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M. Hammerer:
"On Providing On-demand Interoperability Solutions for the IoT";
Supervisor: H. Truong; Institute of Information Systems Engineering, Distributed Systems Group, 2018; final examination: 2019-01-21.

As more and more Things join the Internet, the interoperability of Things becomes a major concern. Several challenges arise when Things should be able to interoperate with other software components. Since Things enable an enormous area of application, they are highly heterogeneous actors. Things are designed to fit the application context and as a result the data that Things offer varies greatly. Additionally, Things use diverse technologies since their requirements diverge. Software systems that utilise the IoT will have to integrate cloud services, network functions and Things. Such IoT cloud systems will be major enablers of IoT applications. But in order for an IoT cloud system to function, the components of the system have to interoperate with each other. However, the Thing diversity presents a challenge when the interoperability of IoT cloud systems is pursued. Appropriate interoperability solutions are needed to manage the technology and data diversity, such that Things can interoperate with IoT cloud systems. Nevertheless, the technology and data diversity itself is not the only interoperability challenge that needs to be resolved. Things are often mobile and depend strongly on their context and environment. As Things move through the world or change contexts, they will have to dynamically enter and leave IoT cloud systems. It is therefore not sufficient to manage the interoperability problems with static means. Interoperability solutions need to be provided on-demand. Detecting interoperability problems and finding appropriate solutions is still an exhaustive and costly task. Same is true for provisioning and deploying such solutions. However, all of those steps are required to provide on-demand interoperability solutions. The aim of this thesis is to reduce the time and effort that is required to perform those tasks. By modeling the interoperability capabilities of Things, network functions and cloud services with interoperability metadata, we endeavour to detect interoperability problems and recommend solutions. Furthermore, we reuse and deploy software components that are deemed capable of solving the problem. Additionally, we discuss and define the property of on-demand interoperability and several factors that are key to providing on-demand interoperability. We introduce Interoperability DevOps as the main stakeholders of our framework, since complex interoperability problems must be resolved with human intelligence. A proof-of-concept prototype that implements the framework was built during this thesis. The prototype was then used to evaluate the appropriateness of the framework.

Da immer mehr Dinge dem Internet beitreten, wird die Interoperabilität von Dingen eine wichtige Angelegenheit. Eine Vielzahl an Herausforderungen entstehen wenn Dinge in der Lage sein sollen, mit anderen Softwarekomponenten zu interoperieren. Weil Dinge eine enormes Anwendungsbereich ermöglichen, sind sie höchst heterogene Aktoren. Dinge sind so designt, dass sie dem Anwendungskontext gerecht werden und daraus folgt, dass die von Dingen bereitgestellten Daten höchst verschieden sind. Dazu kommt, dass Dinge unterschiedlichste Technologien verwenden, da die Anforderungen an den Technologien
divergieren.
Softwaresysteme, die sich das Internet der Dinge (nachfolgend IoT) zu Nutzen machen, werden Cloudservices, Netzwerkfunktionen und Dinge integrieren müssen. Sogenannte IoT Cloud Systems werden wichtige Ermöglicher von IoT Applikationen. Aber damit IoT Cloud Systems funktionieren, müssen deren Komponenten miteinander interoperieren.
Die Diversität der Dinge stellt jedoch eine Herausforderung für die Interoperabilität von IoT Cloud Systems dar. Angemessene Interoperabilitätslösungen werden benötigt um die Technologie- und Datendiversität zu bewältigen, sodass Dinge mit IoT Cloud Systemen interoperieren können. Die Technologie- und Datendiversität an sich ist jedoch nicht die einzige Interoperabilitätsherausforderung die bewältigt werden muss. Dinge sind oft mobil und von ihrem Kontext und ihrer Umwelt abhängig. Wenn sich Dinge in der Welt bewegen oder den Kontext wechseln, werden sie IoT Cloud Systeme dynamisch betreten und verlassen müssen. Es ist daher nicht ausreichend, Interoperabilitätsprobleme mit statischen Mitteln zu bewältigen. Interoperabilitätslösungen müssen on-demand bereitgestellt werden.
Das Detektieren von Interoperabilitätsproblemen und das Finden angemessener Lösungen ist noch immer eine erschöpfende und teure Tätigkeit. Das selbe gilt für das Bereitstellen und das Anwenden solcher Lösungen. All diese Schritte sind jedoch nötig um Interoperabilitätslösungen on-demand bereitzustellen. Das Ziel dieser Diplomarbeit ist, die Zeit und den Aufwand zu reduzieren, der benötigt ist um solche Tätigkeiten durchzuführen. Durch das Modelieren von den Interoperabilitätsfähigkeiten von Dingen, Netzwerkfunktionen und Cloudservices mithilfe von Interoperabilitätsmetadaten, bestreben wir Interoperabilitätsprobleme zu detektieren und Lösungen vorzuschlagen. Softwarekomponenten, die als fähig angesehen werden das Problem zu lösen, werden wiederverwendet und angewendet.
Außerdem diskutieren und definieren wir die Eigenschaft der on-demand Interoperabilität und mehrere Fakturen die entscheidend sind um on-demand Interoperabilität bereitzustellen. Wir stellen Interoperabilitäts DevOps als die wichtigsten Interessensvertreter unseres Frameworks vor, da komplexe Interoperabilitätsproblem mit menschlicher Intelligenz gelöst werden müssen. Ein Proof-of-Concept Prototyp der das Framework implementiert wurde im Zuge der Diplomarbeit entwickelt. Der Prototyp wurde anschließend verwendet um die Angemessenheit des Frameworks zu evaluieren.