnych), eksperymentalnych prac rozwojowych i świadczenia usług o charakterze komercyjnym z wykorzystaniem elementów rzeczywistych, takich jak:

• zaawansowany symulator złożonych systemów sieciowych wraz z RiverBed Modeler z możliwością tworzenia własnych urządzeń, wsparciem dla komunikacji przewodowej i bezprzewodowej oraz integracją symulowanych systemów wirtualnych z elementami rzeczywistego środowiska uzupełniony o dwa serwery pomocnicze,
• zestaw czterech wysoko wydajnych przełączników rdzeniowych i dzewięciu przełączników agregacyjnych pozwalających na tworzenie topologii testowych wraz modułami komunikacji bezprzewodowej, systemem zarządzania i wsparciem dla urządzeń klasy IoE,
• sprzętowy tester/generator ruchu umożliwiający definiowanie przepływów w we wszystkich warstwach modelu ISO/OSI wraz z niezbędnym oprogramowaniem,
• system testowania bezpieczeństwa oparty na BreakingPoint Keysight pozwalający na tworzenie przepływów symulujących prace wielu urządzeń IoE z uwzględnieniem ruchu o charakterze normalnym i z anomaliami (wirusy, ataki DDoS itp.),
• moduł serwerów obliczeniowych dużej mocy, o architekturze wieloprocesorowej, wielordzeniowej, wspierających procesy wielowątkowe, wirtualizację systemów operacyjnych, zrównoleglanie obliczeń oraz znaczącą poprawę wydajności dla obliczeń różnych programów symulacyjnych, także z wykorzystaniem kart GPU, wyposażony w oprogramowanie wirtualizacyjne z zaawansowanym modelem zarządzania, systemem monitoringu i logowania zdarzeń, system UPS oraz zestaw wysoko przepustowych przełączników gwarantujących wymianę danych pomiędzy poszczególnymi serwerami.

Specjalistyczne stanowisko może być używane do badania zjawisk i interakcji towarzyszących konwergencji i emergencji złożonych procesów, zasobów sprzętowych, aplikacyjnych oraz ludzi we współczesnych i przyszłych systemach ICT tworzących Internet Wszechrzeczy przez:

• modelowanie i testowanie wielowątkowych procesów obliczeniowych w Industry 4.0/5.0,
• analizę wydajności algorytmów obejmujących: data mining, uczenie maszynowe, process discovery, wielokryterialne systemy wspierania decyzji,
• implementację i badanie algorytmów wykrywania anomalii w ruchu sieciowym, wysoko wydajnych systemach przetwarzania klasy enterprise, mainframe oraz struktur komunikacyjnych w infrastrukturze IoE,
• modelowanie przepływu płynów metodą obliczeniowej mechaniki płynów (CFD) w zastosowaniu do optymalizacji i projektowania złożonych systemów separacji mieszanin wieloskładnikowych, w tym w szczególności mieszanin białek aktywnych farmakologicznie,
• projektowanie i konfigurację systemów przetwarzania danych, w tym danych genomicznych pozyskiwanych z technologii Oxford Nanopore,
• badanie, eksplorację i analizę elementów cloud computing, w tym konfiguracja i klasteryzacja systemów serwerowych (HA),
• testy rozwiązań redundancji i ochrony przed błędami i uszkodzeniami w infrastrukturze serwerowej,
• detekcję anomalii w systemach rozproszonych z uwzględnieniem korelacji parametrów eksploatacyjnych,
• modelowanie niezawodności systemów rozproszonych i ich odporności na uszkodzenia,
• łączenie symulowanych w wirtualnym środowisku elementów infrastruktury z rzeczywistymi systemami i urządzeniami.

Koncepcja Internetu Wszechrzeczy jako efekt globalnej ewolucji sieci Internet nie tylko jest dostępna dla urządzeń, np. komputerów, smartfonów, tabletów, lecz także umożliwia powszechną łączność i wymianę danych przez wiele obiektów świata rzeczywistego oraz wirtualnego, w tym ludzi i procesy. Jest to nowy, rozproszony ekosystem zapewniający wielorakie, wielopoziomowe interakcje pomiędzy poszczególnymi elementami przy użyciu sieci Internet.

Stanowisko Internetu Wszechrzeczy zapewnia Politechnice Rzeszowskiej odpowiedni potencjał techniczny oraz organizacyjny do realizacji prac badawczych i rozwojowych przez dostęp do unikatowej, wysoko wydajnej aparatury, oprogramowania i baz danych, odpowiedniej mocy obliczeniowej oraz know-how w zakresie gromadzenia i przetwarzania danych oraz procesów w sieci Internet. Istotnym elementem uruchamianego stanowiska jest także możliwość realizacji prac w zakresie cyberbezpieczeństwa przez budowę, testy, symulacje i podnoszenie świadomości użytkowników w zakresie cyberzagrożeń.