Por Patrick Steiner, Lead Architect de Red Hat
El Internet de las Cosas ofrece un gran potencial para las empresas, pero también está cambiando los negocios de TI. Mediante el análisis de datos de los dispositivos conectados a la red, se pueden automatizar los procesos empresariales, aumentar la productividad y reducir costes. Esto requiere una gran escalabilidad, una infraestructura de TI fiable y segura, que debería basarse en componentes y protocolos estandarizados y operar en tres niveles diferentes: la capa de dispositivo, la capa de gateway y la capa de data center.
El Internet de las Cosas (IoT) incorpora dispositivos inteligentes de todo tipo, como sensores, dispositivos móviles, máquinas o vehículos conectados entre sí y con la nube. El análisis de datos del IoT ofrece grandes oportunidades para las empresas – permite tomar decisiones más rápido, optimizar los procesos de negocio o desarrollar nuevas aplicaciones o incluso modelos de negocio. De esta forma, el Internet de las Cosas está presente en casi todos los campos, desde energía, salud y transporte, hasta retail, hostelería, industria y servicios financieros.
Esto abre una amplia gama de nuevas aplicaciones potenciales, desde tecnología para edificios inteligentes, iluminación automatizada o gestión energética, sistemas inteligentes de fabricación, soluciones optimizadas para inventario, logística y gestión de la cadena de suministro o para la supervisión remota de los datos vitales de los pacientes.
La magnitud y el carácter público del Internet de las Cosas implican también enormes retos tecnológicos. Los arquitectos de sistemas y de red tienen que optimizar la infraestructura de TI con el fin de cumplir con los exigentes requisitos del IoT en términos de escalabilidad, fiabilidad y seguridad.
En el estudio “Worldwide Internet of Things (IoT) 2013–2020 Forecast: Billions of Things, Trillions of Dollars,’ la consultora IDC prevé que en 2020 más de 220 mil millones de dispositivos estarán conectados a través del Internet de las Cosas. Un único sistema inteligente podría recopilar y analizar miles de millones de objetos de datos de millones de endpoints diferentes. Esto supondrá una demanda de rendimiento sin precedentes para el procesador, almacenamiento y redes y plantea nuevos retos para la escalabilidad.
Las aplicaciones basadas en el IoT y los procesos de negociación automatizados también exigen mayor disponibilidad del sistema. Muchos sistemas inteligentes tienen aplicaciones de misión crítica, y el fallo de estos sistemas podría provocar una disminución de la productividad, insatisfacción de los clientes o un descenso en las ventas. Más importantes aún son los servicios de emergencia, las aplicaciones médicas y las soluciones de vigilancia. En estos casos, un fallo en el sistema podría poner en peligro la propiedad, el medio ambiente, la salud o incluso la vida de las personas.
Las soluciones distribuidas del IoT crean también problemas de seguridad de gran envergadura, puesto que los sistemas están conectados en red por Internet y utilizan capacidad de procesamiento y almacenamiento en la nube. Por eso las empresas necesitan expandir su infraestructura de seguridad para protegerse eficazmente frente al robo y pérdida de datos y los cada vez más sofisticados ataques de negación de servicios. Esta infraestructura incluye funciones de autenticación, autorización y auditoría. Esto fomenta la confianza, regula el acceso a los recursos y garantiza el cumplimiento de las políticas y normas legales de la empresa. Las empresas deben utilizar métodos de cifrado eficaces con el fin de proteger su propiedad intelectual y los datos de sus clientes contra el hurto.
El modelo por capas satisfice las demandas
Las soluciones inteligentes de TI cumplen con los requisitos de los sistemas del IoT en términos de escalabilidad, fiabilidad y seguridad. Estas soluciones están basadas en un modelo jerárquico con una capa de dispositivos, una capa de control y una capa de centro de datos o cloud. Las soluciones también utilizan protocolos y componentes estandarizados.
La capa de dispositivo incluye un elevado número de dispositivos inteligentes, incluyendo dispositivos móviles, wearables, sensores, dispositivos de control, máquinas autónomas, electrodomésticos, etc. La comunicación entre los dispositivos y la capa de control se basa en protocolos de red estándar – ya sea por cable o inalámbrico. Los estándares de mensajería abiertos también se utilizan para dirigir datos originales e intercambiar información del sistema de control. La capa de dispositivos también incluye gateways que permiten la interoperabilidad con los dispositivos más antiguos y propietarios.
La capa de gateway sirve de enlace entre los dispositivos y los centros de datos o la cloud. Recoge y guarda los datos de los dispositivos y los envía al centro de datos. Además, también envía información de control a los dispositivos – todo ello basado en normas de mensajería abiertas. La capa de gateway también sirve como memoria caché de los datos necesarios para el análisis táctico o de las normas reguladoras.
Además, la capa de gateway tiene un papel central en el sistema de gestión de reglas de negocio (BRMS), ya que guarda los datos en tiempo real supervisados por BRMS con el fin de acelerar los procesos. Esta capa reconoce patrones en los datos y funciones de acuerdo a las reglas predefinidas de negocio. Además, distribuye las cargas de trabajo y los servicios rutinarios automatizados para aplicaciones tales como enrutamiento, transformación, distribución y agregación de datos.
El centro de datos y la capa cloud se hace responsable de las aplicaciones y servicios operativos, análisis de datos y adaptación de las reglas de negocio basadas en tendencias históricas. Almacena los datos para el análisis a largo plazo, contiene la mayoría de las interfaces de usuario y de gestión y ofrece un entorno virtual para tareas complejas, computación distribuida y funciones de análisis de negocio. Además, los datos agregados de la capa de control se recogen y examinan en esta capa y las reglas de negocio se distribuyen downstream.
Flexibilidad y costes más bajos
El modelo de múltiples capas y los estándares abiertos permiten a los sistemas aprovechar todas las ventajas de Internet y de la cloud – como escalabilidad, fiabilidad, seguridad y flexibilidad.
Escalabilidad: El modelo distribuido permite la máxima escalabilidad y reduce los costes. La capa de control intermedio reduce la carga en los centros de datos y la cloud mediante el procesamiento de datos originales, la realización de la lógica empresarial y la comunicación con los dispositivos. Dado que también se reduce la demanda de los dispositivos sobre el rendimiento y almacenamiento del procesador, se pueden utilizar dispositivos más sencillos y rentables. Los elementos de la capa de control se pueden distribuir geográficamente con el fin de maximizar el rendimiento (distribución uniforme de la computación, red y recursos de almacenamiento) y la rentabilidad (costes más bajos del ancho de banda de red).
Fiabilidad: La topología jerárquica es muy resistente en todas las capas y entre capas. Los arquitectos pueden implementar elementos y dominios redundantes con el fin de eliminar los puntos únicos de fallo y entregar un servicio de alta calidad. Un sistema con componentes de red, computación y almacenamiento fiables asegura la disponibilidad continua de las aplicaciones de misión crítica.
Seguridad: El modelo de múltiples capas ofrece múltiples niveles de seguridad. Los arquitectos pueden aplicar diferentes medidas de seguridad a nivel individual (por ejemplo, cifrado y autenticación segura, autorización y auditoría, así como la gestión de la configuración y parches) con el fin de proteger el sistema contra ataques y amenazas.
Flexibilidad: Mediante el uso de interfaces estándar, las empresas obtienen una variedad de protocolos y productos y evitan depender de un solo fabricante. Se pueden utilizar diferentes componentes de diferentes proveedores y combinarlos libremente en un sistema que responda perfectamente a sus necesidades.
Este tipo de sistema flexible y de alto rendimiento puede superar todos los desafíos que el Internet de las Cosas plantea, con sus millones de dispositivos conectados en red y el enorme volumen de datos. Como resultado, las empresas pueden transformar los datos en información valiosa y crear condiciones de éxito a largo plazo en sus negocios.
