Ohjelmoitava maailma – SDx-tuotekehitysympäristö pilvipalvelin-, SDN/NFV- ja IoT-teknologioin
Liimatainen, Esko (2017)
Liimatainen, Esko
Metropolia Ammattikorkeakoulu
2017
All rights reserved
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-201702011862
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-201702011862
Tiivistelmä
Insinöörityön tavoitteena oli toteuttaa startup-projekti, jossa kehitetään ja otetaan käyttöön SDx-tuotekehitysalustan ensimmäinen versio. Alusta mahdollistaa sellaisten digitalisaatio 2.0 -palvelujen kehittämisen, jotka liittyvät muun muassa SmartCity-, SmartEnergy- ja SmartTrasport-palveluihin. Alustan etuihin kuuluu, että se on avoin ja omassa hallinnassa sekä laitetoimittajista riippumaton.
Työssä tutkittiin digitalisaatio 2.0:n mahdollistavia SDx- eli pilvipalvelin-, SDN/NFV- ja IoT-teknologioita. Työssä tutkittiin teknologioiden kypsyysastetta ja markkinanäkymää sekä valittiin tuotekehityspolku tuoteperheiden rakentamiseksi. Tutkimus tehtiin kirjallisuuslähteisiin ja Princetonin yliopiston SDN/NFV-verkkokurssimateriaaliin nojautuen. Valintaperusteina olivat pienet investointi- ja käyttökulut (CAPEX/OPEX), avoimien ohjelmistojen hyödyntäminen, maailmanlaajuisesti skaalautuva ja modulaarinen tuotteistaminen eri alustoille, kuten mobiililaite-, PC-, palvelin- ja pilvialustoille sekä nopea tuotekehityssykli.
Insinöörityössä päädyttiin kriteereiden pohjalta valitsemaan OpenStack-pilvipalvelimeen pohjautuva FIWARE-alusta ja sen ympärille muodostunut avoin ekosysteemi. FIWARE-alusta on Euroopan unionin osarahoittama ja yhteistyöyritysten ylläpitämä. FIWAREn SmartCity IoT -alustaa parannettiin laajentamalla sitä niin sanotulla Fog- eli sumuverkolla, joka ulottuu Espanjan Madridista Suomen pääkaupunkiseudun NEBULA OpenStack -pilveen asti. Sen jälkeen rakennettiin Espooseen SDx-laboratorioympäristö ja lisättiin SDN-kytkin ja NFV ”middlebox” -tuotekehitysympäristöt sekä IoT-gateway- ja sensorilaitteistot. SDx-laboratorioympäristön SDN-kytkimeksi valittiin ONOS-verkonhallintaohjelmisto ja Open vSwitch -kytkin, koska se tukee hyvin operaattoreiden ajatusmallia ja mahdollistaa kehittyneimmän SDN/NFV-tietoliikenneverkkoarkkitehtuurin. NFV ”middlebox” -tuotekehitysympäristöksi valittiin PC-ympäristössä toimiva Princetonin yliopiston SDN/NFV-verkkokurssiympäristö, jonka konfigurointi tehtiin Vagrant-ohjelmistolla. IoT-laitteistoina käytettiin Raspberry Pi- ja Arduino-kehityskittejä. Ohjelmistoina niissä käytettiin muun muassa Adafruit IoT -ohjelmistoja. Työssä päästiin tavoitteeseen: siinä tutkittiin, valittiin, suunniteltiin ja toteutettiin SDx-tuotekehitysalusta. Alustan jatkokehitys tehdään vuonna 2017 perustettavassa startup-yrityksessä.
Työssä tutkittiin digitalisaatio 2.0:n mahdollistavia SDx- eli pilvipalvelin-, SDN/NFV- ja IoT-teknologioita. Työssä tutkittiin teknologioiden kypsyysastetta ja markkinanäkymää sekä valittiin tuotekehityspolku tuoteperheiden rakentamiseksi. Tutkimus tehtiin kirjallisuuslähteisiin ja Princetonin yliopiston SDN/NFV-verkkokurssimateriaaliin nojautuen. Valintaperusteina olivat pienet investointi- ja käyttökulut (CAPEX/OPEX), avoimien ohjelmistojen hyödyntäminen, maailmanlaajuisesti skaalautuva ja modulaarinen tuotteistaminen eri alustoille, kuten mobiililaite-, PC-, palvelin- ja pilvialustoille sekä nopea tuotekehityssykli.
Insinöörityössä päädyttiin kriteereiden pohjalta valitsemaan OpenStack-pilvipalvelimeen pohjautuva FIWARE-alusta ja sen ympärille muodostunut avoin ekosysteemi. FIWARE-alusta on Euroopan unionin osarahoittama ja yhteistyöyritysten ylläpitämä. FIWAREn SmartCity IoT -alustaa parannettiin laajentamalla sitä niin sanotulla Fog- eli sumuverkolla, joka ulottuu Espanjan Madridista Suomen pääkaupunkiseudun NEBULA OpenStack -pilveen asti. Sen jälkeen rakennettiin Espooseen SDx-laboratorioympäristö ja lisättiin SDN-kytkin ja NFV ”middlebox” -tuotekehitysympäristöt sekä IoT-gateway- ja sensorilaitteistot. SDx-laboratorioympäristön SDN-kytkimeksi valittiin ONOS-verkonhallintaohjelmisto ja Open vSwitch -kytkin, koska se tukee hyvin operaattoreiden ajatusmallia ja mahdollistaa kehittyneimmän SDN/NFV-tietoliikenneverkkoarkkitehtuurin. NFV ”middlebox” -tuotekehitysympäristöksi valittiin PC-ympäristössä toimiva Princetonin yliopiston SDN/NFV-verkkokurssiympäristö, jonka konfigurointi tehtiin Vagrant-ohjelmistolla. IoT-laitteistoina käytettiin Raspberry Pi- ja Arduino-kehityskittejä. Ohjelmistoina niissä käytettiin muun muassa Adafruit IoT -ohjelmistoja. Työssä päästiin tavoitteeseen: siinä tutkittiin, valittiin, suunniteltiin ja toteutettiin SDx-tuotekehitysalusta. Alustan jatkokehitys tehdään vuonna 2017 perustettavassa startup-yrityksessä.