IoT (Nesnelerin İnterneti) Mimarisinin Temel Katmanları

Başlıca IoT Katmanları

Bazen farkında bile olmasak da IoT (Nesnelerin İnterneti) çözümleri, gündelik hayatımızda git gide daha önemli bir yer kaplamaya başladı. Kent yaşamında, beklediğimiz toplu taşıma aracının tam olarak nerede olduğunu bir mobil uygulama üzerinden görebildiğimiz çözümlerden, bileğimize taktığımız akıllı saatler aracılığıyla toplanan sağlık verilerinin, tıbbi destek almak istediğimiz hekimle paylaşılmasını sağlayan sistemleri gündelik hayatın pek çok anında IoT sistemlerde karşılaşıyoruz. 

Çoğu zaman bu karşılaşmalar, sözünü ettiğimiz gibi, neredeyse farkında bile olmadığımız bir doğallıkta gerçekleşiyor. Dolayısıyla IoT bizim için, gereken komutları alan ve işini yapan bir mekanizmadan ötesi olarak algılanmanın ötesine geçemiyor. Oysa IoT sistemlerin tasarımında oldukça kompleks ve iç içe geçmiş katmanlardan oluşan bir mimari yer alıyor. Gelin isterseniz bu yazımızda IoT sistemlerin arkasında yatan mimarinin temel katmanları hakkındaki genel bilgiler vermeye çalışalım.

1. Algılama Katmanı

IoT sistemlerin belki de en görünür yüzü olan bu katman, temelinde çoğunlukla sensörler bulunan akıllı cihazların yer aldığı katmandır. Bu katmanda gerçekleştirilen görev, sensörler aracılığıyla alınan analog sinyallerin dijital verilere dönüştürülmesidir. Elbette, bu işlemin tam tersinin geçerli olduğu durumlar da vardır. Bu haliyle, IoT sistemlerin algılama katmanı, fiziksel dünya ile dijital dünya arasında konumlanmış bir köprü olarak düşünülebilir. Sensörlerin yanı sıra, elektrik sinyallerini fiziksel eyleme dönüştüren aktüatörler ya da bunların ikisiyle de donatılmış daha karmaşık makine ve cihazlar da bu katmanda yer alabilir.

2. Bağlantı Katmanı

IoT mimarisinin temel işlevlerinden birini yerine getiren bağlantı katmanı, isminden anlaşılabildiği gibi, cihazlar, ağlar ve bulut servisleri gibi ögelerin birbiriyle sürekli haberleşmelerini sağlayan katmandır. Farklı amaçlar ve gereklilikler için; Ethernet, Wifi, NFC ya da Bluetooth gibi bir çok bağlantı türünün kullanıldığı bu katmanda, IoT sistemler için kritik bir öneme sahip olan “verilerin aktarılması” işlemi gerçekleşir. Ayrıca bu katmanda, TCP ya da UDP/IP üzerinden doğrudan bağlantılar kullanılabileceği gibi, çeşitli farklı protokoller arasında verilerin tercüme edildiği ya da verilerin şifrelendiği ve şifrelenmiş verilerin çözüldüğü bağlantı türleri de yer alır.  

3. İşleme Katmanı

Bu katman, IoT sistemlerde diğer katmanlarından gelen ham verilerin kullanışlı bilgilere dönüştürüldüğü bölümü ifade eder. Bu katmanda aslında işler, verilerin biriktirilmesi ve  verilerin somutlaştırılması biçiminde iki aşamada gerçekleşir. Verilerin biriktirilmesi, çok büyük boyutlarda ve birbirinden farklı verinin, doğru ve etkili biçimde tasnif edilmesi ve saklanması ile ilgilidir. İkinci aşamada ise veriler, son kullanıcı uygulamalarının yorumlayabileceği biçimde dönüştürülür. İşleme katmanında gerçekleşen bu iki işlem, IoT çözümlerindeki cihazların farklılıklarıyla birlikte aynı sistem içinde çalışabilmelerini sağlamasıyla öne çıkar. 

4. Uygulama Katmanı

IoT mimarisinin bu katmanında, yazılımsal olarak analiz edilen veriler, gereken çözümleri sağlamak  amacıyla uygulamalar tarafından kullanılırlar. Cihazları izlemek ve kontrol etmekten, basit etkileşimler için kullanılan mobil uygulamalara, büyük çaplı bilgi toplama işlemlerinden, makine öğrenmesi için veri elde etmeye kadar geniş bir yelpazede iş gören uygulamaların, IoT mimarisinde yer aldıkları katman burasıdır.

Elbette, IoT sistemlerin çok katmanlı mimarisinde kullanılan yegâne katmanlar bunlar değildir. Fakat, bu yazıda genel hatlarıyla işlevlerini açıklamaya çalıştığımız bu katmanların, IoT mimarisinin bel kemiği niteliğinde oldukları söylenebilir. Elbette, bu temel katmanların yanında IoT mimarisi, iş katmanı, güvenlik katmanı gibi yan katmanlardan da yararlanır. Belki de bu yan katmanlar başka bir yazının konusu olarak ele alınabilir. Ankaref Blog’da IoT mimarisinin temel katmanları üzerine kaleme aldığımız bu yazıyı yararlı bulduysanız, Ankaref Blog anasayfasından diğer yazılarımıza da göz atmak isteyebilirsiniz. Bir sonraki Ankaref Blog yazısında görüşmek üzere, hoşça kalın.