Descubriendo Internet of Things El Internet de las Cosas Una nueva manera de relacionarnos con nuestro entorno

Juan Cazila CCIE 3044

Roberto Junco CCIE 23047

 

Internet of Things.  

Segunda Edición, Agosto de 2015.

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Internet of Things Material de divulgación general  

Acerca de los autores Juan Cazila, CCIE No 3044. Trabaja desde hace más de 20 años en áreas de tecnología. Actualmente desarrolla soluciones de IT genéricas resolviendo la problemática del negocio de la cuentas globales de Cisco Systems (GET). Anteriormente desarrolló tareas de Systems Engineer en Cisco Latino América para sector público antes de ser parte del grupo global. Previamente a esto trabajó durante casi una década en Europa desarrollando el mercado de servicios profesionales de Cisco, donde lideró el programa PSP (Professional Service Partner). Adquirió su certificación CCIE en Halifax, Canadá en el año 1997, en 1998 se certifico como Instructor de Cisco CCSI en California, USA, estudió en la Universidad John F. Kennedy de Argentina y completó una Diplomatura de Especialista en Tecnologías de la Información para la empresa en la Universidad Politécnica de Madrid, España. Roberto Junco, CCIE No 23047. Acredita más de 20 años de experiencia en tecnología. Trabaja en Cisco Systems como Consulting Systems Engineer en la unidad de negocios de Internet of Things. Anteriormente trabajó como Consulting Systems Engineer en la unidad de negocios de Seguridad Física (PSBU) y también fue parte del grupo de Consultores de Cisco Systems para Latino América. Asesora a los equipos locales de Cisco Systems en el desarrollo de los negocios de Internet de las Cosas. Obtuvo su certificación de CCIE de voz en el año 2008, paso más de 10 años desarrollando negocios en el área de telefonía, colaboración y centros de contactos. Es Ingeniero Electrónico de la Universidad Tecnológica Nacional (UTN) de Argentina y posee una Maestría en Administración de Empresas de la Universidad Católica Argentina. 3

 

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Agradecimientos Agradecemos a las personas que han contribuido con el desarrollo de este material. Rodolfo Milito, Ivan Kobe, Jong Rae John Lee, Jerry Lin, Lachlan Kidd, Masahiro Yokoo Sin su aporte y paciencia este proyecto no hubiera sido realidad. Un agradecimiento especial a quienes contribuyeron con las mejoras en el material, Mariana Salas, Sofía y Pablo Cazila, Daniel Sztejn, Gustavo Spinelli, Gabriel Valentino, Sergio Fernandez, Graciela Sirotich, Gonzalo Perez y Jonathan Elstein. A Eftazio.

Sobre los contenidos Las opiniones expresadas en este libro son propias y personales de los autores en su capacidad privada y no representan las opiniones o políticas de Cisco ni de ninguna otra empresa privada u organismo público. El Propósito de este libro es promover una discusión general sobre Internet of Things y no proveer un aviso técnico o de negocios. La tecnología por su naturaleza cambia rápidamente, y, por tanto, los lectores deben confiar en sus propias investigaciones antes de tomar decisiones relativas a la tecnología. No asumimos responsabilidad alguna por los autores o por terceras partes en relación con el contenido de este libro. 4

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2016, September 26, 7:12pm, Halifax, Canada. Saúl cierra la puerta de su coche para volver a casa luego de un día cargado de reuniones y entrevistas. El sistema operativo de su nuevo automotor lo reconoce, activa la conexión inalámbrica de su terminal móvil, desactiva sus sistemas de seguridad, desbloquea el arranque, enciende la consola centralizada, le mide la presión arterial, activa el test ocular y lo pesa, registra y envía la información al sistema médico centralizado de Saúl en Houston, para su almacenamiento. También le indica los últimos comentarios sobre su persona que se han producido en las redes sociales. Paralelamente el sistema GPS anuncia la recomendación de una nueva ruta para el viaje, ya que se presentan anomalías en la ruta frecuente de regreso a casa. El sistema operativo activa la música pre-configurada para sus pulsaciones y recomienda el menú diario del plan semanal para la cena. Paralelamente anuncia a la red de carreteras que Saúl se apresta a sumarse. Su vehículo sabe que a Saúl le encanta contar con la última información sobre las fusiones de empresas de tecnologías, con lo que le ofrece el resumen de la actividad diaria sobre este tema. Saúl comparte muchas horas a la semana con su coche, es por ello que cuando tomó la decisión de compra, lo hizo considerando seriamente el sistema operativo y la interface M2H (Máquina a Hombre) de su nuevo automotor. Bienvenidos a Internet of Everything.

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Indice Agradecimientos ............................................................ 4 Sobre los contenidos ...................................................... 4 Introducción - IoT ......................................................... 11 Porque llegamos hoy aquí. .................................................. 11 El Cambio y la resistencia..................................................... 15

Internet of Things ........................................................... 33 La evolución de las ideas ..................................................... 33 La descomposición de IoT en fragmentos integrados ..... 37

Modelo IoT por Capas ................................................. 49 Capa de Dispositivo físico, Sensor/Actuador .................... 49 Capa de Conexión, Gateway o Adaptador .................... 57 Características claves que deberán cumplir los Gateways: ........................................................................... 60 Capa de Red (Network and Edge Computing) ............... 65 SDN ...................................................................................... 67 Fog Computing y un papel vital en IoT ........................... 72 Locator/ID Separation Protocol (LISP) ............................. 83 Capa de Aplicación, Gestión o Correlación y Sistemas Analíticos. ............................................................................... 85 7

 

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Analytics ó IoTA (Internet of Things Analytics) ................ 88 Nuevas Plataformas de Gestión o Management de red con la Escalabilidad y la flexibilidad necesaria para IoT .............................................................................................. 98 Capa de Acumulación de Datos, Data Center o Big Data. ............................................................................................... 109 Valor y oportunidad de negocios y propuesta de valor dentro de Big Data .......................................................... 113 Historia y estándares ........................................................ 115 Protocolos y otras consideraciones técnicas ............... 118 Impacto de Integración y sus Etapas ............................ 120 Entorno competitivo en el escenario de Big Data ...... 122 Ideas de Desarrollo y visión de corto plazo .................. 124

Seguridad Física en IoT .............................................. 129 Como se construye la arquitectura .................................. 136 Fase de detección .............................................................. 144 Fase de análisis .................................................................... 150 Fase de respuesta ............................................................... 154 Conclusión ........................................................................ 158 Capa de abstracción, curado de datos ......................... 165

IOT en la industria ....................................................... 171 Routers y Switches Industriales ........................................... 173 8

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Wireless Industrial ................................................................. 180

Casos de Implementación ........................................ 185 The Internet of Things (IoT) - Oil and Gas .......................... 189 Creación de campos de petróleo y Refinerías Digitalmente Conectadas (RDC) .................................. 189 Sistemas de control en Refinerías................................... 191 Sistemas de gestión y provisión de combustibles ........ 195 Retail ..................................................................................... 195 Sector Público ...................................................................... 197 Logística y Distribución ....................................................... 203 Smart Grid ............................................................................ 205 Salud Pública ....................................................................... 209

Seguridad y Privacidad de los Datos en IoT ............ 217 Conclusiones............................................................... 223 Anexo A - LISP ............................................................. 228

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Introducción - IoT Porque llegamos hoy aquí. Hace veinticinco años, cuando nació la primer conexión entre redes dispersas geográficamente, nadie hubiese imaginado el rotundo cambio que el desarrollo de lo que hoy conocemos como Internet iba a producir. Internet reinventa continuamente la manera en la que trabajamos, aprendemos, vivimos y jugamos. Internet of Things generará un cambio aún mayor de lo vivido en los últimos veinticinco años, lo hará más rápido, más crítico y con un impacto social infinitamente mayor. IoT no es un producto, no es una tecnología, no es algo que se pueda comprar o tomar de una estantería ni algo que no existía en el pasado, pero la madurez de las tecnologías, el desarrollo de las aplicaciones, la forma en que vivimos, hace que este concepto tome forma y se haga realidad. Para comprender IoT recorramos la evolución que hemos vivido en estos años. Hoy podemos confirmar lo mucho que ha cambiado la vida de las personas en apenas un periodo generacional. Aceptamos y convivimos con la tecnología, lo que ha representado un profundo cambio de hábitos de la vida cotidiana que, a veces, no somos capaces de analizar o dar el valor en retrospectiva. El cambio fue principalmente generado por la llegada de Internet a nuestras respectivas casas, escuelas y trabajos. 11

 

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¿Somos capaces de dimensionar dicho cambio? o ¿simplemente estamos tan acostumbrados que no podemos valorarlo?. Podemos decir que gran parte de la sociedad aceptó el cambio, se adecuó a él, y no hay dudas de que lo que vivimos hasta ahora no es mas que el punto de partida de un cambio mayor, habiendo sido Internet tan solo un disparador a los nuevos paradigmas que regirán nuestros hábitos en el futuro. Nos proponemos reflexionar para darnos cuenta lo mucho que se nos han facilitado las cosas en los diversos entornos, como el trabajo, el ocio, el aprendizaje, el turismo, las compras, entre otros. Así, creemos que nuestra vida sin dudas ha cambiado, en mayor o menor medida, en función del nivel de acceso a los recursos de Internet, y lo vinculado al grupo de pertenencia (estratos sociales, franjas de edad o niveles de acceso a la conectividad y a nuevas tecnologías disponibles). Vivimos cambios importantes. No sólo en nuestra dinámica diaria, sino también en la manera de interactuar con nuestro entorno. La dinámica y el cambio son la base que argumenta el paradigma de IoT que planteamos en este libro, dejándole al lector una clara dimensión de la problemática de IoT, sin desatender aspectos que consideramos críticos y que usualmente no se suelen ser tenidos en cuenta, sobretodo en estos momentos donde este proceso sólo ha comenzado. Los cambios que vivimos en los últimos veinticinco años fueron menos intrusivos e impactantes que los que hemos vivido en los últimos diez. Por ende, sin temor a equivocarnos, afirmamos que los que viviremos en la próxima década serán aún más 12

Internet of Things Material de divulgación general   significativos, importantes e innovadores. La velocidad de dicho cambio dependerá de los motores de una economía global estable y de la ausencia de profundas crisis, así como en la inversión en investigación y desarrollo de las grandes corporaciones y/o Gobiernos. Aunque en un mundo globalizado, es difícil que el paradigma de IoT se vea demorado por razones de entorno particulares a un mercado concreto. Hoy en día, variables como el tiempo de adaptación del usuario no parecen un problema como si lo fueron en el pasado incluso en transiciones menos disruptivas que ésta. Quienes venimos trabajando con la tecnología desde hace tiempo, hemos aprendido nuevos paradigmas que, aunque nos hayan resultado inciertos y restrictivos en algunos casos, en otros se han concretado y han transformado centenares de años de hacer las cosas de la misma manera. Son muchos los ejemplos que se pueden expresar y no vamos a hacer más que invitar al lector a pensar en algunos de estos cambios por unos minutos. El caso de la mensajería instantánea despierta particular atención. Profundos son los cambios vivenciados por las nuevas generaciones con respecto a la relación con sus pares, (las necesidades de contactos en tiempo real y no presencial), cambios que impactan directamente en los estados de ánimo de las personas. Tal es el impacto de la tecnología en nuestras vidas que de hecho se han generado nuevos métodos médicos para trabajar con las adicciones a la tecnología o necesidades que generan ansiedad o estrés entre otros síntomas. Procesos con gran vorágine de desarrollo e 13

 

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innovación por parte de los fabricantes, rápida adopción de la tecnología por parte de los usuarios, pero una tardía reacción por parte del entorno de contención alrededor de la persona. A modo de ejemplo referiremos sobre el impacto de este tipo de adicciones podemos citar también el caso que fuera recientemente anunciado en un periódico local, pues como resultante de unos segundos de desatención de un conductor de un transporte público, al atender un mensaje de su teléfono, produjo gravísimas lesiones a sus pasajeros. Aunque cruel, no parece que haya ejemplo mas real para reflejar el impacto que puede tener en nuestras vidas la incorporación de nuevos dispositivos de forma masiva. Si bien la tecnología genera beneficios, hay que considerar aspectos como la adicción que éstos producen y las consecuencias del mal uso de los mismos, también considerar detalles más profundos y complejos sobre el impacto en los aspectos de seguridad. Teniendo en cuenta estas consideraciones somos conscientes de los beneficios o incluso los casos donde seguramente se han salvado vidas por disponer de un teléfono móvil o un dispositivo de conectividad inteligente. Tenemos que empezar a pensar que las redes van dejando de transportar “datos” y empiezan a transportar detalles de precisión (industria) o incluso información que puede tener un impacto directo en nuestra vida cotidiana. Sobre la pregunta que podemos formular sobre si ¿La red será cada vez más crítica?. La respuesta es SI, sin lugar a dudas!.

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El Cambio y la resistencia IoT es disruptivo, no tanto por la tremenda expansión del número de puntos terminales conectados que se estima tener, sino fundamentalmente por un necesario cambio de paradigma. El paradigma dominante hoy es el de puntos terminales (teléfonos inteligentes, tabletas, etc.) con una persona detrás, y conectados a la Nube (Cloud). En la mayoría de los casos de uso de interés en IoT los dispositivos terminales (sensores y actuadores) están organizados como un sistema (monitoreo de un oleoducto, sistema de semáforos inteligente, vehículo conectado, etc.), y un desafío interesante es cómo gestionar esos sistemas. El hombre por naturaleza se resiste al cambio. El ámbito tecnológico no es la excepción pero hemos avanzado mucho con las nuevas generaciones. Llevó mucho tiempo la concientización de grupos muy cerrados para adoptar nuevas tecnologías, cosa que ya no ocurre con las nuevas generaciones. Durante años, predicamos el avance de las nuevas tendencias, muchas de ellas concretadas como soluciones palpables y otras que no encontraron de momento su tiempo de implementación. El tiempo hizo posible validar las mejoras tecnológicas introducidas como reales. Hoy, por lo general, no llevamos una cámara fotográfica cuando visitamos un lugar o celebramos un cumpleaños; no necesitamos disponer de un GPS como dispositivo independiente; han caído en desuso los teléfonos públicos o los mapas en papel. Extraño puede resultar el comprar un viaje en persona, o el ver un ticket de avión en 15

 

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formato papel. Hoy, al salir de casa tomamos la billetera, el Smartphone, las llaves, y salimos seguros de que portamos todo lo necesario. La resultante de esta dinámica de cambio permanente es que muchas empresas importantes han desaparecido, no pudieron adaptarse a la nueva constante que invade el rubro de la tecnología y que rige el cambio de hábitos de nuestras vidas. Sin dudas toda innovación por pequeña que haya sido ha dejado algo en nuestro día a día, de forma directa o indirecta, uniéndose al proceso natural de transformación constante y cambio permanente que gobierna estos tiempos. Este cambio constante, hace que estemos entrenados para una dinámica más rápida en la adopción, implementación y estandarización de nuevas soluciones y tecnologías. Muchas empresas líderes han definido estrategias correctas para no quedarse fuera de los nuevos paradigmas del mercado tecnológico. Otras muy grandes han decidido transformar su negocio para adaptarlo a los servicios profesionales, alejándose de la oferta de productos. Son pocas las que se diversificaron con una estrategia comercial correcta, considerando el escuchar las necesidades del cliente como prioridad para el desarrollo del negocio. No suele ser un proceso simple, se requiere de un cambio importante en la gestión y el personal, sobre todo en empresas que suelen ser ya de gran volumen de negocio con gran cantidad de empleados.

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Internet of Things Material de divulgación general   Cualquier emprendimiento de negocio necesita hoy tener una visión aunque sea difusa del largo plazo, sobre todo cuando las tendencias muestran decenas de billones de dólares como posible mercado de IoT, poniendo atención y foco al corto y mediano plazo. Es un mundo cambiante, con novedades diarias y con una velocidad de adopción tan vertiginosa, que representa un desafío el poder contar con una planificación de negocio de 36 meses hacia adelante. Para enumerar algunos cambios y que éstos nos sirvan para fundamentar la visión que se pretende compartir, invitamos a los lectores a pensar que este futuro prometedor que nos ofrece el paradigma de IoT, fue posible en parte porque hoy 1 tenemos un modelo OSI mucho más simplificado en las capas de Enlace y Red, donde la multiplicidad de medios físicos y lógicos que teníamos hace quince o veinte años atrás, se redujo a tener solamente un estándar para las redes cableadas y otro para las redes inalámbricas. En los últimos años vivimos la rápida consolidación de Ethernet en su evolución desde los 10Mbps hacia los 100Gbps y la lenta, pero constante evolución de las redes sin cable, inalámbricas o wireless, que ha sabido superar las limitaciones de seguridad, y que ahora se ha consolidado como el medio de conectividad mas demandado, ya sea por la capacidad de portabilidad de dispositivos móviles, con una tendencia fuertemente evolutiva

1 El modelo (ISO / IEC 7498-1) de Interconexión de sistemas abiertos (OSI) es un modelo conceptual que caracteriza y normaliza las funciones internas de un sistema de comunicación mediante la partición en capas de abstracción. El modelo es un producto del proyecto Interconexión de sistemas abiertos en la Organización Internacional de Normalización (ISO).

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de 3G, 4G-LTE e IEEE 802.11(y sus alternativas); y todavía un conjunto de estándares adaptados con radiofrecuencias de espectro abierto o restringido, dependiendo de cada país o el caso concreto de la empresa pública o privada. Esta ubicuidad del servicio, es una de las piezas claves a la hora de pensar en el Internet de todas de las cosas. Mas adelante haremos referencia a las nuevas tendencias de las redes y dispositivos Ethernet y Wireless para entornos de IoT en el ámbito Industrial. Es interesante traer a la mente el proceso de evolución de Ethernet, ya que con el nacimiento de IoT estamos pasando a tener redes mas Determinísticas, y de mayor criticidad. Podemos recordar el camino de aquellas redes Ethernet de principios de los noventa, “redes de ocio”, de baja velocidad, sin niveles de servicio esperado. Luego pasamos a tener redes “Managed” o gestionadas, donde ya teníamos la necesidad de ejercer ciertos controles para garantizar los niveles de servicio. Mas adelante pasando a tener que implementar técnicas de calidad de servicio sobre la red lógica, incorporando la seguridad y montando las primeras redes wireless. Hoy estamos ya entrando en una nueva tendencia del Ethernet, para garantizar el tráfico en tiempo real, algunos las

2 LTE, un acrónimo de Long Term Evolution, comercializado como 4G LTE, es un estándar para la comunicación inalámbrica de datos de alta velocidad para teléfonos móviles y terminales de datos. Se basa en las redes GSM / EDGE y tecnologías UMTS / HSPA de la red, el aumento de la capacidad y la velocidad mediante una interfaz de radio diferente, junto con las mejoras de la red principal. El estándar ha sido desarrollado por el 3GPP (Proyecto de Asociación de 3 ª Generación).

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Internet of Things Material de divulgación general   llaman redes Ethernet.

“Determinísticas”

otros

“Time-Synchronized”

Es interesante comentar en este aspecto, algunas tendencias que se empezaron a presentar a principios de la década del 2000, cuando las redes sin cables pasaban a estar al alcance de cualquiera, lo primero que se pensaba en aquel momento era que las redes cableadas iban a desaparecer rápidamente; y este paradigma que idealizamos se viene cumpliendo desde el punto de vista de los “clientes de uso” (PCs, Laptops, Dispositivos Móviles, etc). Hoy gran parte del mercado de laptops y dispositivos móviles, ya no cuentan con interface o puerto físico de red (Ethernet); y, por otro lado, muchos clientes que tienen interface física en muy pocas ocasiones necesitan de su uso. Típicamente la decisión de conectar el ordenador a la red cableada depende más de la mala calidad del servicio o disponibilidad inalámbrica que de cualquier otra cosa. Sin embargo, los servidores y/o clientes críticos, sí requieren tener cien por ciento garantizado el servicio, conectándose físicamente a la red en algunos casos hasta de manera redundante o incluso con nuevos protocolos facilitadores o mejorados para tal fin. En el ámbito de IT por ejemplo en el caso Industrial, este concepto de conectividad segura y redundante va a requerir particular atención. Otro cambio importante fue la aparición de sistemas de seguridad que centralizaban y simplificaban el diseño y la implementación de diversos puntos en un único dispositivo. Recordemos que antiguamente la encriptación de información 19

 

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requería dispositivos físicos independientes en cada uno del los extremos del cable. Un ejemplo de centralización fue el uso de 3 CET (Cisco Encryption Technology) evolucionando al estándar 4 IPSec (IP Security) . Como sabemos fue el punto de partida para lo revolucionario que sería el nuevo concepto de que los Routers ya dejaban de ser sólo eso, para transformarse en plataformas multi-servicios, que ofrecen nuevas capacidades, y que por estar omnipresentes en todos los puntos remotos donde se agrupan usuarios de la red del cliente, dan una flexibilidad inmejorable para dotar de nuevas aplicaciones, seguridad y calidad de servicio desde el corazón de la red hasta la oficina más distante del cliente. La red como plataforma activa multi-servicio es también un concepto clave para el desarrollo de IoT. Aspecto en el que pondremos particular atención mas adelante. No está de más recordar la dinámica de cambio que vivimos de Centralización y Distribución, desde la aparición de los

3 CET, Cisco ha estado ofreciendo CET en las imágenes de IOS de Cisco desde hace varios años para ofrecer un pronto despliegue de cifrado de capa de red. CET se introdujo para hacer frente a esta necesidad, mientras que no había una alternativa basada en estándares para funcionalidades de encriptación. A la luz de la creciente popularidad de los estándares IPSec (disponible a partir del Cisco IOS versión 11.3T), Cisco ha decidido poner fin de su vida útil la función CET propietaria a favor de la IPSec basada en estándares. 4

IPSec, Internet Protocol Security (IPSec) es un conjunto de protocolos para asegurar las comunicaciones de Protocolo de Internet (IP) autenticando y el cifrado de cada paquete IP de una sesión de comunicación. IPsec se puede utilizar en la protección de los flujos de datos entre un par de hosts (host-tohost), entre un par de gateways de seguridad (red-a-red), o entre un gateway de seguridad y un host (red-a-host)

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Internet of Things Material de divulgación general   Mainframes hasta los nuevos paradigmas distribuidos basados en computadores personales.. Este dilema vino para quedarse y se seguirá presentando a futuro, aunque hoy hablemos de Cloud y mañana de FOG Computing. Con seguridad terminaremos en esquemas mixtos que resuelvan las múltiples problemáticas de los usuarios, ofreciendo diversidad y flexibilidad para adaptarse a los requerimientos de cada cliente, aplicación por aplicación, donde ya no se tiene que optar por uno u otro, sino que simplemente se puede adoptar un porcentaje relativo para cada caso dependiendo del modelo (Centralizado, Virtualizado o Distribuido). De hecho veremos más adelante cómo, estando de moda la Virtualización y Centralización, ya pensamos en soluciones como Software Delivery Networking (SDN) o FOG computing entre muchas otras que van apareciendo en estos tiempos de grandes transiciones de mercado. Conscientes de los cambios que se avecinan sabemos y compartimos la necesidad de distribuir la capacidad de procesamiento en tiempo real por requerimientos aplicativos. Vamos a necesitar una red más atenta a las aplicaciones “application aware”. Ciertas aplicaciones dispondrán de derechos para alterar la configuración de la red en tiempo real, centralizada y 5 virtualizada . Aunque seguramente el despliegue de estas

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Virtualización La virtualización, en la informática, se refiere al acto de crear una versión virtual (en lugar de real) de algo, incluyendo pero no

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nuevas técnicas no se realice de manera masiva al menos en el corto y medio plazo, entendemos que aparecerán aplicaciones y servicios particulares que puedan sacar provecho real de esta facilidad. En conclusión podemos decir que, en el mundo de IoT, la evolución tecnológica es radicalmente innovadora desde los equipos / aplicación o el qué, pero pocas veces desde la arquitectura o el cómo. Veámoslo con un cliente que hoy tenga una única central telefónica para sus doscientas sucursales remotas. Es radicalmente potente desde el cambio paradigmático de la telefonía, planteando una mejora del costo operativo, y otros muchos aspectos de control, pero podemos decir que no es más que una aplicación que paso a estar centralizada, luego de haber nacido distribuida. En este caso lo radicalmente innovador fue transformar la telefonía en una aplicación. Otro ejemplo concreto es pensar en el protocolo de ruteo OSPF y comparar cuántas veces surgieron ideas o soluciones que se estructuran de forma similar a la sistémica operativa de trabajo 6 del protocolo OSPF .

limitado a una plataforma virtual de hardware de ordenador, sistema operativo (OS), dispositivo de almacenamiento, o red de ordenadores los recursos. 6

OSPF, Open Shortest Path First (OSPF) es un protocolo de enrutamiento de estado de enlace para las redes de Protocolo de Internet (IP). Utiliza un algoritmo de enrutamiento de estado de enlace y cae en el grupo de los protocolos de enrutamiento interiores, que operan dentro de un único sistema autónomo (AS). Se define como OSPF Versión 2 en el RFC 2328 (1998) para IPv4. Las versiones de IPv6 se especifican como OSPF Versión 3 en el RFC 5340 (2008).

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Sin ir más lejos, aparecen hoy modelos de replicabilidad de bases de datos en el área de Big Data que parecen mezclar los conceptos ya aprendidos de interacción de información de routing, con mecanismos de aplicativos de front-end, para consolidar la información de provenientes de múltiples fuentes. Por ejemplo, modelos presentados en Junio de 2013 por la Universidad de Stanford en Palo Alto California, sobre plataformas de gestión y bases de datos inteligentes, dejaban palpables la utilización de técnicas ya más que probadas. Es por ello que resulta muy recomendable afianzar la base del conocimiento en soluciones ya implementadas, protocolos conocidos y soluciones experimentales (si existieran), esto es casi un requisito a la hora de pensar en nuevas ideas o modelos de IoT. SDN 7 (Software Defined Network) aplica la misma tendencia. Son innovadores desde el resultado operativo, costos, y otros, pero no tanto desde la arquitectura tecnológica. Si nos remontamos a comparaciones con algunas técnicas del pasado ya vistas, hay varios casos donde separamos la capa de control de la parte de forwarding, también conocida como Data Plane o plano de datos. La idea o proyecto innovador necesita de un entorno que lo acompañe, si esto no sucede, tocará esperar para que el futuro brinde el entorno adecuado para su adopción. Haber planteado el modelo de SDN algunos años atrás hubiese

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Software Defined Network, permite a los administradores de red manejar los servicios de red a través de la abstracción del plano de control y el plano de datos.

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resultado difícil de imaginar, lógicamente los conceptos de centralización y virtualización hoy vigentes han facilitado esta iniciativa. Se debe tener presente este comentario a la hora en que una buena idea de IoT venga a su cabeza; y sobre todo cuando sienta que el valor de la idea puede perdurar para esperar, o buscar en otro sitio el marco de entorno adecuado que le de viabilidad. Una tendencia evolutiva de los últimos años fue la nueva concepción del Video y la colaboración dentro de las plataformas de comunicación de las empresas e incluso entre las personas a través de internet. En el mundo empresarial, podemos decir que de momento sigue sin implementarse de manera masiva como reemplazo de la comunicación telefónica, pero que ya pasa a ser un requerimiento en función de la importancia de la comunicación que buscamos tener. Muchas empresas adoptaron distintas tecnologías de comunicación que permiten a sus empleados, contar con diferentes alternativas de comunicación en función del tipo y tiempo de respuesta que queremos obtener. Típicamente intentamos realizar el primer contacto por chat cuando buscamos una respuesta instantánea, tendencia que comenzó con las nuevas generaciones; luego si la circunstancia lo indica, quizás prefiera utilizar el teléfono. Y tal vez requiera utilizar una video-llamada cuando el tema a tratar sea crítico o entienda que reviste una importancia particular para el usuario y deseamos tener total atención del otro lado.

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Internet of Things Material de divulgación general   El video no trata de reemplazar a la comunicación persona a persona, sino de potenciar la relación entre pares, mejorando la dinámica y facilitando el desarrollo del tema a tratar, incluso aumentando la productividad de manera significativa. La capacidad de video incrementa la colaboración y hace posible formar equipos de trabajo o estudio de manera global. Otro beneficio es el ahorro de costos de traslados y la capacidad para integrar grupos dispersos conteniendo la discriminación que produce la distancia, sobre todo en ámbitos donde tenemos lugares remotos de la casa central de una empresa o gobierno con niveles de acceso a servicios limitados. Un caso a mencionar puede ser todo lo que tiene que ver con la capacitación remota utilizando este tipo de servicios.

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Figura 1: Análisis de Uso de Video en Empresas Globales de TI, investigación realizada para la realización de este material.

El puente virtual que nos ofrece la tecnología, nos muestra que la implementación de video tiene particular impacto en: • Evitar Viajes y perdida de tiempo por reuniones que se pueden realizar de manera remota. • Compartir conocimientos • Incrementar la interacción entre empleados de una misma empresa, o con proveedores y clientes. • Incrementar la productividad del empleado • Acelerar el proceso de decisión. El Concepto de Teletrabajo8 se ha ido desarrollando mucho en los últimos diez años, en algunas latitudes más que en otras. Hoy en día el Video empieza a jugar un papel preponderante en el desarrollo de un sinfín de soluciones analíticas para el mundo de IoT que se avecina. Otro aspecto que potencian la aparición de la tendencia de IoT, es el concepto de BYOD (Bring Your Own Device), también conocida como BYOT (Traer su propia tecnología), BYOP (Traiga su propio teléfono) y BYOPC (Traer su propio PC) se 8

Teletrabajo, A partir de mediados de la década de 1990, el advenimiento de la computadora personal y la máquina de fax, además de los avances en las telecomunicaciones, ha creado oportunidades para los trabajadores de oficina de descentralización. La descentralización también fue percibido como beneficiando a los empleadores en cuanto a los gastos generales más bajos y potencialmente mayor productividad. También en la actualidad ofrece la posibilidad de integrar personas con discapacidad física. Muchos países han legislado esta nueva realidad de trabajar de manera remota, acordando con sindicatos y empresas aseguradoras de riesgo de trabajo.

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Internet of Things Material de divulgación general   refiere a la política de permitir a los empleados a traer los dispositivos móviles de propiedad personal (portátiles, tabletas y teléfonos inteligentes) a su lugar de trabajo, para usar los mismos para acceder a información privilegiada y aplicaciones de la compañía. El término también se utiliza para describir la práctica que se aplica a los estudiantes en cuanto al uso de dispositivos de propiedad personal en los entornos educativos. Acorde se fueron implementando estas soluciones en diversos ámbitos, se fueron re-adecuando las normativas y controles de seguridad para los dispositivos externos que ahora se conectan a la red privada de un cliente. Esta tendencia que podemos decir que nació con la aparición de las primeras tablets y que se potenció luego con los numerosos dispositivos múlti-vendor y múlti-proposito, no sólo trajo consigo un cambio de hábitos en las personas, también necesitaron cambiar las organizaciones, produciendo una transformación en los negocios de wireless empresarial y representando para empresas proveedoras de infraestructura, un crecimiento exponencial en la demanda de soluciones inalámbricas. A su vez tan grande fue el impacto, que potenció también un cambio de paradigma en el mundo del procesamiento aplicativo donde la aplicación como plataforma de servicio centralizada volvió a evolucionar, como por ejemplo con entornos VDI 9 , entre otros. Produciendo una apertura

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Virtual Desktop Infrastructure (VDI) es un servicio de escritorio que aloja los entornos de escritorio de los usuarios en servidores remotos, los que se accede a través de una red mediante un protocolo de visualización remota. Para los usuarios, esto significa que pueden acceder a su escritorio desde cualquier

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importante en los modelos inflexibles de seguridad que muchas empresas tenían hasta el momento, dando la posibilidad de crear nuevas redes virtuales con capacidades inalámbricas, accesos remotos, o apertura de email sobre dispositivos sin capacidad de VPN10. Los servicios y la productividad justificaron la posible nueva brecha de seguridad que se estaba produciendo. Muy pocos dudaron en sumarse esta tendencia de BYOD rápidamente. La evolución exponencial de las redes inalámbricas trajo también un desafío en la administración y operación de las mismas, produciendo un impacto positivo en implementaciones centralizadas con controladores, físicos o virtualizadas, separando total o parcialmente el plano de Control (Control plane) del plano de Datos (Dataplane) de los dispositivos. Hoy incluso vemos algunos casos concretos de vitualización del Plano de Control.

lugar, sin estar atado a un solo dispositivo cliente. Dado que los recursos están centralizados, los usuarios que se desplazan entre los lugares de trabajo todavía pueden acceder al mismo entorno de escritorio con sus aplicaciones y datos. Para los administradores de TI, esto significa un entorno de cliente más centralizado y eficiente que es más fácil de mantener y capaz de responder de manera más rápidamente a las necesidades cambiantes de los usuarios y las empresas, ahorros en administración y costes. 10

VPN, Virtual Private Network, hace referencia a la capacidad de crear redes virtuales sobre redes físicas, si bien este proceso se inicio a principio de los años 90, se potencio con la aparición de IPSec ya que de esta manera se podían crear redes virtuales sobre Internet.

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Internet of Things Material de divulgación general   Es el caso de aplicaciones que se comercializan en un modelo 11 de SaaS (Software as a Service, como Webex12 o soluciones de virtualización en platafomas operada por terceros), que pueden ser provistas por provedores de servicios (ISP) locales, regionales o internacionales. Soluciones como Wireless basadas en Cloud, por citar alguna, son conceptos innovadores para la provisión de plataformas de comunicaciones en casa del cliente, con el formato de provisión y administración de servicio para el cliente final. Un sin número de nuevas opciones tecnológicas evolutivas, fueron apareciendo con la apertura y masificación de la conexión inalámbrica. Muchos de los temas de moda del momento también tienen que ver con esta evolución, podríamos mencionar varios, pero sobre todo, lo que nos ocupa hoy, la visión del Internet de las Cosas, IoT.

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SaaS Software as a Service, El software como servicio se conoce también como "software on-demand", suministrado por ISVs o "servicio de aplicación Proveedores" (ASP), es un modelo de entrega de software en el que el software y los datos asociados están alojados en el centro de la nube. SaaS se accede normalmente por los usuarios mediante un cliente ligero a través de un navegador web, aunque pueden presentarse diversas variaciones de implementación. 12

Webex, Es parte de Cisco Systems, un conjunto de herramientas colaborativas que potencian el intercambio de experiencias, entrenamiento y reuniones de negocios. Fuente Wikipedia.

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Internet of Things Material de divulgación general   2017, Marzo 2, 11:00am, Collado Villalba, Madrid, España. Walter enfrenta una complicada colina en su nueva bicicleta mountain bike, desafortunadamente cae, y siente un fuerte dolor, gracias a la conexión LTE de su casco, los servicios de emergencia ya fueron informados del evento, saben que Walter se encuentra inmóvil. Una ambulancia ya esta saliendo de la carretera de “La Coruña” para ingresar en el pueblo, el médico acaba de recibir la historia clínica de Walter, verifica si es alérgico a algún medicamente y analiza si se presentan características medicas particulares, también recibe un informe del último parte médico que Walter se hizo unos meses atrás. La ambulancia rápidamente localiza a Walter gracias al GPS, lo atiende y le ofrece a Walter la posibilidad de trasladarlo al centro médico mas cercano. Semanas después Walter ya esta dado de alta y vuelve a enfrentarse con la colina, esta vez con mejor suerte.

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Internet of Things La evolución de las ideas Durante muchos años se presentaron ideas que no fueron posible de implementar, hoy contamos con un entorno favorable tecnológico y de adopción social .

El Internet de las Cosas (IoT) nos permite ejecutar una idea, razón por la cual es importante desarrollar el concepto de idea. Desde su comienzo y por su concepción, IoT abre las puertas a la innovación, alienta a implementar nuevas soluciones que generan cambios sociales. Éstas, no necesariamente representen un beneficio económico sino que estimulan a colaborar en post del desarrollo social. Podemos proponer pequeñas o grandes ideas que dejan huellas en tiempo de cambios como los que vivimos hoy, la colaboración social a través de sus redes aceleran el proceso de creación y hasta resulta difícil de identificar los cambios generados, donde parece que la tecnología muta mas rápido de lo que puede ser adoptada y cada uno de nosotros somos parte y responsables de este cambio a través de nuestras ideas. IoT es el medio para ejecutar un cambio de paradigma que generará un gran impacto en nuestras vidas. Esta más que comprobado que facilitar los procesos, mejorar los servicios y masificarlos, es clave para el desarrollo comercial 33

 

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de las ideas. Desde la máquina de escribir hasta el robot más complejo, encierran esta dinámica imbatible. Es por ello que pensar en soluciones de IoT para ciertas verticales de la industria sin duda resulta una ecuación muy atractiva para el negocio. Como ejemplo del inicio de esta tendencia de IoT en el área industrial podemos remontarnos al año 1986, con la aparición de los primeros PLC13.

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PLC, Un controlador lógico programable, más conocido por sus siglas en inglés PLC (Programmable Logic Controller), es una computadora utilizada en la ingeniería automática o automatización industrial, para automatizar procesos electromecánicos, tales como el control de la maquinaria de la fábrica en líneas de montaje o atracciones mecánicas. Los PLCs son utilizados en muchas industrias y máquinas. A diferencia de las computadoras de propósito general, el PLC está diseñado para múltiples señales de entrada y de salida, rangos de temperatura ampliados, inmunidad al ruido eléctrico y resistencia a la vibración y al impacto. Los programas para el control de funcionamiento de la máquina se suelen almacenar en baterías copia de seguridad o en memorias no volátiles. Un PLC es un ejemplo de un sistema de tiempo real duro donde los resultados de salida deben ser producidos en respuesta a las condiciones de entrada dentro de un tiempo limitado, que de lo contrario no producirá el resultado deseado.

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Figura 2: PLC Imagen del Controlador Programable DEC, 1986

Existen muchos ejemplos de proyectos que no pudieron ser ejecutados en el pasado. Buenas ideas, pero quizás fuera de tiempo. La falta de madurez, de confianza en la tecnología, la educación del usuario y la posibilidad de vacíos legales seguramente opacaban o dejaban la idea trunca en su implementación. Desde luego que hace algunos años, eran realmente pocos, por no decir ninguno, los lugares donde implementaciones de IoT como las comentadas podían haber sido fértil. Como hemos revisado el estado de la tecnología que vivimos hoy nos permite pensar en este mundo conectado, esta ubicuidad sumada al uso masivo, la confianza en la tecnología y la predisposición de adopción por parte de los usuarios genera un entorno que propone la ejecución Debemos enfatizar, por tanto que siempre la mejor idea necesita de un entorno económico, social y tecnológico, para llegar a desarrollarla. 35

 

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Muchas veces vemos cómo grandes corporaciones marcan una tendencia tecnológica que hace que el tiempo vaya en la dirección adecuada para que la idea se llegue a implementar. Es decir, sólo esperamos a que el entorno temporal esté listo para aplicarla. Otras, vemos cómo una idea genial e innovadora rompe con nuestra estructura temporal, presenta nuevos paradigmas y nos ofrece una nueva visión donde muchas veces el entorno no está preparado para tomarla de forma masiva. Sin embargo, si la idea rompe paradigmas y es brillante, en el corto plazo vamos a hacer lo necesario para que se implemente. Pensemos en cuáles son las soluciones, ideas o tecnologías que se pueden enmarcar en cada caso. La mejor idea puede no encontrar el momento adecuado para su implementación. Es interesante pensar al “momento adecuado” y a la “idea innovadora”, como dos variables dependientes mas que independientes. Es decir que la influencia de una variable en la otra es muy determinante. La velocidad en la adopción de las nuevas tendencias tecnologías fue mejorando significativamente a los largo de la pequeña historia que llevamos transcurrida viviendo en protocolo IP o, por decirlo de otra manera, de Internet. Algunos casos de lenta adopción, como la migración de gran parte de las aplicaciones propietarias que corrían en plataformas Mainframes a entornos más abiertos y distribuidos con Computadores personales, o conocidos como “basados en x286”. O por ejemplo la migración de los sistemas de 36

Internet of Things Material de divulgación general   telefonía y video al nuevo concepto de IP. Protocolo que rompió viejos paradigmas tecnológicos, ha servido sobre todo para enseñarnos que los cambios cuando son buenos, innovadores y mejoran los costos, los procesos, la competitividad o incrementan la seguridad, se terminan implementando tempranamente. Quien antes lo adopta, antes se vuelve más competitivo y gana la “transición del mercado”, aspecto particularmente importante para muchas empresas tecnológicas durante los últimos años. Hoy Podemos afirmar que todos identifican que el Internet de las Cosas es el futuro, pero no muchos saben como hacer evolucionar su negocio para ganar esa transición del mercado. Este libro tiene por objeto otorgar una visión global permitiendo encontrar las oportunidades, identificar las fortaleza y así ser más competitivo y ser capaz de sacar provecho de este gran momento transicional de la tecnología.

La descomposición de IoT en fragmentos integrados Al momento de vender una idea la simplificamos, fácil el proceso de implementación, damos por aspectos particulares al caso o cliente donde se implementar y visualizamos un retorno de inversión conveniente.

hacemos salvados pretenda mas que

Al momento de ponernos manos a la obra con el proyecto encontramos limitaciones y muchas veces terminamos 37

 

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implementando plataformas absolutamente propietarias, que no tienen vuelta atrás y que terminan siendo tan dependiente en sus partes que la hace descartable a la hora de ser migrada. Cometer un error de diseño o implementación en una fase particular puede hacer que el proyecto peligre en su totalidad. Muchas veces si la plataforma no trabaja con estándares suele quedar obsoleta tan solo por el hecho del movimiento de los recursos humanos o la desaparición de las empresas que proveen partes a la misma. Es por ello que fragmentar un problema en diferentes partes, descomponerlo y lograr que estas sean independientes unas de otra resulta muy atractivo, sobre todo si esto tiene impacto desde que un dato se genera en el sistema hasta que el mismo se almacena, procesa y hasta cambia la configuración de un actuador o sensor remoto. Otro factor interesante al considerar algunas posibles ideas de IoT a desarrollar es que éstas pueden ser excelentes opciones para reemplazar servicios profesionales recurrentes de altísimo costo. Un ejemplo de desarrollo independiente que muestra este 14 concepto es la plataforma JAS , diseñada a principio del año 2000 como una herramienta que hacia posible comprobar si la red de datos estaba adecuada para el tráfico de telefonía IP o

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JAS (Jet Audit Systems) es un desarrollo compartido entre Fernando Spadaro y Juan Cazila. JAS se utiliza para Auditorías y monitorización continua y en tiempo real del QoS de la red IP para el funcionamiento de la Voz-Video sobre IP sin degradación del Servicio. Mediante técnicas de modelado de tráfico (shapping), compresión y caching.

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Internet of Things Material de divulgación general   Voz sobre IP. Implementar las ideas arrojan experiencias nuevas como conocer la real complejidad técnica integrándola al mundo real donde aparecen restricciones de seguridad, la confianza del cliente, la confiabilidad del propio sistema, incluso una visión de las necesidades del cliente que no necesariamente estaban en su totalidad alineadas a las servicios que ofrecía el sistema. Este ejemplo muestra como es importante partir de una premisa tener un enfoque extremo a extremo que vaya desde el Sensor/Actuador o Dispositivo generador de datos, pasando por los Adaptadores que ofrecen nuevas conexiones físicas, y adaptadores de protocolo al mundo IP o a nuevos estándares, siguiendo por una red mas atenta a lo que pasa con las aplicaciones y las alarmas. Considerando sistemas de gestión con escalabilidad sin límites, sistemas de “curado” de datos, plataformas analíticas y el soporte de las Bases de datos mejor estructuradas, y aptas para manejar las variables de alto Volumen, gran Variedad y altísima Velocidad. Estos conceptos muestran la complejidad y oportunidad de negocio que abre el nuevo mundo de IoT. Incluso considerando el ámbito de los servicios como complemento que puede resultar más interesante en algunos casos que los propios productos. Otra consideración es la inversión realizada por el grupo de Operación de la tecnología (OT). Existen estimaciones que por cada conexión a la red se necesita invertir diez veces el costo inicial. Nos es casual que grandes empresas estén migrando a una porfolio mas amplio de servicios que de productos.

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Cada idea es relativa a un ámbito. Se nutre de factores particulares y carece de ser cien por ciento original. Pero cada idea es fantástica, y con el tiempo siempre podemos creer en ella, desarrollarla es la manera de re-inventarse uno mismo. La idea es un factor de renovación intelectual, de desarrollo profesional y representa un desafío a la capacidad de uno mismo. No maten las ideas, transfórmelas, hágala evolucionar, de eso depende el éxito. Lamentablemente en la mayoría de los casos o no llegamos a desarrollar la idea, o cuando la empezamos a desarrollar nos damos cuenta que la brillante idea no es mas que una ínfima variación de otras tantas que encontramos en Google cuando buscamos un par de palabras claves. Sin embargo, debemos ser capaces de reconocer que el tiempo de las ideas no ha hecho más que comenzar. Se vienen etapas de grandes innovaciones que no nos sorprenderá el ver en unos pocos años mas ideólogos que sociólogos, psicólogos y programadores. Sin lugar a dudas, los casos y comentarios introducidos brevemente hasta el momento, no hacen más que ofrecer una particular visión de la realidad de una nueva era en el mundo de la tecnología que llamamos IoT. Cientos de ideas, miles o millones de dispositivos, las personas, los vehículos, todas las cosas, (o casi todas), van a estar conectadas a la red. Nuestros hábitos de vida van a cambiar muy rápidamente, aún más de lo que han cambiado en los últimos veinticinco años en los cuales la tecnología sin duda marcó nuestras vidas. Por eso es importante ser responsables en el diseño y la implementación de los sistemas en cuanto a su privacidad y 40

Internet of Things Material de divulgación general   seguridad. Recordemos que hablar de IoT es radicalmente diferente a hablar de internet tal y como la conocemos hoy, (uso en redes sociales, web sites, chat, email, datos, voz y video). En las redes de IoT el tráfico de datos va a representar la pieza de información necesaria para evitar un accidente laboral, que una persona pierda un brazo o incluso que se salve una vida al evitar un accidente de tráfico o al hacer llegar a la ambulancia la ficha medica de un paciente antes de que ésta llegue al sitio del accidente, entre otros muchos ejemplos que vamos a ir presentando en este documento con la premisa de que la mejor idea es la que aun no conocemos. Pero, ¿qué es realmente el Internet de las cosas “Internet of Things”? IoT, o el Internet de Todas las Cosas, IoE. Pensemos en IoT, miremos a nuestro alrededor y imaginemos, qué todo lo que nos rodea podría ser parte de un sistema integral de IoT, Pensemos en nuestro día a día, en nuestra labores diarias, en la problemática que describe algún amigo o conocido, en mejorar la salud, el transporte, la seguridad o la educación y …son muchas las ideas que se nos vienen a la cabeza. Luego, cuando tenemos el minuto de reflexión y tranquilidad, imaginemos que todas esas ocurrencias se interrelacionan y pueden comunicarse entre si…, nuestro trabajo con el autobús, el coche con las autopistas, el restaurante con la agenda de nuestro jefe, el ticket de nuestro estadio preferido con nuestro presupuesto para gastos en eventos, la música con nuestras pulsaciones, el camarero del restaurante con nuestros temas de interés, la agenda familiar con los viajes de trabajo. Son muchas las posibilidades, infinitas e inciertas, esto es lo que 41

 

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hace a IoT una de los paradigmas mas atractivos del presente y del futuro. Cuando pensamos en el IoT lo hacemos de manera limitada en una variable, por ejemplo, en medir la temperatura de un tanque, el peso de un objeto, la tensión de una cuerda, la presión de un químico, la velocidad de un automóvil, el calor de un componente, etc. Pensamos en sensores/actuadores/tags, o dispositivos de medición para determinados ámbitos industriales específicos. No nos puede faltar inspiración a la hora de analizar opciones, sin perder el sentido de utilidad de la misma para el fin comercial u operativo buscado, o que al menos justifique o defienda la ocurrencia entre amigos. Es por ello que generalmente nos despreocupamos de los aspectos técnicos sobre la capacidad de transmitir la información y la posibilidad de visualizar la misma desde algún punto remoto, rara vez nos preocuparemos si lo hacemos de una manera propietaria o estándar. Digamos que todo el foco de la idea lo ponemos en el valor que nos puede aportar la información que nos gustaría tener. Podemos decir que sería como el valor desde el punto de vista del negocio, más allá de la complejidad tecnología. Si hacemos una encuesta, sobre 1000 personas, posiblemente la mayoría no tenga claro el concepto de IoT hoy, y de los que si hayan leído sobre el tema un 70% seguramente mencione la palabra “Sensor”, es pues, la palabra mas escuchada cuando empezamos a hablar de IoT. En el futuro la misma encuesta podría cambiar drásticamente, el termino IoT va a ser tan 42

Internet of Things Material de divulgación general   genérico que puede que hasta la palabra que primero pensemos sea “personas” o estilo de vida, en lugar de “sensor”. 15 Un estudio de Gartner dice que en el año 2020 el ser humano va a ser un nodo activo de la red IP; con lo que no va a resultar raro el presentarnos en el médico y que éste con un simple clic de mouse pueda visualizar en su pantalla el histórico de nuestras variables, (como la presión arterial, leucocitos, glóbulos blancos, glóbulos rojos, plaquetas, azúcar en sangre, acides estomacal, y otra decena de parámetros posibles, incluyendo bonitos reportes gráficos comparativos y evolutivos sobre una sintomatología determinada), incluso tenga información en tiempo real. comparar los históricos con centenares de miles de personas que reportan síntomas similares, y así tener un diagnostico y tratamiento mas acertado. También se espera que en el mediano plazo serán 14 trillones los dispositivos conectados a alguna red IP. Cuando, a finales de 2012, empezamos a analizar el verdadero desafío tecnológico que se presenta al momento de implementar soluciones de IoT, pensamos en fragmentar la problemática end-to-end en al menos cinco capas. Así como aprendimos del modelo OSI en disgregar y fragmentar la problemática para ganar en independencia en cada una de ellas y presentar mecanismos de integración entre las mismas, salvando las diferencias que entendemos existe entre el modelo OSI y este Framework de IoT, la idea de estas cinco capas de IoT intenta reducir la complejidad facilitando su

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Gartner Inc. es una empresa consultora y de investigación de las tecnologías de la información con sede en Stamford, Connecticut, Estados Unidos. Hasta 2001 era conocida como Gartner Group, http://www.gartner.com/newsroom/id/2636073.

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comprensión, diseño, implementación, estandarización soporte de soluciones que puedan surgir a futuro.

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Figura 3: Modelo de 5 capas de IoT propuesto por los autores a finales del 2012.

Los cinco niveles del modelo de implementación de IoT son, desde esta perspectiva, una visión adecuada e integral para presentar el nuevo mundo de IoT. Este modelo permite explicar el significado de IoT sin descuidar una visión global de todos sus componentes. Vamos a explicar estos niveles o capas de manera simple, para luego ir profundizando, comenzando desde la capa denominada Sensor hacia la denominada Big Data ya que así se originan los datos en cualquier sub-sistema. 44

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Tres años mas tarde de nuestra visión sobre un modelo de capas de IoT, el IoT World Forum creo un modelo muy interesante, que no hace mas que fortalecer nuestra visión de la problemática de IoT y hacer que el contenido del libro siga totalmente vigente en estos días. Este es el esquema de siete capas del World Forum. Figura 4: IoT World Forum Reference Model

http://cdn.iotwf.com/resources/72/IoT_Reference_Model_04_June_2014.pdf

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Como se ve en modelo de referencia del IoT Forum, los niveles 1, 2 y 3 están totalmente alineados a nuestro modelo de 5 capas, en los niveles de Sensor/Actuador, Gateway y Network. Las capas 4, 5 y 6 comprenden lo que nosotros representamos en dos capas, donde presentamos la aplicación de Gestión o Management, sistemas Analíticos y almacenamiento o sistemas de Big Data. Son ambas visiones totalmente comparables, si bien es interesante resaltar que una de las funcionalidades que nuestro modelo decidió explicar de manera mas explicita es la capacidad de realizar el “curado” de los datos16. Esto es, definir un nivel de adaptación de información que haga homogénea la información para su tratamiento en los sistemas centralizados, tanto sea para una gestión pro-activa (analíticos) o reactiva, gestión tradicional, o tal vez simplemente para ser almacenada en el Data Center. El nivel 7 presentado en el modelo de IoT del World Forum nos muestra la necesidad de interacción entre los procesos, personas y negocios, que preferimos dejar fuera de un modelo de capas que se enlazan unas con otras. Pero que si consideramos de suma importancia para que los proyectos de IoT puedan llegar a buen puerto.

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Se entiende por “curado de datos” al trabajo de homogeneizar y transformar

datos heterogéneos en información con formato estándar para ser tratada por diversas fuentes y procesos.

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Internet of Things Material de divulgación general   2018, Noviembre 2, 11:00am, Santiago de Chile. La prensa Chilena se hace eco del gran éxito en la implementación del proyecto Viñedos digitales, la calidad de los vinos ha subido, también las ventas y la rentabilidad, la producción ha crecido considerablemente y a sabido cubrir la demanda creciente. Los sistemas intercambian información vital, ejecutan y planifican la fumigación y el riego, hacen mas eficiente la cosecha y mejoran los procesos. La logística en la distribución y provisión nacional e internacional se ha vuelto mas eficiente. El Gobierno como las empresas privadas han sabido aprovechar la transición de mercado y tener una ventaja diferenciadora en un entorno cada vez mas competitivo.

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Modelo IoT por Capas Capa de Dispositivo físico, Sensor/Actuador La idea de desarrollar un modelo de trabajo estándar, similar al modelo OSI, es simplificar la comprensión y poder ganar en el desarrollo de cada una de las capas de forma independiente, con las garantías necesarias para la total integración con los niveles anteriores y posteriores. Figura 5: IoT WFRM – Physical Device & Controllers Layer

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En la capa Sensor/Actuador vamos a encontrar dispositivos físicos que se conectan con el entorno. Esta conexión puede ser de entrada o de salida, un sensor de entrada puede medir una variable de forma análoga, o un valor discreto (temperatura, humedad, etc), por otra parte se pueden utilizar sensores que miden una variable dicotómica del tipo si/no (se detectó humedad si/no, alta temperatura si/no, etc). Los actuadores son dispositivos que accionan ante una solicitud para controlar el estado de una variable y normalmente son del tipo si/no. Un ejemplo simple es un termostato, se elevó la temperatura entonces se enciende el sistema de refrigeración y mantengo el estado de la variable en un valor prefijado. Existe una variedad grande de sensores como ser: medidores de temperatura, presión, polución, velocidad, frecuencia, calidad, dirección, peso, movimiento, luminosidad, energía, saturación, estrés, tiempo, ruido, GPS etc. Todos ellos conectados con su propio instrumento de medición particular, y una mecánica de conexión diversa, muchas de las cuales serán conexiones serie, internas o externas, hoy varios ofrecen conexiones propietarias, pero con una tendencia a estandarizarse en el futuro. También encontramos con frecuencia actuadores sobre sistemas remotos. Esto quiere decir que en numerosos casos los actuadores tienen un rol que va mas allá de su propio sistema autónomo de IoT. Ya se están desarrollando y probando sensores innovadores que pueden servir para mediciones de ácido gástrico o 50

Internet of Things Material de divulgación general   pulsaciones del corazón, y a principios de 2013 se empezaron a probar en humanos. Hay caso de sensores descartables, de muy bajo costo, renovables de manera rápida (como una aspirina). En definitiva, saber qué pasa en tiempo real en nuestro cuerpo puede generarnos grandes beneficios enfocándonos en los tratamientos médicos adecuados, con dosis especialmente diseñados para nosotros, lo que incluso podría generar medicamentos especialmente diseñados a nuestra medida por un boticario virtual. Pasando así, a un concepto que hoy puede resultar futurista donde se puedan masificar la implementación de medicinas para resolver problemáticas particulares; caso a caso. Pero, ¿cómo cuantificamos el que la tecnología pueda salvarnos la vida?; ¿es el Internet de las cosas el próximo nuevo paradigma de la medicina?, ¿serán los fabricantes de procesadores los laboratorios de medicina más precisos del futuro?. Es interesante enfocarnos en cómo se podrían resolver ciertos problemas para entender la profundidad a la que podemos llegar con este nuevo paradigma que se nos presenta. Imaginemos el caso en que se pueda calcular con exactitud la cantidad de agua de riego necesaria, la presencia de contaminación del aire, la necesidad de ayudas para el rinde, o características particulares para mejorar la fumigación, todo esto en campos de grandes dimensiones contando con la información provista por miles de sensores y actuadores distribuidos y proveyendo la información necesaria hacia un centro de datos y habilitando, bajo demanda, los mecanismos de riego automático. Este ejemplo de implementación de IoT 51

 

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hace más eficiente la siembra, reduciendo el costo de operación, mantenimiento y explotación de los mismos, con capacidad de tener información en tiempo real sobre el cultivo. Sin duda, habría que realizar un estudio de ROI (Retorno de Inversión) para calcular con mayor detalle la relación entre la inversión inicial y la mejora en el costo operativo y el plazo de retorno de la misma. El ejercicio de calculo de ROI (Retorno de la Inversión) va a ser fundamental para los clientes y todo un desafío para las empresas proveedoras, consultores y empresas de servicios profesionales. Sobre todo porque, como suele pasar con la tecnología y la innovación, puede que la mayor ventaja de haber implementado un sistema de IoT no seamos capaces de verla a priori. Si no pensemos en la evolución y el uso actual de los teléfonos móviles, que hoy podemos decir se han transformado como una herramienta de trabajo de múltiples uso por su portabilidad. El desafío para los ejecutivos es poder visualizar el retorno de la inversión en áreas de tanta innovación, considerando no solo los aspectos relativos a la puesta en marcha, sino también incluyendo consideraciones relativas a la operación del sistema en el medio y largo plazo. La automatización de estos procesos llevan a los sistemas de IoT a tomar un rol crítico, una falla en el sistema podría generar grandes perdidas, demorando el retorno de inversión, por lo tanto es fundamental realizar una adecuada selección de los proveedores e integradores.

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Internet of Things Material de divulgación general   Hay también ideas que pueden aplicar a la problemas generales, por ejemplo los aspectos relacionados con el clima, prevención de desastres naturales como terremotos, inundaciones, tornados, energía, etc, además de las cuestiones mas concretas y particulares como los casos industriales que revisaremos más adelante. El futuro de IoT, digamos en una segunda etapa tendrá mas que ver con la interrelación de los casos particulares con los generales y aprovechar esta dinámica para la toma de decisiones. Es decir que la diversidad de sensores puede ser tan amplia como la diversidad de ideas. 17

Pero vivimos un tiempo fértil. Intel ya tiene procesadores del tamaño de un grano de sal (o más pequeños aún), dispositivos de almacenamiento super-reducidos y ámbitos de redes inalámbricas distribuidos globalmente con capacidad de ancho de banda impensadas hace unos años, y con relativamente bajos costes. Con esto podemos decir que las condiciones de entorno están dadas para el despertar de nuevas ideas e implementaciones desde el punto de vista técnico.

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Intel está desarrollando una nueva línea de microchips ultra pequeños de 14 nanómetros y de muy bajo consumo para dispositivos móviles. Concretamente tendrá un tamaño cinco veces menor y serán diez veces más eficientes energéticamente que la gama Atom de la compañía estadounidense. Se llamarán Intel Quark, salieron la venta en 2014 y con ellos pretenden ponerse al día en el mercado de la movilidad.

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Resumiendo, el Sensor, Actuador o dispositivo cliente de medición, va a ser quien alimente con información al sistema y su entorno, aunque éste sistema se pueda nutrir también de otras fuentes en casos particulares y concretos ó el sensor pueda nutrir a otros sistemas autónomos de IoT de manera excepcional.

Figura 6: Interacción entre el Sensor y los diversos sistemas autónomos de IoT.

La figura 6 nos muestra de forma gráfica la interrelación entre los sensores y el sistema central, también nos ayuda a pensar en las posibilidades de abstracción 3D de servicios que se presenta como un negocio muy atractivo para los Service Providers, tema que desarrollaremos mas adelante. Cabe señalar que cámaras de video seguridad, dispositivos celulares, vehículos y hasta las personas entrarían en esta capa de ser sensores proveedores de información para el sistema de 54

Internet of Things Material de divulgación general   todas las cosas IoT, ya sea en ámbitos privados como en ámbitos públicos. También destacar que la mejor idea sin duda es la que esta por venir; ya poco falta para encontraremos con ese dato que tanto necesitábamos tener. El sensor o dispositivo remoto, es una pieza clave en la arquitectura de IoT, pues los sistemas de inteligencia intermedia como las redes o las plataformas de gestión analítica se alimentan de esta información, con lo que es importante el generar la información adecuada y útil, sin sobre generar información innecesaria, que va a ocupar lugar en los centros de datos, consumir recursos de red y que no va a ser utilizada. Una característica muy interesante para los sensores va a ser la programabilidad, es decir poder incorporar nuevas mediciones, o generar nueva información. El tener una plataforma reconfigurable va a ser diferenciador, si es posible soportando estándares que hagan posible que el sensor/actuador se pueda integrar con plataformas de gestión y sistemas analíticos de terceros.

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Figura 7: Muestra alguna de las características particulares de los Sensores.

Arduino™ es una plataforma de electrónica abierta para la creación de prototipos basada en software y hardware flexibles y fáciles de usar. Se creó para artistas, diseñadores, aficionados y cualquiera interesado en crear entornos u objetos interactivos. Muchas adaptaciones de sensores propietarios se llevan adelante mediante el uso de este tipo de procesadores programables, que facilitan el desarrollo de soluciones de IoT.

Figura 8: Algunos de los sensores con gran presencia en el mercado.

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Capa de Conexión, Gateway o Adaptador El nivel de Adaptación o Gateway es crucial en la integración de los sensores o dispositivos de medición a la red IP. Básicamente hay, al menos, dos tipos de conexión; sensores que se conectan a la red IP de forma directa y otros que se conectan a la red mediante un Gateway físico. Aunque muchos de los sensores tendrán una interface propietaria o autónoma de fábrica, no podemos dejar de separar, aunque sea en forma teórica, estos niveles. Esta separación va a reforzar el diseño y desarrollo de nuevas ideas con más libertad y facilidad. Figura 9: IoT WFRM – Connectivity Layer

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No podemos hablar de sensores sin hablar de cómo éstos se van a conectar a la red IP de manera segura, con calidad de servicios garantizada y respetando capacidades protocolares adecuadas para la ocasión. Esta capa de integración que va a estar dada por la funcionalidad de Gateway va a hacer posible vincular la medición de un parámetro determinado producido por un sensor a una consola de gestión inteligente a través de una red de datos determinada, (muy posiblemente IPv6), pudiendo la misma ser una red privada o una pública. En las implementación de IoT sobre redes existentes, el tráfico de red se incrementará sustancialmente, es de esperar que 80% del tráfico provenga de pequeñas piezas de información que viajan desde el Sensor a través de la red IP hacia el Data Center o el Cloud. Este no va a ser voluminoso si lo miramos de manera individual, pero al agruparlo y multiplicarlo por decenas de miles puede representar un desafío crucial a la hora del diseño y la implementación del Datacenter, de allí que desarrollaremos mas adelante el termino Big Data para tener mayor claridad sobre este punto. Podemos decir que esta capa es funcional a la capa de Red o al Sensor. Esto significa que uno podría implementar la funcionalidad de Gateway tanto en un sensor como en el componente más próximo de la red, sin necesidad de requerir de un elemento físicamente independiente adicional en el diseño de la solución.

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Internet of Things Material de divulgación general   Varios fabricantes han sacado al mercado un pequeño Router que está especialmente preparado para ser implementado en diversas verticales en el ámbito de IoT. El Cisco Router 81918 se trata de una plataforma interesante para la funcionalidad de Gateways o para la integración de sensores, ya que cuenta con capacidad de conexión para sumar dispositivos externos.. El mercado en general empuja y potencia las soluciones abiertas y aptas para desarrollar nuevas soluciones que cuenta con dos funcionalidades muy importantes como son la implementación total de las funcionalidades de QoS (Calidad de Servicio) y Seguridad avanzada. Estos aspectos son claves y diferenciales al momento de implementar una solución crítica de IoT.

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El Cisco 819 Integrated Services Router (ISR) apoya (M2M) de máquina a máquina que pueden permitir a las empresas a utilizar los servicios de red 3G inalámbrica WAN para ir más allá de las sucursales tradicionales. Amplíe su red corporativa a la rama micro para aplicaciones como cajeros automáticos (ATMs), quioscos, señalización digital, o sucursales remotas. www.cisco.com.

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Características claves que deberán cumplir los Gateways: • • •

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Capacidad de tener un consumo reducido de energía, incluso soportar energías alternativas como solar o eólica entre otras. Tolerante a Fallos, incluyendo micro-cortes eléctricos, o de comunicación. En muchas de las implementaciones se requerirá que sea una solución resistente a determinadas condiciones de entorno, como movimiento, filtraciones de agua, presión atmosférica, nieve, calor extremo o frio intensos, incluso en algunas implementaciones se requerirá cumplir con estándares particulares de seguridad. Disponer de un sistema simple de recuperación del sistema operativo (memorias removibles). Actualizaciones de software vía conexiones remotas Capacidad de almacenamiento temporal, para llegado los casos en que se pierda la comunicación con el centro de almacenamiento de datos se pueda conservar la información registrada por el sensor. Soporte de Calidad de Servicio QoS. Soporte de altos niveles de seguridad, incluyendo Autenticación con claves públicas y privadas y cifrado de datos con IPSec o SSL. Capacidad para tener redundancia de comunicación vía la red pública 3G, 4G, LTE, etc. Capacidad de ser rápidamente reemplazable con una intervención primaria, pensemos que muchas veces los equipos están dispersos en sitios con difícil acceso o con medidas de seguridad extremas donde los técnicos no pueden acceder 60

Internet of Things Material de divulgación general   con facilidad. Por ejemplo en ámbitos de agricultura o campos petroleros como plataformas off-shore.

No es el objetivo de este libro profundizar en detallar el funcionamiento o diseño de nuevos protocolos, sin embargo presentamos una explicación resumida de 6LoWPAN, ya que nos sirve para entender el porque de la necesidad de los mismos. El uso de IPv6 sobre redes inalámbricas de bajo consumo de energía, también conocido como “6LoWPAN” del IETF 19 , se originó a partir de la idea que "el Protocolo de Internet puede y debe ser aplicada incluso a los dispositivos muy pequeños, como es el caso de sensores o actuadores particulares, estos dispositivos de baja potencia con capacidades de procesamiento limitadas deben ser capaces de interactuar con el resto de las capas del modelo de IoT. El grupo de trabajo que diseñó el propuesto estándar de 6LoWPAN ha definido encapsulación de cabecera y mecanismos de compresión que permiten que los paquetes IPv6 puedan ser enviados y recibidos desde redes inalámbricas

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El Grupo de Trabajo en Ingeniería de Internet (IETF) es una gran comunidad internacional abierta de diseñadores de red , operadores, proveedores e investigadores que se ocupan de la evolución de la arquitectura de Internet y el buen funcionamiento de Internet . Está abierto a cualquier persona interesada . La Declaración de Misión IETF está documentado en el RFC 3935 . La labor técnica real del IETF se hace en sus grupos de trabajo , organizados por temas en varias áreas (por ejemplo , rutas, transporte, seguridad , etc.) Gran parte del trabajo se maneja a través de listas de correo. El IETF se reúne tres veces por año .

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basadas en IEEE 802.15.420. Por otro lado, IPv4 e IPv6, son los protocolos que acarrearán la entrega de datos para redes de área local, redes de área metropolitana y redes de área amplia, como Internet. Con una clara tendencias a consolidar el uso de IPv6 en el corto plazo. Las especificaciones básicas detalladas del protocolo 6LoWPAN están descriptas en el documento del IETF - RFC 6282. Los ejemplos de implementación podrían incluir la automatización y aplicaciones de entretenimiento en ambientes como: hogares, oficinas y fábricas, entre los mas comunes.

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Los mecanismos de compresión de encabezado estandarizados en RFC6282 pueden ser utilizados para proporcionar la compresión de cabecera de paquetes de IPv6. Las especificaciones definidas en la RFC4944 presentan adicionalmente un conjunto de definiciones importantes, a saber: Adaptación de los tamaños de paquetes entre dos redes. Resolución de Dirección IP a Nombre (PAN-ID) Adaptación de diferentes proveedores de dispositivos

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802.15.4, IEEE 802.15.4 es un estándar que define el nivel físico y el control de acceso al medio de redes inalámbricas de área personal con tasas bajas de transmisión de datos (low-rate wireless personal area network, LRWPAN). La actual revisión del estándar se aprobó en 2006. El grupo de trabajo IEEE 802.15 es el responsable de su desarrollo. También es la base sobre la que se define la especificación de ZigBee, cuyo propósito es ofrecer una solución completa para este tipo de redes construyendo los niveles superiores de la pila de protocolos que el estándar no cubre.

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Internet of Things Material de divulgación general   • • • •

Interoperabilidad de los diversos formatos de paquetes Consideraciones propias de los modelos de delivery de paquetes y tipologías de red. Descubrimiento automático de dispositivos dentro del sistema Seguridad A Continuación se muestran un conjunto de protocolos y estándares sugeridos, para las implementaciones de IoT.

Figura 10: Modelo de capas según los estándares en desarrollo de IoT.

A continuación tenemos otra forma de ver los diferentes componentes de un modelos de IoT que se inter-relacionan entre si y pretenden simplificar los diseños.

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Figura 11: Modelo de capas según las funcionalidades operativas de IoT.

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Capa de Red (Network and Edge Computing) Al igual que en el modelo de referencia OSI, la capa tres del modelo IoT cubre la funcionalidad de la red. No es nuestro objetivo el comentar aquellas funcionalidades que suponemos bien conocidas por el lector, relacionadas con el nivel de red del modelo OSI. La definición de Capa 3 tiene que ver con las características particulares que las redes van a tener que implementar para adecuarse a las nuevas necesidades y servicios del naciente paradigma de IoT. Esta integración incluye características de procesamiento o aplicativos particulares, propias, de funcionalidades de control, análisis y gestión que se enmarcan en cualquiera de las capas de Sesión, Presentación, o Aplicación del modelo de referencia OSI. Figura 12 IoT WFRM – Edge Computing

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Aunque tenemos en claro que para el mundo de IoT la red no sólo va a cubrir las funcionalidades y servicios que hasta ahora vienen implementando para las redes de datos (incluyendo datos, telefonía y video), sino que vemos que para esta nueva tecnología, van a sufrir necesariamente cambios progresivos y evolutivos. Alguno de los cuales ya están naciendo de manera embrionaria en el mercado. Como ya comentamos con anterioridad, los cambios y las innovaciones no vienen solas sino que son parte de un proceso más global, que viene acompañado por su entorno. Dicho esto, es interesante mencionar algunos de los conceptos que hoy aparecen como nuevos paradigmas y que, seguramente, aunque no se lleguen a implementar por completo, algunas referencias dejarán. Por ejemplo, conceptos como Open Network Environment o Software Defined Networking (donde la red se va ir auto-definiendo en función de las necesidad de las aplicaciones), o conceptos como FOG Computing (donde se acercan los procesos a los clientes por requerimientos de velocidad o movilidad determinados para mejorar los tiempos de respuesta del sistema y hacer posible la toma de decisiones en tiempo real). Los conceptos de SDN, LISP o FOG Computing, son fuertes tendencias del mercado altamente relacionadas con el concepto de IoT. Vamos a analizar básicamente cada uno de estos conceptos.

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SDN Software-defined networking, es una nueva visión sobre la arquitectura de Networking nacida en la Universidad de Stanford durante el año 2008. Aunque de momento es una tendencia con reducida implementación en redes de producción, entendamos que el fenómeno de SDN será otro de los factores que impulsarán ciertas aplicaciones de IoT. Vamos a comentar algunos puntos salientes del concepto de SDN.

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•

Hasta nuestros días, y salvando algunas excepciones muy concretas, un equipo de comunicaciones, por ejemplo, un Switch de Red o un Router, contienen al menos dos procesos que son el corazón de la plataforma: Proceso de Control y Configuración basado en las características definidas por el administrador. También conocido como “plano de Control” o Control-Plane de la plataforma. Proceso de entrega o delivery/forwarding de paquetes llamado plano de Datos, o Data-plane. Es decir, podemos pensar que todos los Switches y Routers contienen ambos planos/procesos dentro de sí, y aunque son lógicamente separables, por lo general, NO es posible partir el Switch físicamente, típicamente y como vemos en las nuevas plataformas, se trata de un conjunto de ASICs o procesadors Core que se dividen las tareas, algunos toman el rol de Control Plane, y otros el de Dataplane, con lo que los procesos no son separables. Aunque es sabido de la existencia de excepciones 67

 

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en el mercado, es importante que se parta con esa premisa de unión de los planos como base para comprender mejor el concepto de SDN. Esta particularidad de indivisibilidad de los procesos, hace que el administrador vea a la red como un todo, y que aplique distintas técnicas para adaptarla a las necesidades de las aplicaciones y servicios en cada punto y en cada extremo. Pensemos que una empresa mediana puede contar con centenares de equipos de comunicaciones que ante el menor fallo dejan a decenas de usuarios sin servicio. Algo que desde el punto de vista de la criticidad de la red en el nuevo paradigma de IoT podrá resultar en algo catastrófico. También pensemos que la nueva dinámica de cambios en las aplicaciones invita a pensar en esquemas más flexibles a la hora de modificar un parámetro de configuración caja por caja, ya sean aspectos de seguridad, calidad de servicio, direccionamiento o servicios específicos. SDN, nos presenta la posibilidad de separar físicamente el plano de control del plano de datos, cosa que hasta ahora no había pasado en el ámbito de la electrónica activa de red (Switches y Routers, por ejemplo). SDN requiere algún método para que el plano de control pueda comunicarse con el plano de datos. Uno de estos mecanismos, OpenFlow, está a menudo mal entendido que está exclusivamente asociado a SDN, pero otros mecanismos similares a OpenFlow también podrían encajar en el concepto. La Fundación Open Network fue fundada para promover SDN y OpenFlow. 68

Internet of Things Material de divulgación general   Mientras las arquitecturas definidas por la tendencia de Cloud Computing así como la evolución dinámica de recursos y sistemas operativos de dispositivos móviles y el uso de máquinas virtuales crece, ha surgido la idea de una capa adicional de software definida por las redes (SDN). Dicha capa permite que los operadores de la red puedan especificar los servicios, sin necesidad de acoplar estos parámetros a cada uno de los dispositivos de red, haciéndolo desde un nivel de abstracción superior. Esto puede simplificar la operación de los equipos de comunicaciones, donde las definiciones globales no tiene que ser adaptadas a cada punto remoto del diseño. Esta capa también puede reducir algo de la complejidad en la acumulación de elementos de red, disociando la identidad y la lógica de control. SDN también realiza un seguimiento de flujo de contextos específicos basados en aspectos de identidad de origen y destino. Al pensar a la red ahora como un sistema totalmente jerárquico, con una cabeza única en lo que tiene que ver con la configuración de la misma, se hace necesaria la aparición de un protocolo como OpenFlow. El protocolo OpenFlow permite a los controladores de software, estar implementados de forma centralizada o distribuidos, o por ejemplo administrar el hardware de última generación de la red con el fin de crear un control basado en la identidad del dispositivo remoto y plantear un mecanismo de fácil programación en la parte superior del núcleo IP tradicional. SDN es un paso en la evolución hacia redes programables y activas. Permitiendo a administradores de red tener un servicio central programable del tráfico a través de un controlador sin necesidad de acceso físico a los switches. Una configuración 69

 

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de SDN puede crear un plano de control de red lógica donde el hardware está desacoplado físicamente del plano de reenvío de datos, es decir, un conmutador de red puede reenviar paquetes y un servidor independiente puede ejecutar el plano de control. Lo que se hace imprescindible es que exista un dialogo entre ambos planos, control y datos. En algunos documentos se menciona que SDN podría proveer importantes mejoras en los tiempos de convergencia de los protocolos de Routing, cosa que nos gustaría tomar con mucha precaución, ya que el concepto de convergencia es complejo y conlleva el cálculo desde que una modificación se produce en un punto de la red hasta que todos los componentes de un sistema autónomo cuentan con la información actualizada del cambio que se produjo. Dicho esto, puede que en el entorno de SDN resulte mas rápido el calculo del proceso ya que está centralizado y con un superprocesador disponible para hacerlo, pero no se considera el tiempo que se demora en que este cambio este actualizado en todos los puntos de la red, tanto sea desde el momento en que se detecta el cambio, desde el remoto al sitio central, como desde el sitio central hacia el sitio remoto. El desacoplamiento permite que el plano de control sea implementado usando un modelo de distribución diferente al plano de datos. Tareas de desarrollo de plano de control y de entorno de tiempo de ejecución se pueden ejecutar en una plataforma diferente (distinta de las CPU de baja potencia de

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Internet of Things Material de divulgación general   hardware 21 que históricamente se tenían en las Switches y Routers). Es decir, al tener un plano de control específicamente dedicado a tal fin, se podrían tener plataformas especialmente preparadas para esta tarea, servidores con capacidades de gestión y configuración implementados en forma de clusters distribuidos en función de la necesidades del cliente. Se muestra una separación conceptual de planos en la figura 7.

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Es importante mencionar que la evolución de los ASIC de los Switches y Routers ha sido tremenda desde principios de la década del 2010, con lo que suponer que estos dispositivos cuentan con hardware no evolucionado es un error. Sin embargo en la descripción del concepto de SDN este fundamento es importante para el impulso de la tendencia de SDN, por ello lo hemos mencionado de esa manera.

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Figura 13: Separación entre los planos de control y el plano de datos.

Fog Computing y un papel vital en IoT Fog Computing 22 nace para ofrecer una posibilidad de procesamiento mas próximo al sensor o actuador. La conexión

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Este apartado de Fog computing esta tomado y adaptado del trabajo realizado por sus creadores, agradecemos a Rodolfo Milito por haber compartido el material con nosotros.

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Internet of Things Material de divulgación general   masiva de sensores y la necesidad de comunicación y procesamiento de estos hace que la demanda del ancho de banda pueda crecer por encima de la oferta rápidamente. Esto presenta nuevas alternativas y servicios al mover parte del procesamiento al extremo. Algunos ejemplos pueden ser cumplir con una latencia baja, cubrir un área geográfica amplia, ofrecer gran movilidad y tener la capacidad de cubrir despliegues con gran cantidad de sensores. Fog es particularmente favorable para implementaciones muy interesantes como lo son el Vehículo Conectado, Smart Grid, Ciudades Inteligentes y en general sensores y actuadores industriales. Debemos mencionar que Fog complementa a Cloud Computing, la virtualización y centralización de aplicaciones ofrecen grandes posibilidades como crecimiento rápido, reducción del hardware, mejora de los consumos de energía y reducción significativa de los costos operativos. Este trabajo colaborativo entre FOG y Cloud da al cliente una opción de procesamiento complementario y funcional para ciertas implementaciones. Fog Computing no pretende reemplazar a Cloud Computing sino potenciarlo.

La Plataforma de Fog Computing El Computo, el Almacenamiento y la Red son los bloques de construcción que componen Fog Computing.

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Los orígenes de Fog se remontan a propuestas para apoyar los puntos finales con servicios de calidad en el borde de la red, incluyendo aplicaciones con requisitos de baja latencia (por ejemplo, juegos, streaming de video, realidad aumentada, movilidad, etc).

Figura 14: Ejemplo de cómo Fog Computing esta en un nivel intermedio entre el Sensor o Actuador y la nube.

Fog Computing y el IoT Sin dudas los beneficios que ofrece la centralización y virtualización de Cloud Computing no hacen mas que complicar aquellos diseños de red donde hay una dispersión geográfica amplia. Es razonable que todos los beneficios de Cloud pueden, en ciertos casos, traer inconvenientes a la hora de implementarse. Es por ello que Fog trata de compensar esta falencia de Cloud trabajando colaborativamente con esta. 74

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Las implementaciones de IoT para Service Providers y/o para grandes clientes, por ejemplo multinacionales con presencia en muchos países, pueden tener la necesidad de redundar el procesamiento en tantos sitios que pueden llegar a perder el valor de Cloud en lo que tiene que ver con la reducción de los costos, para ello la opción de Fog Computing parece ser razonable, al ofrecer al cliente procesamiento intermedio limitado donde el cliente lo necesite, en el sitio remoto, sin tener que migrar o replicar la solución centralizada de Cloud; incluso realizando un procesamiento en dispositivos alternativos, como routers o sistemas intermedios. Fog Computing nació para realizar un trabajo colaborativo, distribuido y contemplando la interacción con nuevos mecanismos como LISP23. Otra posibilidad interesante para el uso de Fog Computing, se presenta a la hora de pensar en implementaciones de IoT que requieran procesamiento o información en tiempo real; puede ser un caso el ejemplo en que tenemos una plataforma petrolera offshore con vínculos de comunicación de bajo ancho de banda y allí tenemos una necesidad de realizar un procesamiento distribuido para ciertas aplicaciones. Aplicaciones como Streaming de Video, TV on demand, o cualquier tipo de aplicación de este tipo, puede encontrar en

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LISP es una arquitectura de red y un conjunto de protocolos que implementa un nuevo esquema de direccionamiento IP. Mas adelante cubrimos este tema con mas detalle.

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Fog Computing un aliado importante a la hora de mejorar los tiempos de respuesta y optimizar los recursos de la red. Las implementaciones que dependan de conexiones de centenares de sensores de forma inalámbrica también puede beneficiarse de Fog Computing.

Algunos casos de implementación pueden ser los que se demuestran en estos tres escenarios de interés: el Vehículo Conectado, Smart Grid, y Wireless Sensor.

El Vehículo Conectado - Connected Vehicle (CV) Podríamos pensar el mundo de IoT como un mecanismo de reaprendizaje conceptual de diversos servicios. Un sistema inteligente de semáforos puede ser un ejemplo interesante. El nodo de semáforo inteligente interactúa a nivel local con una serie de sensores, que detectan la presencia de peatones y ciclistas, y mide la distancia y velocidad de aproximación del vehículo. También interactúa con semáforos próximos para coordinar la onda verde, así como envía señales de advertencia para vehículos que se acercan, e incluso modifica su propia ruta en el GPS para evitar accidentes. Es interesante pensar a los semáforos como gestores del flujo de tráfico, más que mecanismos de prevención de accidentes. Conectar a los automóviles, las autopistas, la señalización y otros componentes del entorno, es algo que aparece en diversas presentaciones y tiene muy buenas perspectivas de ser 76

Internet of Things Material de divulgación general   implementado por faces. Son muchos los casos y ejemplos de implementación que aparecen, incluso que somos capaces de imaginar cada uno de nosotros. Sin embargo al momento de intentar implementar soluciones tan distribuidas puede que nos encontremos con ciertos inconvenientes. Es interesante que el vehículo nos avise si podemos llegar a impactar con algún otro vehículo en los próximos cruces, pero se debe contemplar que la velocidad de procesamiento juega un papel primordial. Para esto, Fog Computing es un componente tecnológico que tenemos la obligación de evaluar, ya que ha nacido bajo la premisa de poder favorecer la implementación de arquitecturas que requieran respuestas en tiempo real.

Sensores y Actuadores Wireless (WSAN)24 Las Redes de Sensores y Actuadores Inalámbricos conocida por sus siglas en Ingles (WSANs) hacen referencia a un grupo de sensores y actuadores unidos por un medio inalámbrico para realizar tareas de detección y acción distribuidos. En una red de este tipo, los sensores recogen información sobre el mundo físico, mientras que los actuadores toman decisiones y realizan acciones apropiadas sobre el medio ambiente, lo que permite a distancia, la interacción automatizada con el medio ambiente.

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La página http://www.ece.gatech.edu/research/labs/bwn/actors/ sirvió

como sitio de consulta.

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Estos Sensores han sido creados para trabajar con baja potencia de energía, lo que facilita la larga duración de las baterías o el aprovisionamiento de energías alternativas. Estas son algunas de las características particulares: • • • • • •

Un gran número de dispositivos. Uso de bajo ancho de banda. Bajo consumo de energía. Bajo poder de procesamiento. Pequeñas capacidades de memoria que operan como fuentes de recolección de manera unidireccional. Memoria no volátil para almacenar pequeñas piezas de información en los casos donde se presenten problemas de conectividad. TinyOS25 es un código abierto, el sistema operativo con licencia de BSD 26 diseñado para dispositivos inalámbricos de baja potencia, tales como los utilizados en redes de sensores, computación ubicua, redes de área personal, edificios inteligentes y contadores inteligentes. Una comunidad en todo

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TinyOS es un sistema operativo de código abierto basado en componentes para redes de sensores inalámbricas. Está escrito en el lenguaje de programación nesC como un conjunto de tareas y procesos que colaboran entre sí. Está diseñado para incorporar novedades rápidamente y para funcionar bajo las importantes restricciones de memoria que se dan en las redes de sensores. TinyOS está desarrollado por un consorcio liderado por la Universidad de California en Berkeley en cooperación con Intel Research.

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Berkeley Software Distribution o BSD (en español, «distribución de software berkeley») es un sistema operativo derivado del sistema Unix nacido a partir de los aportes realizados a ese sistema por la Universidad de California en Berkeley.

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Internet of Things Material de divulgación general   el mundo académico y la industria, desarrollan y apoyan el sistema operativo, así como sus herramientas asociadas. Estos dispositivos inalámbricos que trabajan con TinyOS han demostrado ser útiles para recoger datos ambientales (humedad, temperatura, cantidad de lluvia, niveles de presión, niveles de líquidos, movimiento, intensidad de la luz, etc.) Sin embargo, hablamos de aplicaciones que van más allá de la detección y el seguimiento, como actuadores que ejercen acciones físicas (abrir, cerrar, mover el foco, objetivo, generar una alarma física, interactuar con sistemas externos, y desplegar sensores). Actuadores, que pueden tanto controlar ya sea un sistema o el proceso de medición en sí, como traer a la mesa de análisis una nueva dimensión a redes de sensores. Es interesante resaltar que el flujo de información o tráfico circulante en la red es bi-direccional, siendo por su prioridad en el sistema y la política que el cliente defina, particularmente prioritario en una dirección u otra, esto hace pensar que la red y la información generada tiene que estar adecuada para respetar dichas políticas. Muchos de los despliegues que vemos de este tipo de redes, nos presentan también las llamadas redes MANET27. Las redes MANET (como acrónimo de Mobile ad hoc Network) en algunas ocasiones denominada también como malla de nodos móviles (Mobile Mesh Network), hace referencia a una 27

El propósito del grupo de trabajo MANET es estandarizar el enrutamiento IP, proporcionando el protocolo adecuado para la aplicación de enrutamiento inalámbrico dentro de topologías tanto estáticas como dinámicas, con una mayor dinámica debido a nodo movimiento u otros factores.

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red de dispositivos conectados por wireless y que poseen propiedades de auto-configuración, además de poseer cierta movilidad (es decir se encuentran montados en plataformas móviles). Las MANETs son un tipo de wireless ad hoc networks que forman, por regla general, una malla enrutable en forma de una capa de enlace de datos. Cada dispositivo en una MANET posee libertad para desplazarse independientemente en cualquier dirección, y eso permite que cambien dinámicamente las condiciones de enlace entre los dispositivos. Cada uno de ellos está desacoplado del tráfico y por lo tanto realiza funciones de router. Uno de los principales retos a la hora de construir MANET es lograr que sea posible equipar cada dispositivo para mantener continuamente la información necesaria para rutear. Este tipo de redes puede operar de forma autónoma o ser conectada a Internet. Son varios los ejemplos y casos de despliegues de este tipo de redes que podemos comentar, entre los que tenemos hay despliegues de una red de pequeños radares meteorológicos, para entender con mayor precisión los riesgos atmosféricos, tornados, granizo, grandes precipitaciones, o fenómenos particulares, otra campo de uso es el campo militar. Las características de Fog (proximidad y conocimiento de la ubicación, la distribución geográfica, la organización jerárquica) la convierten en la plataforma adecuada para apoyar tanto a redes inalámbricas de sensores WSANs y MANET con restricciones de energía.

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Internet of Things Material de divulgación general   Sistemas Analíticos y la interrelación entre Fog y Cloud Mientras que los nodos de Fog proporcionan la localización, permitiendo una baja latencia y sensibilidad al contexto, Cloud ofrece la centralización global. Muchas aplicaciones requieren tanto la localización de Fog, como la globalización de Cloud, sobre todo para el Análisis de los datos y las plataformas de almacenamiento y procesamiento de Big Data (que veremos con detalle más adelante en la capa 1 y 2 del modelo IoT). Los colectores de Fog en el borde contemplan los datos generados por sensores y dispositivos de la red. Algunos de éstos se refiere a la protección y control de los bucles que requieren procesamiento en tiempo real (del orden de milisegundos de latencia). Este primer nivel de Fog, diseñado para un modelo de interacción Machine-to-Machine (M2M), recoge y procesa los datos y problemas de control de comandos a los sensores o actuadores, filtra los datos que se consumen localmente, y envía el resto a los niveles superiores. Como resultado de esto Fog debe ser compatible con varios tipos de almacenamiento. También tomamos nota de que en el más alto nivel de una implementación con gran despliegue geográfico la mejor cobertura global es proporcionada por el concepto de Cloud o nube, que se utiliza como repositorio de datos con una permanencia de meses o años, y que es la base para el análisis de la inteligencia empresarial. Este es el ambiente típico de informes y cuadros de mando del rendimiento e indicadores para implementaciones de interacción industrial.

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Conclusiones Fog Computing pretende ser una plataforma para ofrecer una alternativa de implementación a una amplia cartera de nuevos servicios y aplicaciones en el borde de la red. Aunque se analicen un conjunto reducido de ejemplos, no es la finalidad imaginar todos los ámbitos de implementación de está técnica, no sólo porque sería imposible hacerlo, sino porque el objetivo justamente del mismo es invitar a los lectores a pensar en el desarrollo de nuevas ideas bajo un marco de contexto a la hora de transformar la misma en un piloto de implementación real. Tenemos la certeza que un mecanismo de distribución con la inteligencia y el procesamiento como ofrece Fog Computing va a ser vital para ofrecer una nueva generación de servicios emergentes y permitir el desarrollo de nuevas aplicaciones en el mundo de IoT.

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Locator/ID Separation Protocol (LISP) El Protocolo LISP pretende ser una nueva arquitectura de enrutamiento simple, desplegable de forma incremental, basado en la red, permitiendo a las empresas y proveedores de servicios, simplificar el enrutamiento multi-homing28, facilitar la virtualización en ambiente altamente escalables, dar soporte a conceptos de centros de datos virtuales con alta movilidad, y reducir las complejidades operativas. Para mas información consultar en el anexo A. Podemos decir que la aparición o el desarrollo de LISP apuntan a solventar una problemática de movilidad para el nuevo paradigma de IoT. Si bien se requiere de la incorporación de un conjunto de funcionalidades adicionales, es necesario considerar que esto es solo para implementaciones públicas con gran dispersión geográfica, no así para las implementaciones de IoT de ámbito privado o para un entorno industrial de relativa baja cobertura.

Como vimos en las definiciones anteriores, hay situaciones concretas que requieren que la red esté más próxima a los clientes, sobre todo en ambientes móviles, o en situaciones particulares donde el concepto de “Cloud Computing” requiera ser complementado. Necesitamos tiempo real, manejar información crítica para los negocios y la vida, sin descuidar los mecanismos de privacidad de la información.

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Multihoming, se refiere a un dispositivo conectado a más de una red.

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Adicionalmente la red va a ser como siempre lo fue el punto donde la transición de la integración de sistemas no estándares van a confluir. Por lo tanto, la red será también el punto de inter-relación e interoperabilidad de los mismos. Y, por ello, tendrá un rol preponderante en el desarrollo del nuevo paradigma de IoT. Como conclusión, podemos entender que la red, ahora va a requerir contar con servicios adicionales, y capacidades críticas en determinadas implementaciones. La redes que hoy tenemos implementadas, van a seguir mutando y adaptándose, y esta transformación, aparte de una oportunidad de aprendizaje única, va a representar un desafío y un cambio tecnológico con pocos precedentes en la corta historia del protocolo IP.

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Capa de Aplicación, Gestión Correlación y Sistemas Analíticos.

o

Cuando pensamos en sumar dispositivos a la red, como los sensores o los gateways (ya que estos van a ser la primer conexión a la red de nuestros sistemas de IoT), pensamos en incrementar o multiplicar la cantidad de dispositivos con dirección IP. ¿Qué sucederá cuando en poco tiempo tengamos que administrar un número exponencialmente mas alto de direcciones IP del que hoy controlamos?. Estamos hablando de adicionar a la red centenares, miles o, en algunos casos, dentro de un par de años, millones de clientes IP a lo largo de un dominio de red determinado. Como solemos llamarlo también un sistema autónomo. Figura 15: IoT WFRM – Application layer

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Todos estos dispositivos van a necesitar de una gestión de red tradicional que cuente con la gestión de fallos, gestión de configuración y rendimiento, seguridad y registro de cambios, así como lo tenemos con cualquier dispositivo de red con los que contamos en la actualidad. Para cerrar este concepto desde el punto de vista de la gestión tradicional, digamos que no se va a requerir mucha innovación, pero el impacto va a estar dado, sin lugar a dudas, en la escalabilidad.

Figura 16: CECA Application for Event Correlation and Analytics Architecture

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Internet of Things Material de divulgación general   La escalabilidad y la interoperabilidad van a ser los valores determinantes de la futura gestión de red tradicional. Debemos considerar también que cuando hablamos de escalabilidad estamos hablando de adecuar la plataforma para que sea mas amigable al usuario o administrador, ya que hoy nos cuesta mucho encontrar soluciones que nos faciliten la administración de alarmas o contemplen la correlación de eventos como paradigma de una gestión inteligente. Es por ello que parecería complejo hacerlo si la cantidad de dispositivos se multiplicaría en diez veces o mas. Por otro lado, vamos a necesitar contar con una nueva plataforma de “gestión” en el mundo de IoT. Se van a requerir de sistemas más complejos, plataformas capaces de manejar la correlación de eventos (también conocida como sistemas analíticos). Estos van a ser la piedra angular para poder hacer una interpretación más adecuada de la información y generar mecanismos automáticos de respuesta (sin la intervención de los operadores). Esta tarea va a requerir de mucha interoperabilidad, programabilidad y adaptación. La idea de un sistema de gestión inteligente en el nuevo mundo de IoT nos debería ofrecer: • •

•

Tomar decisiones con información en tiempo real proveniente de sistemas externos. Entender los sistemas y su comportamiento para aprender y poder predecir qué es lo que puede llegar a suceder en el futuro. Realizar simulaciones de eventos, de tal manera que los responsables de operar el sistemas puedan tener visibilidad 87

 

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sobre posibles impactos en la operación del negocio. Analizar las respuestas ante la presencia de determinados eventos. Así como evaluar los posibles impactos ante la presencia de pequeñas alarmas que, a priori, pueden ser consideradas menores, pero que como resultante de una correlación puedan representar un evento crítico. Esto es importante a la hora de fortalecer una estrategia operativa para el ahorre de costos. Hacer un correcto análisis de los sistemas de gestión es necesario para poder entender cuáles son los alcances en cada sistema autónomo de IoT. También es importante considerar que muchas de las implementaciones de IoT son gestionadas desde plataformas o paneles específicos de control, ya sea para procesos, seguridad física o sistemas particulares como mencionaremos mas adelante.

Analytics ó IoTA (Internet of Things Analytics) Como premisa que nace de la necesidad de implementar un sistema de IoT, imaginamos, en todos los casos, que un sistema de gestión analítica será considerado más temprano que tarde. Hay muchos documentos y presentaciones que hablan de sistemas analíticos, es un tema que recién está apareciendo en el mercado. Sin embargo como la filosofía de este escrito es poner sobre la mesa la importancia de IoT con una visión 88

Internet of Things Material de divulgación general   amplia de todos los componentes a considerar, y cómo los mismos interactúan entre sí, no podemos dejar de realizar algunas importantes definiciones sobre este tema de tanto interés. Hablar de un sistema de gestión analítica nada tiene que ver con un sistema de gestión de red tradicional, pero sí con la reinvención o adecuación de los mismos para lograr ofrecer nuevas soluciones, reportes, información en tiempo real, interacción con la red y los componentes del sistema de tal manera que la inteligencia del mismo vaya mas allá de saber si un nodo esta activo o no, o si el volumen de tráfico es de tal o cual protocolo. Resulta conveniente pensar a los sistemas de Analytics como sistemas independientes a los sistemas de gestión tradicional, al menos hasta que el mercado muestre lo contrario. Analytics, presenta una nueva percepción de los sistemas de gestión, definitivamente más asociada con el negocio, que con una visión estática o pasiva de la red. Por su naturaleza, muchas veces la concepción de soluciones Analíticas se relacionan estrechamente con las plataformas de Big Data. Esto es totalmente razonable, ya que los sistemas analíticos deberán interactuar con grandes repositorios de información con características particulares para los diseños de IoT. Otro punto que es importante resaltar es que la teoría de las tres “V” (Volumen, Variedad, Velocidad) aplica perfectamente para definir lo que se espera de una plataforma analítica:

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Volumen, hace referencia a que las aplicaciones de Analytics van a tener que interactuar y procesar grandes volúmenes de información, para así encontrar perfiles, firmas, características particulares para el proceso. Recordemos que una de las bondades de analytics es la capacidad de servir como plataforma pro-activa, identificando ciertos patrones de comportamiento reiterativos del pasado, antes de que se presenten los problemas, para así aprender de casos anteriores o de patrones prefijados por los administradores. Por poner un ejemplo simple, si en una refinería donde hay tanques de combustible se presenta el mismo fenómeno climático, de presión y de temperatura, que se había presentado antes de la última explosión, puede que sea interesante evaluarlo como eventos que puedan caracterizar un final similar al ya vivido despertando las alarmas antes de que el evento crítico se repita nuevamente. La presencia de un conjunto de alarmas de tipo “no crítico” al conjugarse y leer patrones históricos, puedan ser consideradas como “de alta criticidad”. Esto es correlación o prevención de eventos. Esto es trabajar proactivamente. Variedad, este concepto es simple y significa a que las plataformas analíticas van a tener que interactuar con un conjunto muy diverso de repositorios de información, con contenedores de datos públicos y privados, con estructuras de datos con formato propietario o bajo estándares. Imaginemos un sistema de IoT privado que sea capaz, incluso, de traernos la información que circula en las redes sociales, sólo por poner un ejemplo. Algunos casos, podrían conjugar información histórica de fuentes diversas, con información en tiempo real bajo 90

Internet of Things Material de divulgación general   demanda, para confirmar algunas variables particulares, o para armar estructuras de datos utilizadas por el propio sistema de Analytics. Esto ayudaría a evitar falsos positivos en la información que llegan a los administradores o directivos. Puede que resulte de utilidad el relacionar la información de un sensor de un sistema cerrado de IoT con los comentarios que aparecen en las redes sociales, este es el tipo de variedad sin límites que se busca. Velocidad, tiene que ver con que los sistemas analíticos implementados en ámbitos de seguridad pública, salud, ambientes industriales, etc., van a requerir una capacidad y velocidad de procesamiento muy superior a la media, ya que en muchos casos, la vida de las personas puede ser uno de los puntos a proteger. Volvamos a mencionar que en los sistemas de IoT ya no estamos hablando de perder un paquete de datos, mala calidad en una comunicación telefónica o ver un video con una imagen pobre, si no que se trata de proteger aspectos de gran valor y con el impacto más alto en lo social, político o económico que hayamos imaginado. Por suerte vemos en el mercado que fabricantes de microprocesadores invierten una importante cantidad de dinero en el desarrollo de procesadores cada vez más pequeños, más ecológicos y más veloces, considerando a IoT como uno de los pilares del crecimiento para los próximos años. Con lo que debemos contemplar todos los aspectos que puedan ser facilitadores a la hora de mejorar el procesamiento de los datos, no solo en hecho de los Microprocesadores, si no también características de diseño en la arquitectura de la solución.

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La variedad de los sistemas analíticos va a tener que ver con las necesidades de cada clientes u organismo público. Esto quiere decir que difícilmente tengamos sistemas analíticos iguales. Vamos a tener especialistas en realizar integraciones y en adecuar los sistemas analíticos a las necesidades de negocio de cada compañía y cada implementación dentro de la misma. Se va a requerir que los CEO, Directivos, o asesores que interpreten claramente el negocio de la compañía tengan una estrecha colaboración con los programadores o diseñadores de los sistemas analíticos, ya que éstos deberán responder a las necesidades del negocio como premisa primera. Otro aspecto interesante es entender que muchos de los repositorios de información histórica van a estar centralizados y virtualizados. Otros pocos, con información más actual o casi en tiempo real van a estar distribuidos por toda la red, y los sensores o dispositivos finales van a ser informadores en tiempo real bajo demanda. Dicho esto, parece simple procesar información histórica centralizada, no resulta ser así de simple el sumar los datos distribuidos en redes muy grandes y dispersas. Va a ser un verdadero desafío contar con procesos de consulta para los datos que deban ser obtenidos en tiempo real. Un caso de sumo interés para los clientes, es la posibilidad de integrar los sistemas analíticos de IoT con sus sistemas de gestión operativa, como Sistemas ERP29 y otros propietarios. 29

Los sistemas de planificación de recursos empresariales (ERP, por sus siglas en

inglés, enterprise resource planning) son sistemas de información gerenciales

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Internet of Things Material de divulgación general   Es importante para los clientes poder asociar la información que proviene de sensores y relacionarla con la automatización de tareas de los sistemas de operación. Por ejemplo, si vemos que la cantidad de agua de uno de los tanques del campo de exploración se esta agotando, podemos hacer que el sensor, informe a la plataforma de gestión analítica, y esta de manera automática pueda solicitar la reposición tomando la información de los sistemas de gestión operativa del cliente, como por ejemplo SAP. Figura 17: Características funcionales, operativas y de operación de las plataformas analíticas.

que integran y manejan muchos de los negocios asociados con las operaciones de producción y de los aspectos de distribución de una compañía en la producción de bienes o servicios

. 93

 

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Figura 18: Ciclo de trabajo en proyectos de IoT.

Analytics, sin duda es una de las tendencias más interesantes a futuro. Lamentablemente parece no ser un ámbito donde quepan conceptos de replicabilidad (como sí sucede en las plataformas de gestión de red tradicional), cada vertical presenta características específicas para satisfacer las necesidades de su mercado que no precisamente complacerá la de otros. Cada cliente tendrá su implementación particular. La monetización en el ámbito Empresarial va a generar mas rentabilidad por el lado de los servicios que de la venta de un producto empaquetado, cosa que va a ser inversa para los productos de consumo masivo en el mercado de IoT. Es decir, como se comentó anteriormente, cada sistema va a ser particular, y va a ser muy difícil replicar una implementación en distintos clientes, sin un trabajo de desarrollo y adaptación 94

Internet of Things Material de divulgación general   previo, sin duda se va a retardar la implementación, haciendo que cuando un cliente que se plantee ir con un sistema de Analytics, deba invertir un tiempo importante en la adecuación o customización de la plataforma. Esperamos que se encuentren modelos de replicabilidad parcial, donde el 60% de la plataforma pueda encajar en diversos clientes y el 40% restante encuentre profesionales capaces en el desarrollo y adecuación de las mismas, ya que si hay muchas plataformas de analytics, vamos a tener mas inteligencia en los procesos, menores riesgos industriales, de seguridad pública y otros muchos beneficios que el mundo de IoT nos va a regalar. El mercado comenzó a mostrar aplicaciones analíticas que presentan alternativas empaquetadas, con una mínima adecuación al sistema de cada cliente, pero con un sub conjunto de alternativas interesantes y que van creciendo. Estos “empaquetados” presentan, de momento, muchas limitaciones a la hora de integrar aplicaciones de terceros, están mas enfocados a optimizar la implementación de un determinado sistema autónomo (AS) de IoT. Plataformas escalables y en tiempo real de análisis, capaz de recoger datos fácilmente de una variedad de fuentes. Estos incluyen las soluciones de gestión de red y sistemas de gestión de elementos de terceros (SAA), sistemas de gestión de red (SMN), los administradores de dominio, flujos de tráfico, la inspección profunda de paquetes (DPI) y los tipos de sonda de la tecnología de diversos fabricantes. También puede aportar datos de otras fuentes fuera de la red, incluidos los alimentos, medios de comunicación social (POS), la ubicación del dispositivo móvil, los datos de suscripción, y 95

 

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más. Diversas fuentes, que tienen que ver con el concepto de Variedad de la información que expresamos anteriormente. También proporciona las siguientes características: • Posee alto rendimiento al procesar la información, análisis en tiempo real con una alta escalabilidad y baja latencia. • Procesamiento de consultas y análisis en tiempo real y el uso eficiente de los recursos informáticos . • Incluye adaptadores pre-construidos en apoyo de fuentes de datos para análisis de flujos de tráfico y syslog software, así como un marco para crear fácilmente otros adaptadores para múltiples sistemas operativos.. • Facilita la creación de cuadros de mando en tiempo real que le permiten mirar de donde proceden los datos e identificar tendencias. • Fiabilidad con una alta disponibilidad, recuperación de fallos, copia de seguridad y restauración en línea . • Cuenta con una variedad de arquitecturas de implementación, Los sistemas Analíticos pueden ser distribuidos y con niveles de procesamiento de datos localizado.

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Figura 19: Dinámica de las plataformas de gestión Analítica.

Magic Quadrant for Business Intelligence and Analytics Platforms – Gartner Group

Dada esta característica de no repicabilidad, existen aplicaciones de analísis particulares para una industria que no necesariamente es importante en otra, por lo tanto el mercado de analíticos se muestra con muchas opciones.

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Nuevas Plataformas de Gestión o Management de red con la Escalabilidad y la flexibilidad necesaria para IoT Una de las premisas que rigen la visión de IoT es que el 98% de las cosas aún no están conectadas a la red. Esta premisa nos hace pensar en un cambio sustancial en las arquitecturas de las plataformas de gestión, Incluso podemos pensar en nuevos protocolos más allá del bien consolidado, con varios años en el mercado SNMP. Sólo para que quede claro y para mejorar la comprensión debemos separar, aunque sea teóricamente a las plataformas de control (provenientes de las históricas plataformas de gestión de red) de las plataformas o sistemas analíticos que se expusieron anteriormente. Vamos a comentar el marco histórico de las plataformas de gestión, ya que cualquier nueva solución va a contener seguramente algunas referencias del pasado. A mediados de los años noventa, la incipiente consolidación del protocolo IP (compitiendo con IPX, AppleTalk, Decnet, X.121, etc) y la particular diversidad de soluciones de comunicaciones empezó a poner sobre la mesa la necesidad de reducir la cantidad de plataformas de gestión en su número 98

Internet of Things Material de divulgación general   y complejidad. Una sala de gestión de red hace algunos años podía incluir entre seis y veinte plataformas de Management, cuya estabilidad era muy cuestionada ya que la re-instalación de la plataforma era casi una constante. Así, plataformas de gestión propietarias pasaban a reemplazarse por sistemas de gestión de red integrales, basado en SNMP en su mayoría y sin desconocer las plataformas de sistemas propietarios de Radio Enlaces, Frame Relay y X.121 para la red X.25. También algunas soluciones nacieron para consolidar la información proveniente de plataformas propietarias como en su momento se posicionaron, sistemas de integración multi-vendor, de esta manera un cliente podía disponer de un front-end capaz de presentar vistas consolidadas de los múltiples sistemas, sin necesidad de que la operación de la red tenga que ir saltando de pantalla en pantalla para analizar un momento de crisis.

• • •

En grandes Services Providers, todas las alarmas que provenían de los sistemas propios, red de transmisión, radio enlaces, sistemas de red, servidores, etc., que se consolidaba en una plataforma centralizada donde se mostraban los estados y las alarmas de manera integrada, agrupando y recalificando a las alarmas por grupos según su prioridad, o según su criticidad temporal. Podríamos decir que presentaba para el operador un Front-end de gestión consolidada. Para el nuevo paradigma de IoT las plataformas de control o management van a tener que enfrentar al menos un par de desafíos: Escalabilidad Flexibilidad Nuevos estándares o mejora en los protocolos existentes. 99

 

• •

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Seguridad y Privacidad de los datos Otros según la plataforma de IoT a implementar.

Escalabilidad Si bien en este documento se mencionan diferentes posibilidades de implementación de IoT, ya sea en entornos privados o públicos, en ambos se presentan desafíos concretos de escalabilidad. Supongamos que empezamos a trabajar en una empresa mediana. Podría ser una sucursal de una gran empresa en la región, un mercado grande, un banco o alguna industria. Actualmente este tipo de empresas ya cuenta con plataformas de gestión SNMP centralizadas, que típicamente están dimensionadas para cubrir las necesidades de Routers, Switches, Puntos de Acceso, Racks, Servidores, y otros dispositivos que brinden soporte al protocolo SNMP. Como mencionamos con anterioridad, podemos estar hablando de un total que puede variar entre 1500 a 2500 dispositivos. Pasar de 2000 dispositivos a administrar 20.000 va a resultar un verdadero desafío. No sólo por la escalabilidad de la plataforma de gestión (hardware y Software), si no también por el desafío que se presenta en lo que tiene que ver con el análisis y seguimiento de alarmas y la generación de reportes, o la posible correlación con plataformas externas. Este cambio radical en la gestión, podría generar un impacto, inclusive, en quienes administren estas plataformas. Aparecerán seguramente conceptos nuevos como MaaS 100

Internet of Things Material de divulgación general   (Management as a Service), o empresas especializadas en sistemas analíticos y gestión de plataformas de Management. Algo similar va a pasar en organismos públicos, gobiernos centrales o regionales, cuando quieran afrontar el desafío de implementar soluciones de IoT. Es por ello que nuestra concepción de la visión de IoT trasciende al sensor y tiene que ver con una mirada integral de todos los componentes de la solución, para que la misma sea flexible, escalable y pueda adaptarse a las nuevas realidades que afrontará en el mediano plazo.

Flexibilidad

o o o

Hablar de Flexibilidad va a ser complejo, sobretodo considerando la diversidad de los datos y los entornos, por ejemplo: Información virtualizada y centralizada. Sistemas de IoT autónomos que se puedan comunicar entre si. Múltiples fabricantes sin un estándar definido de momento. Pensemos dónde vamos a estar en 10 años. Exageremos un poco nuestra imaginación para ver que tipo de flexibilidad se requerirá. Pensemos en la interacción entre auto, autopista, señalización vial, policías, ambulancias, centros de salud, bomberos, redes sociales, nuestro doctor particular, nuestra familia en casa, los smartphones de nuestros familiares y amigos, las noticas de la radio, nuestro taller mecánico de referencia, etc.

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Figura 20: Idea tentativa de la plataforma de gestión analítica multipropósito.

Esto nos hace pensar en el concepto de MIIP (Management Interaction Integration Protocol) algo que seguramente se empezará a desarrollar a corto plazo. Básicamente hablamos de un protocolo con la capacidad de realizar integraciones dinámicas e interacciones concretas entre las plataformas de Gestión, incluyendo la posibilidad de relacionar una plataforma de gestión de un sistema autónomo con un sensor de otro sistema autónomo, lo que facilitará la capacidad de tener información en tiempo real de casi cualquier sistema. La Figura 16 nos muestra un sistema de correlación de eventos de nombre EMC (Enterprise Management Correlation), propuesto por un equipo de trabajo de IoT para integrar la información proveniente de múltiples sistemas autónomos y de sus plataformas de gestión respectivas. Se trata de una visión muy interesante para resolver una problemática interna para una refinería de petróleo, un retail, un banco, o una industria con múltiples sistemas autónomos. Ahora bien, pensemos en este esquema multiplicado por centenares, y con capacidad de interacción entre los mismos. 102

Internet of Things Material de divulgación general   En casi todos los ejemplos de grandes implementaciones de IoT se observa una dinámica de interacción muy amplia y diversa, lo que nos deja ver la llegada de nuevos estándares para lograr esta interoperabilidad. En las Figuras 21 y 22 que se muestran a continuación la representación de una plataforma de gestión donde se vean los diferentes sensores, personas y componentes del sistema en capas, donde el administrador puede tener una visión general de todos los sistemas a la vez, en tiempo real, otros con información histórica, y en otros casos donde se pueda observar individualmente cada sistema o la combinación de alguno de ellos sin necesidad de ver todos representados.

Figura 21: Vista de una Refinería desde Google Maps.

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Figura 22: Vista de una Refinería desde el sistema de Gestión de Analytics.

Estos diversas visiones de los sistemas autónomos de IoT sobre una plataforma de gestión centralizada, aporta mucho valor a un cliente. En este caso una empresa petrolera, que puede ver el estado en tiempo real de su refinería para una gestión permanente o para administrar un estado de crisis que se pueda presentar. Esta plataforma, alimentada por múltiples sistemas propietarios del ámbito industrial, (plataformas de control, incluso viejos sistemas adaptados a IP), puede ofrecer la posibilidad de cuantificar el riesgo, haciendo simulaciones de eventos bajo demanda y en tiempo real, evaluando cómo responder a riesgos reales y simulados, grupos de crisis, sistemas de seguridad y emergencias, impacto en empleados y componentes críticos, calculando el costo económico que se 104

Internet of Things Material de divulgación general   puede generar ante eventos particulares como explosiones, inundaciones, recalentamiento de tanques, accidentes, etc. Esto no es menor si consideramos que entre los años 2011 y 2013 hemos sufrido explosiones de las refinerías más importantes de PEMEX (Mexico), PDVSA (Venezuela) en dos oportunidades, e YPF (Argentina), todos con costos económicos tremendos y costos políticos importantes. Pero esto es solo un caso testigo, para mostrar la nueva complejidad que se presenta en la gestión con la incorporación de la visión de IoT. Es interesante poder plantear sistemas de correlación de eventos que sean capaces de integrar múltiples sistemas de sensores, cámaras de video, sistemas de localización de personas y componentes, integración con aplicaciones para la provisión materiales para la operación. También considerar que muchas veces los sistemas internos de una empresa, pueden verse afectados en su operación por factores externos, por poner un ejemplo, en un campo petrolero el impacto de las condiciones climáticas es importante para la operación de la misma. Figura 23: Imagen de un sistema IoT para O&G

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Nuevos Estándares o Mejora en los protocolos existentes Como comentamos anteriormente, y por los desafíos expresados, tendremos novedades sobre nuevos protocolos, y mejoras de los existentes, con un SNMP más adecuado, más liviano (sin perder seguridad), mas flexible sin perder privacidad. También estándares de integración entre sistemas, necesarios tanto para lograr la comunicación entre sistemas autónomos independientes como para auditar y registrar el paso de la información entre estos. MIIP, CEMF, SNMPvIoT, podrían ser los nuevos protocolos de gestión sobre redes inalámbricas, ya sean Wireless como LTE, sistemas industriales de gestión adaptados a IP, protocolos de adaptación de propietario a estándar, para así poder integrar la información en plataformas centralizadas y virtualizadas. Todas ideas en desarrollo y muchas van a aparecer para resolver la problemática de integración cuando esta salga a la luz. Sugerimos que la integración va a ser posible, porque en estos tiempos está más que claro que el mínimo nivel de servicio adicional para un usuario justificará cualquier desarrollo y, por otro lado, que las empresas que lideran el mercado tecnológico en el ámbito industrial, ya están caminando hacia IoT, con lo que esto dinamizará y acelerara su evolución.

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Internet of Things Material de divulgación general   Seguridad y Privacidad de los Datos en la administración Han pasado varios años y seguimos pensando a SNMP (Simple Network Management Protocol) como uno de los protocolos mas usados y conocido por los administradores de redes. SNMP fue evolucionando con el paso del tiempo, desde aquellas primeras versiones que funcionaban en texto claro, a las versiones ahora vigentes que contienen severas técnicas de cifrado y autenticación, garantizando así el transporte y la validez de la información acarreada. Pero el desafío que se presenta es ahora más complejo, ya que hasta el momento administrábamos equipos o dispositivos y con la llegada de IoT vamos a estar monitorizando robots, cajeros automáticos, brazos mecánicos, personas, fichas médicas, coches, semáforos, luces, alarmas, etc. Esto cambia radicalmente la visión sobre la criticidad de la información, la integración, la interoperabilidad entre sistemas autónomos independientes y la privacidad de la información. Por poner un par de ejemplos: ¿Qué pasaría si un sensor industrial no detecta la presencia de una persona caminando por el sector y produce un movimiento que ponga en riesgo la vida de la misma?, ¿Cómo se pasaría la ficha medica de un paciente desde un centro medico al Tablet del doctor ocasional? ¿Cómo el médico definirá su interacción con el centro de alta complejidad llegado el caso?. Hay muchos ejemplos que podemos imaginarnos y que definitivamente van a tener que considerar la implementación de nuevos mecanismos de seguridad y privacidad de los datos. Adicionalmente se requerirán cambios en las políticas de cada 107

 

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país para mejorar la manejabilidad de este información, que hasta ahora es muy restringida.

tipo

de

Aspectos particulares de cada sistema Aunque el tema está en desarrollo desde hace un tiempo atrás, es complejo imaginar las variantes que puedan ofrecer los sistemas de gestión de IoT. Típicamente la gestión viene detrás de la provisión e implementación, surge como necesidad de tener cierto control y poder visualizar con facilidad qué está pasando con el sistema. Difícil es imaginar la plataforma de gestión ideal cuando no somos capaces de acotar los alcances del sistema. Podemos asegurar que la innovación va a pasar por la capacidad de cumplir con las tres premisas anteriormente mencionadas: Escalabilidad, Flexibilidad y Privacidad, con una capacidad analítica particular, dimensionada a la medida del administrador o responsable del negocio del cliente. Es por ello, que vamos a estar abiertos a nuevas ideas, técnicas, protocolos y concepciones de gestión que contengan tendencias que hoy no somos capaces de imaginar, plataformas abiertas a la innovación y el cambio, simple de decir, complejo de realizar.

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Capa de Acumulación de Datos, Data Center o Big Data.30 El extremo de una visión end-to-end, parte importante de la inteligencia del sistema de IoT.

Figura 24: IoT WFRM – Data Accumulation Layer

Hoy en día vivimos en un mundo conectado. O, por lo menos, nos gustaría pensar que es así. La verdad es que el mundo está cambiando permanentemente y de manera muy acelerada. No sólo en lo individual, sino también como sociedad exigimos conectividad por razones de conveniencia, economía, familia, negocios o razones sociales, pero estamos buscando más.

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Colaboración Ivan Kove, CSE Datacenter, Cisco Canadá.

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Nos hemos dado cuenta que el nivel de información tiene una relación directa con la posibilidad de tomar mejores decisiones, y controlar lo que hacemos. Y debido a la naturaleza humana, la obtención de estos datos nunca puede ser lo suficientemente rápido y mucho menos lo suficientemente grande en términos de cantidad . Al igual que la evolución del teléfono celular, IoT difumina los límites entre la vida personal y la vida de los negocios. Se redefinirá la forma en que interactuamos no sólo entre nosotros, sino la forma en que nos relacionamos con nuestro entorno. Con ese fin, IoT no es algo que hoy en día cualquiera puede comprar empaquetado en una estantería de la tienda. Porque IoT no es sólo un producto o solución sino que; está compuesto por un conjunto diverso de soluciones, nuevas arquitecturas y diferentes tecnologías. Preferimos ver a IoT como un sistema. Desde la ruptura del concepto del Mainframe venimos sufriendo cambios en la manera y el modo de almacenar la información. En los últimos años vivimos nuevos postulados de gran innovación que se han adoptado rápidamente, los nuevos conceptos de Cloud (ya sea público o privado) o Virtualización han venido para quedarse y marcar un espacio, un nuevo momento. Nadie sabe si con la virtualización el avance tecnológico se tomará un respiro. Seguramente no. Pero a priori parece una manera eficiente de reducir los costos operativos y mejorar la capacidad de crecimiento en los datacenters que continuarán creciendo exponencialmente en los próximos años. 110

Internet of Things Material de divulgación general   Somos conscientes que aunque tengamos la tecnología más nueva, puede que la misma deba ser adaptada para cubrir el paradigma de IoT.. El cambio de paradigma generado por IoT tarde o temprano tiene un impacto en el Datacenter. Esta nueva visión que nos refleja una cantidad sin precedentes de pequeñas piezas de información proveniente de millones de sistemas autónomos o sensores representa a priori un desafío a la hora del almacenamiento y la administración de la información. Las implementaciones de IoT van a requerir de sistemas muy escalables, con capacidad de tener un rápido crecimiento, una rápida operación, y una eficiente manera de trabajar con la información en cualquier punto del sistema, no sólo en el Data Center, sino en la replicación, el uso múltiple, la categorización de históricos, etc. Los conceptos de Cloud Computing, Virtualización, Storage y redundancia espacial, van a requerir ser acompañados de soluciones con mayor distribución (como se comento anteriormente cuando describimos el concepto de FOG Computing o soluciones similares para cubrir la brecha de procesamiento y velocidad que algunas aplicaciones de movilidad van a requerir conceptos como replicabilidad distribuida).

Dentro de toda la arquitectura de extremo a extremo, Big Data juega un papel importante. Hoy Big Data representa una palabra de moda para muchas organizaciones empresariales. Su objetivo es tomar grandes cantidades de datos en bruto (sin 111

 

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procesar) y no estructurados, para generar la capacidad de clasificar y analizar los mismos de forma rápida en tiempo real. La cantidad de información que se esta reuniendo a nivel mundial se está expandiendo de manera exponencial por una variedad de razones. Algunos de los principales potenciales clientes de Big Data son los medios de comunicación social, la atención sanitaria, el estudio científico. Esta es la razón por la que Big Data va a requerir adaptarse y hacer posible el manejo de grandes volúmenes de datos, gran variedad de información y altos niveles de procesamiento, (como lo vimos en Analytics en el apartado anterior). Típicamente, el volumen plantea la mayor oportunidad, el mayor desafío en lo que respecta a Big Data. No hay duda de que la recopilación de datos puede conducir a una mejor comprensión de las organizaciones empresariales sobre cómo adaptarse mejor a las tendencias del mercado, las cuestiones de oferta y demanda, predecir la inestabilidad de la industria y aprender a sobrevivir en el mundo empresarial actual. Sin embargo, la recopilación de datos es sólo una parte de la solución global. Ser capaz de manejar la cantidad de datos que se están recogiendo actualmente, es lo que está planteando un desafío para la mayoría de los centros de datos de hoy. Con los grandes volúmenes de datos que se recogen, otro desafío que se hace evidente rápidamente es cómo hacer frente a la velocidad requerida por varios sistemas autónomos. Ser capaz de analizar y tomar decisiones basadas en los mismos es una operación que requiere de soluciones de TI especializados en el centro de datos. 112

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Y, como hemos mencionado en el apartado de Analytics, revelo que la cantidad de datos aumenta, también lo hace la cantidad de usuarios que requieren el análisis de los datos. En muchos casos, los mismos datos que se recogen, van a ser reutilizados por diferentes sistemas de IoT, conjugados con diferentes patrones y parámetros. A mayor cantidad de datos, mayor procesamiento, capacidad de almacenamiento y distribución es requerida. A las tradicionales V(Volumen, Variedad, Velocidad) debemos agregar G, por "geo-distribution". En mucho casos de usos el desafío es poder lidiar con una gran multiplicidad de fuentes de datos distribuidas. En muchas situaciones la información requiere procesamiento y toma de decisiones en tiempo real, y en muchos es conveniente, y hasta necesario, consolidar, filtrar/tratar los datos en lugar de subirlos directamente a la Nube.

Valor y oportunidad de negocios y propuesta de valor dentro de Big Data Las grandes empresas de tecnología no son ajenas a la evolución de las soluciones de Big Data dentro de la industria. Big Data se ha convertido en la tendencia tecnológica mas actual en lo que tiene que ver con el Data Center, ya que las empresas se dan cuenta de sus beneficios, incluyendo la mejora de la eficiencia operativa, una mejor experiencia del cliente, y las predicciones más precisas. Sin embargo, algunas 113

 

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soluciones están a menudo cuestionados por la complejidad de las arquitecturas de servidores tradicionales. Las soluciones de Big Data deben permitir un alto rendimiento y escalar a las demandas del negocio. Para cumplir estos requisitos, Los fabricantes han diseñado un conjunto de soluciones completas de Big Data. Una solución completa de Big Data, incluye, procesamiento, almacenamiento, conectividad y características de gestión unificados que permiten una implementación rápida, rendimiento predecible y menor costo total de propiedad (TCO). Además de estos beneficios, la idea es que Big Data ofrece datos únicos e integración de gestión de aplicaciones empresariales alojadas en el centro de datos. A continuación se muestra una lista de socios de la industria que están calificados, probados y validados, y que ofrecen soluciones que van desde el nivel básico hasta soluciones de alto rendimiento y de alta capacidad serán demandadas (MPP Massively Parallel Processing) bases de datos con procesamiento masivo y en paralelo. Existen diferentes alternativas en el Mercado para la implementacion de Big Data como Apache Hadoop...

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Historia y estándares El Informe Mundial de Tecnología presentado por la empresa Cisco Systems (CWTR) aporto datos de encuestas a los profesionales de TI en 18 países para examinar disponibilidad, desafíos, y valor estratégico de la implementación de proyectos de Big Data. http://www.cisco.com/c/dam/en/us/solutions/enterprise/conn ected-world-technology-report/Top-10-Survey-Results-CCWTRBig-Data.pdf

Big Data, gran potencial , alta Prioridad • El 60 por ciento de los encuestados dijeron que creen que big data puede ayudar a las empresas y países para mejorar la toma de decisiones y la competitividad global. • Más de dos tercios de los directores de TI están de acuerdo en que big data será una prioridad estratégica para sus empresas durante los próximos cinco años también. Lo que se necesita • Más de un tercio (38 por ciento) dijeron que, a pesar de que tienen una solución Big Data, necesitan un plan estratégico para aprovechar las grandes datos. Obstáculos para obtener ideas y realización de valor • Más de uno de cada cuatro encuestados a nivel mundial (27 por ciento) dijeron que la seguridad de datos y la gestión de riesgos es una preocupación importante. Citaron volumen de 115

 

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datos, el número de formas de acceder a los datos, y la falta de presupuesto para la seguridad como las principales razones por las que fijan los datos en proyectos de Big Data es un desafío.

Big Data, para la Inversión en IT • Más de la mitad de los encuestados (53 por ciento) esperan que las estrategias de Big Data para aumentar sus presupuestos de TI hasta 2016. Casi tres de cada cinco (57 por ciento) dicen que Big Data aumentará los presupuestos durante los próximos tres años. • Más de cuatro de cada cinco encuestados (81 por ciento) dijo que todos o algunos proyectos de Big Data requerirán capacidades de cloud computing. Afectar a la Red • Casi la mitad de los directores de TI (48 por ciento) estima que su tráfico de la red se duplicara en los próximos dos años, especialmente a los encuestados en China (68 por ciento) y Alemania (60 por ciento ). • Casi uno de cada cuatro (23 por ciento) esperan ver que el tráfico de la red se triplicará en los próximos dos años. • Más de uno de cada cuatro (27 por ciento) dicen que necesitarán mejores políticas de TI y nuevas medidas de seguridad. Big Data amplía el papel de las TI: más estratégico, más colaborativo. • Tres de cada cuatro encuestados (73 por ciento) dijeron que el departamento de tecnología de la información impulsará su estrategia de Big Data. Sin embargo, los encuestados dijeron 116

Internet of Things Material de divulgación general   que otras líneas de negocio se unirán a las TI en el liderazgo Big Data, incluyendo: Finanzas (24 por ciento) , la Investigación y el Desarrollo (20 por ciento), Operaciones (20 por ciento), Ingeniería (19 por ciento), Marketing (15 por ciento) y Ventas (14 por ciento). Big Data y dotación de personal de TI • Casi uno de cada cuatro directores de TI (22 por ciento) dicen que los proyectos de Big Data afectarán significativamente personal de TI, y más de la mitad (56 por ciento) dicen que va a tener por lo menos algo de impacto. Los datos en movimiento: nueva fuente de datos conduce a nuevas oportunidades • Un tipo importante de dato, pero en gran parte sin explotar, son los datos en tiempo real generados por fuentes tales como los dispositivos, sensores y vídeo, que a menudo proporcionan el máximo valor al interactuar en tiempo real: típicamente llamamos a esto "datos en movimiento". • La red puede proporcionar políticas de seguridad y de información contextual útil que puede ser utilizado por las aplicaciones para tomar decisiones o tomar acciones de inmediato, o incluso a predecir eventos futuros. Los datos en movimiento • Máquina a Máquina (M2M) en la automatización de fábricas podría ser muy valiosa en la optimización de un proceso de producción. Las previsiones de tráfico para 2012-2017 muestran un tendencia de 1,7 millones de conexiones M2M en 2017.

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Adopción de los datos en movimiento • Tres de cada cuatro encuestados (73 por ciento) planean incluir los datos de los sensores digitales, medidores inteligentes, vídeo y otros dispositivos "inteligentes" de red no tradicionales en sus planes de Big Data. • La adopción se encuentra en la etapa inicial: sólo un tercio de los encuestados a nivel mundial (33 por ciento) tienen un plan en marcha para aprovechar estas nuevas fuentes de datos .

Protocolos y otras consideraciones técnicas Como Big Data sigue teniendo muchos usos dentro de la empresa, la misma cantidad de inquietudes y consideraciones han surgido también. Todas las organizaciones que, o bien están explorando una nueva solución de Big Data, o actualmente está tratando de mantenerse al día con los datos, que se deben tener en cuenta las siguientes consideraciones:

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¿Una solución de Big Data debería manejar grandes volúmenes de datos y de alta velocidad de datos? - Los datos tiene una alta tasa de entrada y una gran cantidad de elementos / eventos. Datos de los sensores Streaming de medios de comunicación Dispositivos móviles Flujos financieros Web clics Seguimiento de Tráfico 118

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¿Se Deben considerar el manejar grandes volúmenes y variedad de datos? - Qué podría incluir tipos de datos estructurados, semi o no estructuradas. - Requiere nuevos modelos de formato de datos y archivos. - Consiste en tiempo real, analítica y datos de búsqueda. ¿Puede manejar volúmenes de datos "grandes" ? - Big Data de hoy establece trato con tamaños variables de datos. - A medida que más datos estén disponibles, los volúmenes sólo aumentarán. - También se necesita espacio de volumen de datos para las funciones de mantenimiento de datos (es decir, purga , etc). ¿Cómo se maneja la complejidad? - Conceptos como la distribución de los datos, el movimiento (es decir, a través de múltiples centros de datos / geografías ) deben tenerse en cuenta. - ¿Es la solución on premise (implementada completamente en el cliente), cloud hosting (contratado como un servicio provisto por terceros) o plataformas híbridas?. ¿Cómo son la seguridad y la gestión de riesgos manejados? - ¿Cómo asegurar las grandes cantidades de datos, sin dejar de mantenerlo accesible para el análisis?. - La validación de la secuencia de datos y su movimiento. - Abordar la calidad en la privacidad es crítica. Calidad de Datos / La confianza en la solución

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- La falta de personal (es decir, los científicos de datos) para ser capaz de encontrar patrones y sacar conclusiones de los datos que pueden generar valor de negocio. - Mayor atención es necesaria en los resultados del negocio en lugar de la tecnología, que a su vez ayudarán a mejorar la alineación para el éxito. Como se comentó en algún otro apartado, es muy importante tener conocimiento del negocio del cliente o hacer participar a quien tenga claridad sobre los aspectos que la solución de IoT pretende integrar. Parte del éxito de la implementación dependerá de esto.

Impacto de Integración y sus Etapas El centro de datos es una parte fundamental en cualquier iniciativa de TI y cuando se trata de una visión de extremo a extremo para IoT. Big Data se encuentra en el corazón de la solución. Se requiere una solución de Big Data para poder no sólo almacenar la gran cantidad de estos datos, sino también para analizar y actuar sobre estos en consecuencia. Una solución de Big Data requiere varias piezas de tecnología que abarcan toda la solución. Calcular el almacenamiento, la interconexión de alta velocidad, las base de datos y el software de análisis en diversas instancias y configuraciones. Para ello, los fabricantes ha diseñado una solución completa que incluye computación, almacenamiento, conectividad y características de gestión unificados que permiten una 120

Internet of Things Material de divulgación general   implementación rápida, rendimiento predecible y menor costo total de propiedad (TCO). Además de estos beneficios, es importante, para Big Data ofrecer datos únicos e integración de gestión de aplicaciones empresariales alojadas en el centro de computo. La utilización de nuevos modelos de conexión del backplane y la posibilidad de separar el data-plane del control-plane y alojarlo directamente dentro del chasis del server proporciona un marco para escalar linealmente a medida que crecen las necesidades de procesamiento sin degradar el rendimiento o el aumento de los retos de gestión y sin dejar de ofrecer un rendimiento predecible y consistente. Lo que distingue a una solución de otra, es ofrecer, la gestión integrada y unificada que haga posible a las organizaciones gestionar miles de servidores y la infraestructura de red asociada al centro de datos. Esta capacidad simplifica enormemente las tareas de despliegue, aprovisionamiento, administración y explotación de servicios. La arquitectura integrada permite a las organizaciones acoger tanto a las aplicaciones empresariales y aplicaciones de Big Data en el mismo dominio de administración. Esta capacidad simplifica radicalmente la gestión, servicios de centro de datos , y el movimiento de datos entre aplicaciones.

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Entorno competitivo en el escenario de Big Data La tendencia de Big Data ha atraído la atención de varios proveedores de Tecnología para la Empresa, y todos están compitiendo por la posición de diferenciar sus soluciones dentro de la industria. 31La

tecnología y servicios de Big Data crecerá con una tasa anual de crecimiento compuesto del 27% hasta llegar a los 32.400 millones de dólares en 2017, unas seis veces la tasa de crecimiento del mercado general de tecnologías de la información y comunicaciones; según se desprende del estudio Worldwide Big Data Technology and Services 2013-2017 de IDC. Aunque hay múltiples escenarios que pueden presentarse y muchas variables de suministro y demanda pueden cambiar, la consultora espera que el mercado tenga un fuerte crecimiento en los próximos cinco años. “El mercado de tecnología y servicios de Big Data representa una oportunidad mundial de miles de millones de dólares con un rápido crecimiento” ha afirmado Dan Vesset, Vicepresidente de Investigación de Big Data y Business Analytics de IDC. “El mercado de Big Data se está expandiendo rápidamente, con grandes compañías y start-ups compitiendo por los clientes y cuota de mercado”. El informe destaca también que el crecimiento de los segmentos individuales del mercado varía, teniendo la 31

Fuente Computer World España según IDC.

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Internet of Things Material de divulgación general   infraestructura cloud la mayor tasa de crecimiento anual, el 49% hasta 2017. Además, las soluciones de automatización de decisiones basadas en tecnología de Big Data, empezarán a reemplazar o impactar significativamente el papel de los trabajadores del conocimiento. Una cantidad significativa de datos que pueden considerarse como Big Data en los centros de datos, se almacenará en la nube, lo que resultará en menores ingresos para el almacenamiento tradicional en los centros de datos. “A causa de la naturaleza rápidamente cambiante de este mercado, IDC continúa revisando la metodología y previsiones de forma continua”, ha subrayado Ashish Nadkarni, director de investigación de Sistemas de Almacenamiento y Big Data de IDC. “IDC ha hecho diversos cambios en el dimensionamiento y previsiones del mercado de Big Data en este documento, entre ellos la inclusión del software de infraestructura, que la compañía considera que son parte del mercado de High Performance Computing (HPC), que encaja dentro de la definición de Big Data de IDC”. El estudio examina el mercado de tecnología y servicios de Big Data para 2012-2017 y describe la definición de IDC de Big Data y los criterios y metodología para el dimensionamiento del mercado. El estudio segmenta el mercado de Big Data en servidores, almacenamiento, redes, software y servicios. En este espacio de la solución existe una multitud de aplicaciones que llegan al mercado, y donde cada empresa pregona que la suya es la mejor solución. 123

 

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Ideas de Desarrollo y visión de corto plazo Internet de las cosas es más que un paradigma cambiante de la industria. Es más bien, algo que va a cambiar la forma en que interactuamos con nuestro entorno en una escala global. IoT no es simplemente una solución que va a atraer empresas de TI, sino que afectará a otras industrias de consumo, gobierno sociales, móviles, financieros y de salud, independientemente de su tamaño. Todo lo que vemos que ocurre en las tendencias de TI nos está preparando para la explosión de datos que ocurrirá en los próximos años. Muchos analistas y líderes de la industria ya han señalado que es una tendencia al alza. De hecho, el verdadero desafío será proponer una visión de extremo a extremo, como se ha planteado anteriormente.. En Marzo de 2015, de las 10 tendencias tecnológicas mas importantes del mercado, IoT esta en la segunda posición, esto muestra que esta tendencia que es muy abarcativa va a liderar durante varios años el desarrollo del negocio de la tecnología. Según Garner: 1- Movilidad 2- Internet de las Cosas 3- Estandarización de Conexiones 4- Reducción de costo en impresiones 3D 5- Crecimiento de Analíticos 6- Conocimiento de datos de usuarios 124

Internet of Things Material de divulgación general   78910-

Desarrollo de maquinas inteligentes Convergencia entre el móvil y la nube Reducción de costos de ancho de banda Agilidad en el desarrollo de programación

Figura 25: Nos muestra un gráfico con las tecnologías emergentes .

Con las predicciones de mayor volumen de datos, que será recopilada como resultado de la IoT, la infraestructura del centro de datos tendrá que evolucionar. Prepararse para el Exabyte a Yottabyte y la explosión no es algo tan simple como ofrecer más del mismo hardware para solventar el problema. Las soluciones Big Data que existen en la actualidad tendrán que evolucionar al ritmo de una demanda creciente. Debido a que la solución no se puede resolver simplemente añadiendo más capacidad de almacenamiento para la solución global. Tampoco se puede resolver con el solo hecho de agregar más potencia de procesamiento. 125

 

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El Hardware tiene que evolucionar. Los proveedores de hardware están apostando a soluciones de “granja” de servidores, que redefine la forma en la tecnología de servidor interactuando con aplicaciones, cargas de trabajo y servicios. Mediante la adopción de un enfoque modular hiper a la infraestructura del servidor, los procesos dedicados pueden ser asignados según sea necesario o según se requiera para ciertas soluciones. Si bien este concepto tiene el potencial de que la lógica de la creación de un centro de datos " hiper - escala" se redimensione en función de ahorrar en electricidad y en los gastos de refrigeración. El hardware no es el único aspecto de la infraestructura que requieren cambio. El software que utilizamos para almacenar tendrá que madurar también. Los algoritmos necesarios para ordenar a través de un terabyte de datos tendrá que ser modificado y perfeccionado para manejar el aumento exponencial de los datos que han de venir. Son pocas las empresas precursoras, como proveedoras, que puede llevar la solución más completa de extremo a extremo para el mercado. Es evidente que estamos en el camino hacia la Internet de todo. Mediante el trabajo conjunto con socios de la industria y los principales líderes de soluciones globales, demostrando que se trata de una solución en la que se están invirtiendo muchos recursos para poder liderar el mercado. Con el anuncio de la creación de una Nube Interconectada se pretende tener una nube realmente construido para la Internet 126

Internet of Things Material de divulgación general   de todo, capaz de escalar a miles de millones de conexiones, y miles de millones de eventos, todo ello apoyado por el análisis en tiempo real para ayudar a los clientes a obtener los conocimientos que necesitan de las conexiones de personas, procesos, los datos y las cosas, a medida que suceden . Luego está la automatización y la velocidad de implementación. Inter-nube donde se aprovechará la Infraestructura centralizada para optimizar el rendimiento de aplicaciones y para realizar el despliegue de nuevos servicios mucho más rápido, y para mejorar la seguridad de la aplicación, el cumplimiento, la auditoría y la movilidad. Y creemos que muchos integradores de sistemas se unirán rápidamente al ofrecer APIs abiertas para permitir la aplicación y personalización de servicios por los socios y clientes, dándoles nuevas oportunidades para la diferenciación del servicio y la rentabilidad.

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Finalmente los Organismos de Salud gubernamentales autorizan la incorporación de dispositivos de localización activos para las personas. Se estima que en los próximos años se reduzca considerablemente la cantidad de secuestros y asesinatos, y se resuelvan de manera positiva y muy rápidamente el 90% de los delitos de cualquier tipo. Lejos de ser una medida en contra de la libertad de las personas, la tecnología refunda la vida en sociedad en Atenas nuevamente, 2500 años después. Este acuerdo global se denomino Democracia 2.0 por varios de los medios de comunicación mundial.

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Seguridad Física en IoT Revisemos nuevamente la definición de IoT y como ésta se asocia a las plataformas de seguridad física. IoT es, básicamente, la conexión de todas las máquinas, dispositivos, sensores, cámaras y “cosas” que ayuden a mejorar la operación y ahorrar tiempo, dinero e incluso vidas. Bajo este concepto es donde encuadramos la seguridad física como parte de la infraestructura de IoT. Muchas de las soluciones verticales de IoT incluirán como parte de su arquitectura una plataforma de seguridad física, no sólo desde el punto de vista de vigilancia sino que también podemos utilizar la misma plataforma para apoyar procesos dentro de la operación. Como extensión del concepto de sensores podemos decir que las cámaras de video son consideradas los “ojos” del IoT. Las cámaras comparten información visual que nos permite tomar decisiones e incluso a través de aplicaciones de video analíticos podemos darle inteligencia para que envíe determinadas alertas en función del análisis de las imágenes en tiempo real y reglas predefinidas. Estas soluciones resultan muy útiles en entornos donde el número de cámaras es grande o donde se requiere la revisión automática de procesos de producción, por otra parte reduce la posibilidad de error humano a medida que se defina un proceso automático. 129

 

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En los últimos años el mundo de la seguridad física ha estado mutando y el mercado solicita sistemas basados en nuevas tecnologías, es un hecho que los sistemas analógicos no son los solicitados en el día de hoy y el mercado IP ha tomado un rol preponderante. Así como revisamos en la primer parte, los cambios de tecnología acarrean alteraciones, que se reflejarán en el mercado. La transición tecnológica vivida en los últimos años ha llevado a los fabricantes a realizar modificaciones en sus plataformas, pero el mercado aún presenta algunas particularidades como ser el número de jugadores. De acuerdo a los estudios arrojados por consultoras internacionales existen aún un gran número de proveedores, si le preguntara que me nombre al menos 10 marcas líderes de fabricantes que producen cámaras o sistemas de seguridad, seguro no tarda demasiado en responder la pregunta. Ahora si le hiciera la misma pregunta pero con fabricantes de otras tecnologías como ser: computadoras, routers, discos rígidos, microprocesadores, centrales telefónicas, teléfonos celulares es mas difícil encontrar una respuesta. Esto se debe a que el mercado de tecnología se ha ido concentrando y nos lleva a pensar que en el futuro cercano se produzca también una concentración en la tecnología de video seguridad como ha sucedido en el resto de las tecnologías. A continuación vamos a describir como desarrollar una arquitectura de seguridad o control de proceso. Comencemos definiendo el significado de arquitectura; una arquitectura no es más que un manual desarrollado, implementado, mantenido y usado para explicar como el departamento de tecnología 130

Internet of Things Material de divulgación general   administra distintos componentes para trabajar juntos en forma eficiente para cumplir con una determinada misión de la organización. Ahora la pregunta que podría surgir es, ¿por qué necesitamos definir esta arquitectura?. La seguridad física no es tan solo una aplicación. Sino que es un conjunto de aplicaciones y tecnologías que trabajan en conjunto para satisfacer las necesidades de la organización. Estas necesidades no son mas que los procesos de operación o seguridad física, cada uno de estos procesos pueden describirse utilizando distintas tecnologías, las cuales se asocian al modelo de capas de visión de arquitectura extremo a extremo de IoT. Supongamos que tenemos la necesidad de controlar una ventana de vidrio, para esto colocamos un sensor que pueda ser capaz de conocer el estado de la ventana (sana/rota), este sensor no es mas que un sensor de rotura de cristal o incluso una cámara de video seguridad capaz de identificar la rotura del cristal utilizando una aplicación de análisis de audio o video. Lo primero que hacemos es definir el proceso a desplegar una vez que detectamos la anomalía en la ventana. El siguiente ejemplo tiene como objetivo mostrar como reaccionaría la arquitectura para correr este proceso de manera automática. El proceso puede ser tomando como una referencia de cómo reaccionaría nuestra arquitectura ante la detección de la rotura:

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1) Activar una señal audible o visible (Sirena). 2) Enviar la imagen al centro de comando y control o C432 (centro de operaciones donde se revisa el video en vivo y/o grabado). 3) Realizar una llamada telefónica al supervisor del centro de comando y control y pasar un mensaje pre-grabado. 4) Enviar un correo electrónico con la foto de la ventana al grupo de mantenimiento, utilizando una cámara de seguridad que este apuntando a la ventana. 5) Enviar un mensaje al equipo de mantenimiento utilizando el sistema de radio. Este es un ejemplo típico ante la detección de un posible problema de seguridad. Como vemos involucramos varias tecnologías y aplicaciones en este proceso. Tenemos: • Correo Electrónico. • Sistema de radio comunicación. • Sistema telefónico. • Sistema de video seguridad. • Sistema de sensores. Podemos definir esta arquitectura basada en tres fases: detección, análisis y respuesta. Estas fases están conectadas por una fase en común encargada de conectar cada una de ellas, esta fase común no es mas que la red de datos. En la Figura 26 podemos revisar como gráficamente se dividen estas fases:

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C4 - Comando, Control, Comunicaciones y Computo.

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Figura 26: Administración de incidentes de seguridad

El proceso muestra como se describen las tareas y la importancia de definir una arquitectura, en solo cinco líneas hemos puesto diferentes tecnologías a trabajar en conjunto para satisfacer una necesidad. Repasemos cada uno de las puntos: 1) Activar una señal audible o visible. Debemos integrar un actuador al momento de recibir la alerta de cristal roto. 2) Enviar una imagen al C4. Aquí se cambia la imagen de video automáticamente empujando al video proveniente de la cámara de seguridad asociado al sensor de cristal. 3) Realizar una llamada telefónica al supervisor del centro de comando y control y pasar un mensaje pre-grabado. Vamos a utilizar el sistema de telefonía de la organización.

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4) Enviar un correo electrónico con la foto de la ventana al grupo de mantenimiento. Aquí debemos integrar el sistema de correo electrónico. 5) Enviar un mensaje al equipo de mantenimiento utilizando el sistema de radio. Debemos integrar el sistema de radio comunicación al proceso.

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Figura 27: Proceso de monitoreo del estado una variable

Proceso de monitoreo de ventanas

Cristal

Activar alerta Imagen al C4

supervisor

Mantenimiento

Radio

Documentar las tareas

E-mail

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Una vez revisado cada punto vemos que tenemos, al menos en este ejemplo, cinco tecnologías que deben trabajar de forma integrada cuando uno de los sensores es activado. Estas tecnologías son: Actuadores, Sistema de video vigilancia, sistemas de comunicaciones tipo PBX, correo electrónico, y por ultimo el sistema de comunicaciones de radio frecuencia. Todas estas tecnologías están unidas a través de la red de datos la cual también debe estar en conocimiento de la información que está traficando. Por lo tanto una estos procesos soportados por escalabilidad sin la organización.

consideración muy importante es saber que de seguridad u operación deben estar la infraestructura, la cual debe permitir comprometer los distintos departamentos de

Como se construye la arquitectura Del ejemplo anterior entendemos que cada aplicación está integrada y comparte información, entonces la primera conclusión que podemos obtener es que estos sub-sistemas deben estar basados en estándares de la industria y deben tener documentación disponible que indique la forma de interconexión o interacción con el mundo exterior. Esta documentación es conocida en Inglés como API (Interface de aplicación programable).

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Internet of Things Material de divulgación general   No tendrá sentido desplegar aplicaciones que no puedan hablar con el exterior ya que la información fluirá de una a otra en forma bidireccional. Utilizar una red convergente habilita a cada aplicación a que sea parte de la arquitectura.

Figura 28: Estrategia en el armado de la arquitectura

Cuando pensamos en armar una arquitectura podemos tomar dos caminos. A lo largo de los últimos años las tendencia ha ido cambiando, en décadas pasadas era muy común que cuando pensábamos en tener el mejor equipo Hi-Fi tomábamos la decisión de construirlo basándonos en tener lo mejor de cada componente, es así que buscábamos combinar las mejores bocinas, el mejor amplificador, el mejor ecualizador sin importar si recorría varias tiendas con tal de conseguir lo mejor de cada pieza y conectarlas entre sí. El mismo camino tomó la computadora personal durante fines de los 80’s y principios de los 90’s. En muchos casos mientras mas piezas se mezclaban mejor resultado se esperaba. 137

 

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Este concepto fue el adecuado para ese momento aunque en ciertas ocasiones la integración de cada dispositivo no era simple de realizar o resignaba conseguir el mejor resultado precio/performance. Esta tendencia fue cambiando y pasamos del “mezclar y coincidir” (del ingles Mix & Match) a buscar una integración horizontal surgiendo el concepto de sistema. La integración extremo a extremo ofrece mejoras desde el punto conceptual de simpleza. Si bien es válido considerar que no son muchos los proveedores que pueden cumplir esta integración ya que como hemos revisado en los capítulos anteriores, IoT integra diversas tecnologías y no es sencillo encontrar fabricantes que satisfagan este concepto. Aquellos que si lo hacen suelen tener una ventaja competitiva clave ya que controlan la experiencia del usuario de extremo a extremo. Basados en esta definición de experiencia de extremo a extremo buscamos facilidad y tranquilidad a la hora de instalar, operar o reclamar anomalías en el sistema. Solo imaginen una solución que utilice decenas de proveedores, lo complicado que podría ser conseguir que ellos revisen una falla o desarrollen integraciones. El rol de servicios profesionales de los integradores o fabricantes juegan un papel muy importante en las implementaciones de IoT, si bien buscaremos reducir la cantidad de proveedores es de esperar contar con varios y sobre todo la implementación va a ser realizada por un conjunto de ingenieros. A medida que integramos mas tecnologías es de esperar contar con un equipo multidisciplinario para poder satisfacer cada uno de los procesos. 138

Internet of Things Material de divulgación general   El modelo de experiencia única no es un modelo nuevo, si bien se manejó en el pasado hoy tenemos alguno ejemplos que estamos viendo un regreso a la centralización. Por ejemplo, en el pasado una empresa del rubro automotor construía todas las partes de sus primeros automóviles incluso los asientos y criaba las ovejas para generar el relleno de los mismos. Esto daba la oportunidad de que el usuario viva la experiencia de la marca cada vez que conducía su automóvil y a la compañía controlar todos los aspectos de la experiencia. Ejemplos del hoy son compañías como Apple, Samsung en el mercado de consumidor final ya que poseen el dispositivo, el sistema operativo y la aplicación. En el mercado empresarial y en los proveedores de servicios, hay varios fabricantes que son un ejemplo de proveedor extremo a extremo ya que posee el equipamiento, el desarrollo del sistema operativo y las aplicaciones. Estas compañías pueden controlar la experiencia extremo a extremo y realizar los cambios necesarios para que de esta manera el usuario transite la mejor experiencia posible. Ahora si bien este es un concepto válido, es muy probable que IoT combine mas de un proveedor, aunque la estrategia será reducir la cantidad de los mismos a su mínima expresión y seleccionar al integrador adecuado para que pueda interpretar los procesos a correr, vinculando las tecnologías. Cuando comenzamos a construir la arquitectura de IoT de seguridad empezamos a combinar distintas tecnologías. Básicamente tenemos: • Sistema de control de acceso, • comunicación telefónica, 139

 

• • • • • •

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sensores, cámaras IP, cámaras análogas, sistema de video seguridad, sistemas de radio comunicación, servidores, sistema de administración de la información posiblemente integración con teléfonos inteligentes.

y

Como revisamos anteriormente todas estas tecnologías están vinculadas a través de la red de datos. El corazón de la arquitectura va a estar dada por los puntos comunes que son la base por donde se crecerá en el futuro. Estas bases serán la red como plataforma de comunicación y los servidores de datos donde correrán las aplicaciones. Los centros de datos, los servidores, la virtualización y el almacenamiento hoy juegan un papel preponderante en la construcción de la arquitectura y en el apalancamiento de la inversión. Idealmente la posibilidad de concentrar la información en el centro de datos nos beneficia desde varios aspectos. Los servidores suelen estar subutilizados, imaginemos un escenario con varios sitios remotos donde queremos conectar 16 cámaras de video seguridad en cada uno es éstos. Si utilizamos un esquema distribuido utilizaremos 16 servidores, o un servidor por sitio. Un servidor puede soportar varias decenas o incluso varios cientos de cámaras IP por lo que 16 cámaras implicará seguramente una subutilización del server. Analizando ahora el almacenamiento también vamos a estar desperdiciando disco duro en cada uno de estos sitios, también no olvidemos las 140

Internet of Things Material de divulgación general   tareas de mantenimiento que habrá que realizar en cada sitio. Vamos a tener que mantener 16 equipos físicos distribuidos geográficamente, si bien varias de las rutinas de mantenimiento pueden ser realizadas remotamente siempre existe el riesgo de tener que estar en sitio ya sea por fallas catastróficas o por limitaciones en el ancho de banda. Ahora pensemos en un sitio donde se puede concentrar la información, nuestros 16 servidores pasarán a ser parte de un servidor físico donde quizás con una o mas máquinas virtuales podrá soportar el total de cámaras. En consecuencia pasamos de 16 equipos físicos a 1. El mismo concepto aplicamos al almacenamiento, podemos conectar un almacenamiento directo al servidor (DAS = Direct Attached Storage) o podríamos reutilizar nuestro esquema de red de área de almacenamiento (SAN = Storage Area Network). Aquí no solo podemos evidenciar un ahorro en la gastos de capital sino también los gastos de mantenimiento se reducen drásticamente. A medida que analizamos escenarios como retail, finanzas, donde hay cientos de sitios el ahorro es muy grande. Este esquema de concentración pasa a ser el esquema ideal para una arquitectura que ofrezca las condiciones óptimas de red para las aplicaciones que deseamos correr. En la “vida real” sobre todo en ciertas regiones no contaremos con condiciones de red para plantear un esquema de centralización completo, pero si podemos utilizar los beneficios de la tecnología IP y realizar un esquema híbrido. Por lo tanto, donde se cumplan las condiciones óptimas de red, allí concentraremos y donde no se cumplan podremos distribuir.

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A medida que crecemos en dispositivos administrados por un único sistema y éstos se encuentran dispersos en diferentes geografías es importante entender el rol que cumple la red y como podemos garantizar la información de extremo a extremo. La red es un componente principal en nuestra arquitectura, es la columna vertebral por donde se transmite la información, por cada uno de sus nodo. Si algunos de éstos presenta problemas de latencia o pérdidas de paquetes esto se vera reflejado en la calidad del video, si al momento de configurar la cámara el puerto del switch estuviera configurado incorrectamente esto podría traer problemas de calidad o problemas de seguridad lógica. No es sólo un problema de calidad el que podríamos sufrir, también se pueden presentar pérdidas de información vital de un sensor que afecte al proceso que deseamos controlar. Esta pérdida de información puede ser la calidad de la imagen donde el operador no pueda determinar una situación, pero también podría ser información de una alerta de inundación proveniente de un sensor que debe ser desplegada en un centro de comando y control. Entonces la pregunta sería: ¿Qué esperamos de la red? Necesitamos una red con “inteligencia” suficiente para ser capaz de interpretar que dispositivo se conectó y que parámetros necesita su puerta de acceso para funcionar correctamente (VLAN, QoS, seguridad lógica, etc), esto permitirá despliegues rápidos y a pruebas de fallas. Por otra parte, la red puede ayudar a mantener la experiencia del usuario cuando posee la capacidad de informar como se encuentra cada nodo de la misma, esta información puede ser 142

Internet of Things Material de divulgación general   compartida con la plataforma de administración centralizada alertando en forma temprana que nodo podría estar sufriendo anomalías o incluso podría tomar la decisión de encaminar los paquetes por una ruta alternativa que no presente problemas para la aplicación que queremos utilizar. Todas estas características coinciden con la definición de IoT y ayudan a ahorrar tiempo y dinero; otra de las razones de porque este componente es parte de la arquitectura de IoT. Teniendo claro que esperamos de la red podremos montar los dispositivos que integrados permitirán reflejar el concepto de IoT donde tenemos “gente – procesos – datos – “cosas”. Revisando la características de las aplicaciones de la arquitectura de seguridad ya cubrimos la importancia de contar con aplicaciones abiertas a estándares, otra particularidad es poder instalar cada una de estas aplicaciones en entornos virtualizados, ya también comentamos los beneficios que presenta el poder virtualizar las aplicaciones. Otra característica es la flexibilidad donde se instalará cada aplicación, especialmente cuando trabajamos en entornos híbridos donde podríamos correr aplicaciones en el extremo con el objetivo principal de ahorrar ancho de banda, este desplazamiento de la aplicación al extremo abre un espacio sobre todo a los ruteadores o equipos CPE (Customer Premise Equipment) colocados en cada sitio. El concepto de Fog Computing descrito previamente cubre total o parcialmente esta necesidad.

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Volviendo al esquema de administración de incidentes en la arquitectura de seguridad recordemos que se encuadra en tres etapas básicas:

Detección

Respuesta

Análisis

Figura 29: etapas del proceso de incidentes.

Desarrollemos ahora que entendemos por fase por la primera de las etapas o lo que definimos como etapa de Detección .

Fase de detección La etapa de detección como indica el nombre es la encargada de detectar una anomalía, utilizando terminología de IoT cada dispositivo que genere al menos una pieza de información o dato, y que serán utilizados para el análisis, es un elemento de detección de la arquitectura IoT de seguridad. Esta arquitectura puede ser pensada como sensores que generan información que luego es analizada por los guardias de seguridad o aplicaciones inteligentes, los datos son convertidos en información a través de la interpretación o correlación de del historial entregado por los sensores. No sería 144

Internet of Things Material de divulgación general   descabellado pensar en un futuro un motor de correlación único de todo los datos generados por los distintos sensores que sea capaz de interpretarlos y presentar la información correspondiente en función del proceso que se desea analizar. Es decir un único sistema que nativamente puede controlar sensores como cámaras de video seguridad, control de acceso, sensores de variables análogas como ser temperatura, presión, inundación, etc. En el capitulo de gestión y plataformas analíticas hemos descrito algunos ejemplos de plataformas de correlación de eventos con capacidad de agregación de sistemas autónomos independientes. En esta fase vamos a desplegar distintos sensores tipo “si/no” conectados a la red IP o concentrados en dispositivos que envíen esa información a través de la red a la etapa de análisis, estos concentradores también poseen salidas para controlar actuadores tipo “si/no” que serán utilizados en la etapa de respuesta. Estas cajas pueden ser interpretadas como un agregador de sensores.

Figura 30: Sensor de temperatura IP utilizando protocolo SMNP

De esta forma podemos tomar conocimiento si se produce una situación del tipo “si/no”, por ejemplo: inundación, humo, 145

 

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rotura de un cristal, etc. El estado de las puertas (abierta/cerrada/violación de acceso) es otro factor a controlar, vamos a desplegar sensores que indiquen si se produjo o no un acceso indebido a un determinado lugar, para esto la puerta puede ser considerada como otro nodo a controlar del tipo “si/no” que será integrado a nuestro agregador de sensores con la particularidad de que también controlará el lector para determinar si debe otorgar el acceso a una determinada área. Otro sensor por excelencia es la cámara de video. Aquí las cámaras juegan un papel interesante, la cámara vista como sensor de IoT no es nada mas que los ojos de la arquitectura, pero qué sucede cuando a estos ojos le agregamos inteligencia para interpretar lo que ve y le agregamos memoria para retener lo que ve. Convertimos esos ojos en algo mas que ayudará a nuestro proceso de IoE, incluso ciertas cámaras pueden comportarse como un agregador de sensores. En el pasado, como sucedía con las cámaras fotográficas, la discusión se centraba en el zoom o en la resolución. La pregunta mas común que tocaba contestar era: ¿Esta cámara es mejor porque posee un zoom de 25x y además tiene una resolución de 5 mega pixeles? Hoy el foco de la discusión ha cambiando y no solo se deben respetar características ópticas básicas y de resolución sino que, los fabricantes han buscado la diferenciación a través de otras características como ser capacidad de almacenamiento local, aplicaciones de análisis de las imágenes, etc. Esto abre un mundo nuevo donde dependiendo de la política de cada fabricante incluirá la posibilidad de que 146

Internet of Things Material de divulgación general   desarrolladores externos escriban sus propias aplicaciones y éstas sean vendidas por el fabricante, lo que abrirá el mercado a la innovación y aparecerán cada vez mas aplicaciones dedicadas no solo a seguridad sino también al proceso. De esta forma ampliamos el concepto visual de la cámara a que trabaje como un sensor de, por ejemplo, humo, rotura de cristal, perimetral, etc. Esto nos lleva a reducir la complejidad en la arquitectura cuando el campo visual incluye los parámetros a sensar. Supongamos que deseamos cuidar un perímetro y la cámara se encuentra enfocada al perímetro que deseamos cuidar, entonces podríamos correr una aplicación de perímetro (trip wire)en lugar de poner barreras laser o sensores de cruce, es decir, que la cámara puede colaborar en algo más que dar la imagen y reemplazar otros componentes.

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Las Figuras 31 y 32: Configuración de perímetros en las cámaras de video seguridad.

Este último concepto es muy importante y abre la puerta a una nueva etapa de los sistemas de video. Bajo el concepto de IoT 148

Internet of Things Material de divulgación general   pensemos que nuestro sensor, la cámara, no solo trabaja para darnos seguridad sino que también esperamos que analice que esta sucediendo y envíe esa información como “big data” para que otra aplicación ya sea de seguridad, o del proceso de negocio particular, indique el estado de la variable. Un ejemplo sería conocer cuanto tiempo está un cliente esperando para poder pagar un producto, o por qué no saber si es hombre o mujer y actuar en consecuencia hablando con el sistema de cartelera digital para que despliegue una publicidad específica. El campo visual que entrega a una aplicación de video seguridad puede ser tomada por otra aplicación para generar una información distinta (mismo dato con distinta interpretación).

Figura 33: Las cámaras de seguridad vista como sensores inteligentes

Las aplicaciones en cámaras IP abren la puerta a contar con sensores inteligentes de manera de poder interpretar determinadas soluciones. Aquí se comprende bien la diferencia del concepto de dato e información y como se utilizan dentro del concepto de IoT. Las aplicaciones de video analíticos juegan y jugarán un papel primordial en futuro donde no dejarán de sorprendernos con el análisis y los procesos industriales que podrán integrarse a 149

 

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través del procesamiento de la imagen sobre todo en ambientes de producción o mercadeo. Hemos conversado sobre la fase de detección y como ésta genera los datos para que sean analizados por la próxima fase. Ahora podemos ir a la fase de análisis y descubrir como interpretamos esos datos para convertirlos en información fehaciente que nos permita tomar una acción en función de lo que está sucediendo.

Fase de análisis En una arquitectura de seguridad física, esta etapa se centrará en la aplicación de video seguridad y en la integración de sensores. En algunos casos podemos contar con una aplicación que integre distintos subsistemas de video seguridad, sistemas de control de acceso, panel de alarmas, sistemas de detección de incendios y sensores de manera de tener una administración centralizada y poder correlacionar los datos para correr el procedimiento de seguridad de forma nativa. Esta aplicación es conocida como sistemas PSIM o del ingles Physical Security Information Management. La transición de los últimos años sobretodo en aplicaciones de video seguridad se transformó de un modelo rígido a un entorno flexible de datos, por eso es que hoy lo sistemas integran un número mayor de cámaras y éstas son administrados por un gerenciador central. En la actualidad es común hablar de sistemas que puedan manejar ciento de miles o incluso varios millones de cámaras. No olvidemos que, 150

Internet of Things Material de divulgación general   especialmente, en entornos como ciudades cada vez encontramos despliegues de varios ciento de miles de cámaras y exigen a los sistemas aumentar su capacidad. Manejar miles o millones de cámaras requiere de una plataforma con características pensadas para administrar esa cantidad de dispositivos agregando inteligencia, redundancia, flexibilidad y sobre todo características particulares en la administración. Sistemas de video seguridad configurados para manejar cientos o miles de cámaras donde se debe, por ejemplo, cambiar la clave de acceso a las cámaras, el operador no esperará entrar cámara por cámara para realizar esta tarea, sino que por el contrario los sistemas deben ofrecer capacidad de configuración por plantilla y lotes. Lo mismo sucede con parámetros de configuración, imaginen la necesidad de cambiar los cuadros por segundo de un conjunto de cámaras. No deberíamos pensar que el operador tenga que entrar a la configuración de cientos de cámaras para poder satisfacer esa necesidad, sino que se espera hacer un cambio en la plantilla de configuración y aplicarla al lote de cámaras, de esta forma con unos clics podemos realizar cambios a miles de cámaras. Otro concepto es el mantenimiento del sistema, como ser actualizaciones de imagen de firmware, imaginen una ciudad que requiera actualizar 50,000 cámaras. El sistema deberá tener la capacidad de distribuir la nueva imagen de forma automática y remota. Cualquier aplicación de seguridad es una aplicación critica incluso donde muchas veces la vida de una persona puede depender de la efectividad del sistema por lo que es fundamental comprender los métodos. Otro factor a considerar 151

 

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son los esquemas de redundancia que vamos a colocar en nuestra arquitectura, tanto a nivel de servidores, almacenamiento, aplicación y red. El video análisis es una aplicación de valor en la arquitectura de seguridad. Estas aplicaciones pueden estar en el extremo, es decir, en la cámara pero dependiendo del tipo de análisis también se contará con aplicaciones específicas distribuidas o concentradas en el centro de datos. Estas aplicaciones de análisis hablan con el sistema de seguridad para avisar que se ha violado una regla y también se espera que a través de las integraciones escriba información sensible en el sistema de video vigilancia para la búsqueda rápida del proceso. Es muy importante entender la integración con el sistema de seguridad y como éste puede recibir la información de metadata33 para luego poder realizar una búsqueda efectiva. Todavía vemos, en algunos casos, más ficción que realidad pero no hay dudas que juegan un papel muy importante. En este caso, el mercado, aún esta mas atomizado que el de video seguridad y en la particular es lógico ya que cada vertical o cada negocio tiene sus propias características de análisis.

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Metadatos, son datos que describen otros datos. En general, un grupo de metadatos se refiere a un grupo de datos, llamado recurso. El concepto de metadatos es análogo al uso de índices para localizar objetos en vez de datos. Por ejemplo, en una biblioteca se usan fichas que especifican autores, títulos, casas editoriales y lugares para buscar libros. Así, los metadatos ayudan a ubicar datos.

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Internet of Things Material de divulgación general   Imaginen un sistema que identifica placas o caras en un sistema con miles de cámaras como puede ser una ciudad. Si el sistema de seguridad posee la información de cada persona que ingreso a un edificio público determinado, sería muy simple identificar que día estuvo ahí y a que hora. O pensemos en un sistema con capacidad de leer las placas de automóviles en un determinado perímetro es muy fácil correlacionar información y avisar al personal de seguridad si el mismo vehículo ha pasado tres veces el mismo día o incluso en la última semana. Esta técnica de correlación de identificación de vehículos en áreas de seguridad critica son utilizadas en varias ciudades. Extendiendo el concepto de arquitectura de seguridad y pensando en IoT, el dispositivo conectado es siempre un sensor, como tal brindará la información para un determinado proceso. Este sensor genera un dato, este dato dependiendo que aplicación lo procese su interpretación genera distinta información. Por ejemplo, imaginen una muestra de obras de arte en un museo. Si la cantidad de personas por hora en el salón es elevada o el numero de personas que ven una determinada pintura al mismo tiempo es alto, seguramente el personal de seguridad estará viviendo un momento mas tenso que el organizador quien esta pensando en la recaudación. Este es un ejemplo básico de cómo el mismo dato utilizado en procesos distintos generan distinta interpretación o información. Dado este razonamiento sería lógico pensar que la estructura de video seguridad no va a ser utilizada solo para otorgar seguridad física, sino que por el contrario, en el futuro cada uno de estos sensores que posee “ojos sumado a su cerebro 153

 

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generando una interpretación” ayudará no solo en el proceso de seguridad física sino que también en el proceso de producción, mercadeo, etc. Es por esto que se abre un mundo nuevo de aplicaciones que ayudarán a tener procesos más efectivos en cualquier ciclo de producción o incluso en la mejora de la calidad de vida de cada ciudadano cuando pensamos en soluciones desplegadas en ciudades.

Fase de respuesta Esta fase es considerada la fase de acción, cuando planteamos una arquitectura de seguridad física tenemos dos conceptos básicos de respuesta: seguridad forense o seguridad de respuesta activa. En los esquemas de seguridad forense la clave es en tener un muestra adecuada, no se busca responder con una acción sino que, por el contrario, se espera tener una muestra que sirva para identificar la o las personas que produjeron la alarma. Algunas verticales de negocios buscan tener una muestra de lo que pasó ya que para determinados procesos el accionar podría generar perjuicios en lugar de beneficios. Un caso típico, por ejemplo, es la industria financiera. En determinados robos conocidos como robos exprés, es mejor reducir la cantidad de dinero en efectivo de las cajas disminuyendo la pérdida que generar una situación más compleja para los empleados y/o clientes accionando antes que el hecho finalice. También se considera la mala publicidad o reputación podría sufrir si el problema pasa a una situación de mayor riesgo con mayor exposición sobretodo ante los medios. Por lo tanto, en estos 154

Internet of Things Material de divulgación general   casos, es mejor dejar ir al sospechoso y luego compartir las imágenes con la fuerza pública que accionar que correr un protocolo que no le permita escapar al/los sospechosos. Otros incidentes mas grabes si obligarán a tener una respuesta activa e incluso el sistema ayudará a la resolución del hecho. Otro caso común en el mundo empresarial es el control de activos o el control de vandalismo de activos. Supongamos que queremos cuidar determinado activo como ser un control de asistencia en una escuela. Las personas que pueden destruir el activo son empleados o alumnos de la escuela. No tendría sentido desplegar guardias y tener un sistema activo de seguridad para detectar un acercamiento sospechoso de manera de prevenir el ataque simplemente porque el costo de cuidar el activo sería muy superior al costo del proceso de seguridad. Por lo tanto, en este caso, es mas efectivo tener una prueba de quien produjo el problema de manera de poder tomar una acción disciplinaría en el futuro que prevenirlo. El sólo hecho de saber que hay cámaras grabando el posible vandalismo y que luego se tomará una acción disciplinaria, produce en la gente un sentimiento persuasivo, que lleva a no maltratar el activo. A diferencia de acciones puramente forenses, en los sistemas activos se busca actuar de la forma proactiva. Los sensores de detección deben identificar lo mas tempranamente posible el problema de seguridad. Lo primero a considerar es que el protocolo de respuesta considere un tiempo de acción adecuado. Supongamos que detectamos un incendio y predefinimos que 10 minutos es el tiempo adecuado para conseguir una evacuación exitosa. Si el tiempo de evacuación 155

 

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es de 7 minutos (Tiempo de respuesta) el de detección y análisis no debe superar los 3 minutos. No tendría sentido desplegar un protocolo que arroje un tiempo de acción mayor al tiempo necesario para mitigar el problema. Otro ejemplo sería accionar ante un robo, si el tiempo estimado del robo es 8 minutos, no tendría sentido tener un sistema que no me permita accionar antes de que el robo termine, ya que el personal de acción llegará luego de que los sospechosos se hayan retirado.

El primer paso de la fase de respuesta es interpretar los tiempos comprometidos en cada término de la ecuación. El tiempo de detección determinará la ubicación de los sensores y la cantidad de sensores. La fase de análisis puede ser diseñada por accionar en forma manual o automática. Un caso común, es un sistema de seguridad de video vigilancia donde las imágenes son interpretadas por un guardia de seguridad y en función de lo visto se generará una acción. Esta acción puede contemplar avisos automáticos. El sistema de video vigilancia podría modificar su vista en función de la detección de un posible problema de seguridad. El sensor envía el aviso de que existe un posible problema de seguridad para que luego la acción de respuesta sea ejecutada por el guardia de seguridad. Un ejemplo típico podría ser la configuración de detección de movimiento en una de las cámaras. Ante la detección de movimiento en un área, el sistema de video vigilancia puede empujar el video al operador para que éste tome una decisión. 156

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Esta etapa también nos presenta aplicaciones específicas para mejorar la comunicación o reducir el tiempo de respuesta. Muchos sistemas de seguridad incluyen guardias de seguridad que portan sistemas de radios. Estos sistemas suelen ser sistemas cerrados o incluso, como suele ser en verticales como sector público, se puede contar con distintos sistemas de radios que no pueden comunicarse entre si. Para poder generar una comunicación sin barreras la aplicación deberá garantizar la interoperabilidad entre los sistemas de radios y los sistemas de telefonía. En un entorno de sector público ante una emergencia es muy común tener que contar con el accionar de distintas fuerzas de seguridad como ser: policía, ambulancia y bomberos. Es muy importante que el despachador de la emergencia pueda comunicarse con las tres fuerzas en forma simultánea y que también ellos puedan intercambiar información. De esta forma aparecen aplicaciones capaces de manejar determinados incidentes y armar grupos de comunicación virtuales que incluyan distintas tecnologías de radio e incluso telefonía tradicional o telefonía IP. Estas aplicaciones reducen drásticamente el tiempo de respuesta y mejora el accionar en la resolución de los problemas. Otros dispositivos que juegan un papel importante en la etapa de respuesta son los concentradores de sensores, al manejar distintos sensores pueden generar fácilmente reglas de correlación entre los mismos y comunicarse con otras aplicaciones o incluso con otros concentradores. Un ejemplo 157

 

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simple sería detectar la rotura de un cristal y actuar en consecuencia cerrando una persiana mecánica. La entrada de un concentrador podría hablar con la salida del mismo o incluso con la salida de otro concentrador que posee un actuador conectado a un motor para cerrar la persiana.

Conclusión La arquitectura de seguridad física se encuadra perfectamente en el concepto de IoT. Repasemos nuevamente el modelo de arquitectura de IoT de extremo a extremo visto en capítulos anteriores, donde se plantea la existencia de un conjunto de capas. Estas capas tienen conexión con los distintos componentes de la arquitectura de seguridad física.

158

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Figura 34: Arquitectura End to End de IoT

Cualquier dispositivo que entrega datos es considerado en nuestra arquitectura un sensor, por lo que cámaras, sensores de presión, temperatura, puertas, etc se colocan en esta fase. Los concentradores o agregadores de sensores trabajan como Gateway o realizan la adaptación para encapsular la información en la red IP por lo que colocamos a éstos en la capa de Gateway o Adaptador. Las aplicaciones de visualización y análisis aparecen en la capa de Administración o Gestión, en esta capa agrupamos todas las aplicaciones que realizan un análisis o muestran información para que un operador pueda tomar una decisión. 159

 

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Para ejemplificar aquí tenemos las soluciones de video seguridad, las aplicaciones de control de accesos, paneles de alarmas, etc. Por último nos queda la capa de Big Data, en esta capa consideramos toda la información proveniente de los sensores. Esta información es analizada en tiempo real (datos en movimiento) o podrá ser almacenada posteriormente, por ejemplo hoy algunos sistemas de video seguridad ofrecen servidores de metadata que tienen como fin analizar el video almacenado para realizar un post-análisis y generar una información de indexación. En el futuro esperamos contar con aplicaciones cada vez mas flexibles no sería extraño pensar en tener un motor único de análisis centralizado. En el presente aún podemos pensar en aplicaciones de video seguridad, control de accesos, alarmas, etc, y como extensión realizar integraciones simples o complejas, pero por qué no pensar en una aplicación que tendrá la capacidad de interpretar los datos generados por cualquier sensor, no solo la información proveniente de las cámaras de seguridad, con capacidad de compartir la información de los sensores con otras aplicaciones que agreguen valor al proceso. Estas aplicaciones secundarias podrían ser: servicio de mapas o geo-localización, generadores de metada que agreguen información para mejorar cualquier proceso de búsqueda, aplicaciones que permitan cambiar el formato de video en el momento para adaptarse a determinada circunstancia de red o al cliente con el que queremos desplegar el video, información generada por las herramientas de seguridad 160

Internet of Things Material de divulgación general   lógica de la red (alguien que es reconocido por una cámara en el laboratorio no puede estar registrando su computador en el punto de acceso de oficinas). A medida que ampliamos la escalabilidad es de esperar que parte de estos servicios estén disponibles mas haya de la frontera del datacenter. Teniendo más y más sensores integrados, especialmente cámaras de video de seguridad, vamos a requerir mayor ancho de banda y hará sentido distribuir parte de los componentes como ser: el almacenamiento, los puntos o servidores de “streaming” y por último el análisis de las imágenes. Dado que los requerimientos superarán seguramente la oferta de conexión, nos da paso a pensar que el concepto de FOG aplicará sin dudas a esta arquitectura. Existen fabricantes que ofrecen dispositivos de conexión a la red como ruteadores capaces de ofrecer procesamiento y almacenamiento, por otra parte, ciertas cámaras de video seguridad son dispositivos terminales que ofrecen capacidad de almacenamiento y sobretodo son plataformas de soluciones que permiten analizar las imágenes satisfaciendo también el concepto de FOG. Por último la arquitectura de seguridad ya no va a ser vista como tal, sino que podrá aportar beneficios al proceso de producción o al proceso del negocio. Sin dudas surgirán aplicaciones que tomarán la información de la capa de big data generado por los sensores para mejorar los procesos de producción o del negocio. Este concepto, sin dudas, abre una nueva puerta ya que a partir del análisis de los sensores se podrá determinar si se detuvo una máquina de producción generando una respuesta como ser activar otra máquina o 161

 

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avisar al operador que pieza debe cambiar en que lugar del stock está disponible y ordenar el reemplazo automáticamente en caso de que sea necesario. Sin dudas estamos en una arquitectura flexible con capacidad de integración y con un nivel de “inteligencia” que cambia la forma en la que planteamos los sistemas. Hoy la extensión de la arquitectura de seguridad al proceso de negocios es un hecho, esto también obligará al departamento de tecnología a controlar las aplicaciones para que luego cada departamento específico defina sus procesos (seguridad física operará y definirá los procesos de seguridad, mientras que marketing utilizará parte de la misma arquitectura para definir procesos inherentes al negocio).

162

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Figura 35: Diseño de una arquitectura tentativa de Video.

FOG

FOG Red

Servicio video Analíticos

Servicio de streaming Sensores

Centro de Almacenamiento Datos

Servicios Adicionales: Metadata – mapas – xcode – analíticos de negocios, etc

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Capa de abstracción, curado de datos La integración de datos le ayuda a obtener una visión más clara de su operación, responder más rápido a los cambios con plataformas analíticas y soluciones de BI (Business Intelligence) pueden ser diferenciales para incrementar la productividad o reducir los riesgos laborales, por poner un ejemplo. También en muchos casos es importante hacer evolucionar el enfoque de gestión de los datos, para el tratamiento de información ya almacenada (no en tiempo real) de una manera eficiente, consolidando incluso la replicación de los mismos para contar con un respaldo efectivo.

Figura 36: IoT WFRM – Data Abstraction Layer

Con un recorrido de casi una década de I+D en estos modelos y los despliegues de escala empresarial, y apoyado con ofertas 165

 

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de servicios de clase mundial, la plataforma de virtualización de datos aborda los retos más difíciles de información en organizaciones más complejas del mundo, tratan de resolver los siguientes puntos:

Time-to-solución Disponer de una plataforma de virtualización de datos de entre cinco a diez veces más rápida que los métodos de integración de datos tradicionales.

Respuesta rápida IT - Vistas y servicios reutilizables, con flexibilidad de arquitectura de virtualización de datos, y el análisis automatizado de impacto proporcionan la agilidad de TI necesaria para mantener el ritmo de cambio operativo.

Data Governance - La información es un activo crítico. Para maximizar

el

control,

la

gestión

de

datos

de

manera

centralizada, la gestión de metadatos, garantiza la seguridad de datos, mejora la calidad de los datos y proporciona plena auditabilidad y linaje.

La plataforma debe ser compatible con una completa virtualización de datos de desarrollo de software de ciclo de vida al tiempo que permite las operaciones de alta fiabilidad.

166

Internet of Things Material de divulgación general   Dotar al cliente de herramientas completas de software permiten funciones de federación y de transformación de datos complejos. Generadores de código automatizadas ahorran tiempo y agilizar el trabajo. Adaptadores,

con

los

objetos

pre-construidos

para

las

principales suites ERP y SQL para traductores MDX, automatizar y acelerar aún más visión crítica y las actividades de desarrollo de servicios de datos. En tiempo de ejecución, el motor de consultas deberá tener un rendimiento óptimo y esperado, consolidando la seguridad del tratamiento de los datos y bajo una demanda creciente de nuevas aplicaciones que deberán ser integradas. Opciones

de

almacenamiento

en

caché

múltiples

proporcionan velocidad y flexibilidad adicional.

Definitivamente el tratamiento o “curado” de los datos, es un desafió muy interesante que se viene con el Internet de las cosas. Esto surge por la necesidad de integrar múltiples sistemas de

recolección

y

procesamiento

de

datos,

bajo

una

plataforma unificada de correlación con sistemas analíticos. Transformando los datos en información de nuevo contexto, haciendo incluso posible la posibilidad de que los sistemas puedan realizar patrones en tiempo real de posibles problemas o

situaciones

críticas

de

la

organización.

Predicción

o 167

 

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resolución pro-activa de posibles eventos. Objetivo primario de cualquier sistema de correlación analítica.

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Internet of Things Material de divulgación general   2017, Agosto 20, 7:12pm, Torrelodones, Madrid Graciela estaciona su automovil a metros del centro comercial, entre sus pendientes esta comprar el regalo de cumpleaños a Roberto su esposo, la primer idea de Graciela era pasar por la juguetería mas importante, sin embargo su Smartphone localiza a Gracieal en el centro comercial, identifica el cumpleaños de Roberto registrado en su agenda y sugiere los sitios que cuentan con promociones en regalos para la edad de Roberto, también consulta a las principales tarjetas de crédito sobre descuentos, puntos o planes de pago en cuotas, con toda esa información Graciela toma la mejor decisión, ahorra dinero y cuenta con el regalo que seguramente va a encantar a Roberto.

169

 

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Internet of Things Material de divulgación general  

IOT en la industria La adecuación de las redes para poder servir aplicaciones críticas, sobre todo en el ámbito industrial, traen consigo cambios en algunos de sus componentes. Muchas de las implementaciones propietarias que hasta el momento teníamos en la industria, contemplaban redes autónomas y aisladas que se desplegaban con cables coaxiales u otros tendidos propios (típicamente con mayor resistencia al entorno industrial). Hoy vemos como el mercado se mueve hacia en una única dirección en relación a la adecuación de los sistemas para hacerlos compatibles con IP. Esta compatibilidad también se refleja en los niveles superiores e inferiores del modelo OSI, nuevas aplicaciones que consolidan datos e interactúan con el negocio y nuevos despliegues de redes mas omnipresentes, con lo que la tendencia a tener redes Ethernet en áreas Industriales donde se presentan características diferentes a las redes de área de oficinas es una tendencia y una realidad creciente en las diferentes verticales. Análogamente a lo que paso con las redes propietarias de telefonía en el pasado, las redes industriales de control y seguridad que hasta ahora estaban separadas de las redes de datos, llevan una tendencia a unificarse en los próximos años si no lo han hecho ya.

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Internet of Things.  

Es por esto que gran parte del cambio en las soluciones industriales vendrán de cambios en la red de comunicaciones, es decir, en la capa tres o capa de red, del modelo de visión de arquitectura extremo a extremo de IoT. Estas características no solo se basan en condiciones de adecuación física de los dispositivos de red, mayormente dadas por el entorno industrial que presenta un ambiente de uso hostil, sino que también aparecen protocolos propios de la maquinaria utilizada en la industria que hace sentido encapsular y transportar por la red IP.

• • • • • • • • • • • • • •

Pero, ¿cuáles son las características propias que deben contemplar el equipamiento en estos entornos industriales?, vamos a describir algunas de las particularidades a continuación: Alimentación de Corriente Continua DC 18VDC-60VDC. Rangos extendidos de temperatura Soporte de altos niveles de vibración Resistencia a golpes Inmunidad a los cambios de tensión eléctrica Inmunidad al ruido Medidas físicas variables para ser implementado en racks industriales particulares DIN-rail o rack 19 pulgadas Soporte de Power over Ethernet (PoE) Flexibilidad de interfaces Rápida y fácil instalación y configuración Reemplazo simple de memorias y configuración Menú de configuración simple Seguridad ante posibles amenazas de seguridad física. Soporte de funcionalidades o protocolos particulares para el área industrial como IEEE1588v2, REP, PROFINET, ABB, etc 172

Internet of Things Material de divulgación general   •

Cumplir con las regulaciones propias de cada vertical. Mas adelante revisaremos las soluciones verticales donde veremos como utilizar cada uno de estos dispositivos desplegados en la industria. Dada esta necesidad planteada por la industria es que aparece un portafolio industrial de red completo que contempla routers, switches y wireless industrial. Las empresas líderes en la industria de comunicaciones o TI han potencia la oferta de soluciones industriales. Esto se debe a que estos fabricantes apuestan fuertemente al desarrollo de IoT, y entienden que es vital extender las funcionalidades de las redes de datos a entornos industriales siendo ésta la clave para el desarrollo del concepto de IoT.

Routers y Switches Industriales Los routers y switches industriales, se diferencian, de sus “hermanos” empresariales básicamente por las características que presenta el entorno donde será instalado. Por otra parte aparecen nuevos protocolos desarrollados sólo en esta línea de productos. Este requerimiento no solo ha venido por parte de los clientes sino también de fabricantes tecnología especializados en el área industrial. Afortunadamente la configuración de estos dispositivos no difiere a la utilizada en el ambiente empresarial, los dispositivos poseen línea de comando e incluso también incluye el uso de herramientas gráficas para facilitar la configuración de los mismos.

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Figura 37: Cisco device manager, interface de configuración gráfica, tomado de www.cisco.com

La primer diferencia física notable en varios de estos dispositivos, son los gabinetes, por ejemplo, pueden ser montados en pared, racks del tipo DIN-rail o racks de comunicaciones tradicionales. Las fuentes de alimentación suelen ser modulares e incluso en algunos casos pueden ser redundantes, contemplando distintas 174

Internet of Things Material de divulgación general   valores de alimentación en corriente continua o fuentes de corriente alterna. Los dispositivos industriales de IoT no utilizan ventilador para mantener su temperatura de uso. La disipación de calor se realiza a través del diseño del chasis, estas temperaturas de uso pueden variar, típicamente, desde -40C hasta incluso llegar a 85C y generalmente cumplen con normas de ambientes hostiles como polvo, explosión, presión como ser IP66/67/68. Otra propiedad que presentan la mayoría de estos dispositivos es contar con actuadores de entrada y de salida, de manera de que pueden activar, desactivar o conocer, el estado de un dispositivo externo. A continuación se muestran algunas imágenes de los switches Industriales. Todas las imágenes fueron tomadas de sitios web con acceso público.

Figura 38: Switch Rockwell Allen-Bradley Stratix 8000/8300

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Figura 39: Cisco Industrial Switch Connected Grid 2500

Figura 40: Cisco Industrial Ethernet Switch 5000 series

Figura 41: Cisco Industrial Ethernet Switch 4000 series

Figura 42: Cisco 1000 series, connected Grid

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Figura 43: Cisco IE 2000U Switch

Figura 44: Cisco 900 series Industrial Router

Figura 45: Cisco 800 Series Industrial Multiservice Router

Figura 46: Cisco 500 Series WPAN Industrial Router

Figura 47: Cisco firts Industrial Firewall ASA

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Figura 48: Circuito de Figura 49: Fuentes de alimentación DC/AC Alarma entrada/salida

Figura 50: SW IE2000 IP67.

Imágenes tomadas de www.cisco.com

Como mencionamos anteriormente este equipamiento industrial, básicamente, soporta gran parte de los protocolos de datos acostumbrados en el ambiente empresarial, pero además aparece la necesidad de trabajar con protocolos industriales. Para mencionar algunos de ellos tenemos CIP ( del inglés Common Industrial Protocol) o Protocolo Común Industrial el cual es un conjunto de protocolos punto a punto en la capa 178

Internet of Things Material de divulgación general   de aplicación utilizado por redes industriales tales como DeviceNet, ControlNet y EtherNet/IP (Ethernet/ Industrial Protocol). Como descripción del EtherNet/IP podemos definirlo rápidamente como el sistema de comunicación que utiliza Ethernet TCP/IP para transportar paquetes de comunicación CIP. CIP se establece en la capa 7 del modelo OSI y se transporta encapsulado los paquetes en TCP o UDP. Normalmente los mensajes explícitos de CIP se transportan en TCP mientras que los mensaje de control de tiempo real se encapsulan en UDP. De esta manera se define un protocolo estándar para la comunicación industrial entre diferentes componentes como ser módulos de entrada/salida, servers, dispositivos de control. Se podrá controlar el estado de las alarmas, temperatura, u otros a través de mensajes CIP. Otra aplicación industrial es Profinet, esta aplicación permite el intercambio de información, alarmas y diagnóstico con controladores programables, entradas y salidas y controladores de movimiento. Los dispositivos pueden presentar soporte en tiempo real o no, dependiendo del tiempo de respuesta 10ms o 100ms respectivamente.

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Internet of Things.  

Figura 51: Profinet es usado para controlar el intercambio de información entre distintos dispositivos de control

Así como describimos los Switches de industria, también tenemos Routers industriales que cumplen con características particulares y sobretodo han sido diseñados para soportar protocolos específicos de la industria. Existen equipamientos pensados para el manejo de los paquetes en el core o borde industrial.

Wireless Industrial Es razonable pensar, que como ha sucedido en el ambiente empresarial la tecnología wireless toma un rol importante en el entorno industrial. A diferencia del ambiente empresarial donde normalmente el usuario elige utilizar una conexión wireless simplemente por que ésta es más cómoda, en el entorno industrial el ambiente es el que propone el uso de esta tecnología ya que debemos proporcionar movilidad y conectividad inalámbrica. 180

Internet of Things Material de divulgación general   Por mencionar algunas verticales donde esta tecnología es una necesidad, tenemos por ejemplo, campos de producción de petróleo, refinerías de grandes extensiones, autopistas, centros de logística de grandes dimensiones, fabricas de automotores, grandes superficies de mercados, centros de distribución, ciudades, etc. Son muchísimos los casos donde podemos justificar la implementación de Wireless industrial o outdoor. Cuando analizamos la capa de sensores, vimos que hay muchas ideas de estos que bien podrían conectarse a un entorno sin cables. Es por ello que desplegar soluciones seguras de wireless cobra mayor importancia a la hora de tener la libertad de implementar soluciones de IoT. Muchos fabricantes de soluciones inalámbricas han desarrollado un portfolio de soluciones especialmente preparadas para el área industrial.

• • • • • • • • • • •

Algunas de las características particulares para las redes inalámbricas industriales son: Equipos compactos y protegidos. Soporte de los estándares de IEEE 802.11 en todas sus versiones. Soporte de antenas single o dual band. Funciones de Point-to-Point o Point-to-Multipoint. Protección cumpliendo el estándar IP67. Soporte de Class1 Div2/Zone. Soporte de Multiple-in-Multiple-out streams. Soporte versátil de conexión para la red, con cable Ethernet o fibra óptica. Funcionalidad de control de interferencias. Soporte de conexión ISA100.11 y Hart para conectar sensores y arquitecturas Propietarias. Capacidad de provisión de PoE para dispositivos remotos. 181

 

• • • •

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Funcionalidad de Bridging. Mesh Wireless long reach para distancias mayores de 60km Otras particulares. A continuación se puede observar algunos AP disponibles en el mercado. Como puede apreciarse, éstos están pensados para ser instalados en ambientes hostiles y son considerados de uso industrial. Incluso alguno de éstos se integran nativamente con gateways de sensores mesh de otros fabricantes como ser Honeywell o Emerson.

Figura 52: Línea de Access Points outdoor para el uso industrial.

Por último así como vimos que existen AP que se integran directamente a fabricantes especializados de la industria, también planteamos el uso de tecnologías mixtas de wireless en redes de campo. En algunos despliegues para el ámbito de Oil&Gas se suele pleantear una solución mixta para cubrir el backbone y también el acceso de usuarios, donde equipos específicos son utilizados como troncal de comunicaciones y los equipos de acceso mas tradicionales establecen un wireless mesh de

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Internet of Things Material de divulgación general   última milla y posibilitan el acceso a la red por parte de los clientes wireless IEEE 802.11.

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2019, Noviembre 2, 3:12pm, San Pablo, Brasil Las redes sociales anuncian un ataque por un grupo radical que se opone a las políticas definas por el gobierno; los sistemas de identificación activos se comunican con los múltiples sensores de seguridad y control ambiental. Días después se detecta un ataque de contaminación de las napas y distribución del agua, esta detección en tiempo real hizo que se evite una masiva epidemia e incluso ha salvado vidas, sin contemplar los costos económicos que lograron evitarse por la intervención temprana. Es un logro mas de los sistemas de correlación de eventos y analíticos.

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Casos de Implementación A pesar de que hoy estamos viviendo el inicio de esta nueva tendencia, ya empezamos a ver implementaciones con una cantidad interesante de cosas conectadas a la red, consultores especializados nos hacen saber que las empresas a través de una variedad de industrias están estableciendo los mecanismos para el armado de múltiples bloques sistémicos bajo una infraestructura de IoT. Implementar o Diseñar sistemas de IoT presenta un desafío a la hora de armar un equipo de trabajo para contemplar todos los aspectos particulares de cada sistema. En este caso vamos a ver un gráfico donde se especifica como se relacionan y quienes participan en el desarrollo de una solución concreta de IoT por equipos de ingeniería para el ámbito de Oil&Gas en particular.

Se requiere una dinámica de colaboración particular, incluyendo grupos de trabajo internos de los integradores, equipos para el desarrollo de estándares, organismos gubernamentales, proveedores externos, partners tradicionales, nuevos partners para el desarrollo de soluciones concretas (próximos a la domótica o a mediciones particulares), equipo de soporte académico, el soporte de especialistas en Oil&Gas y lógicamente el cliente. 185

 

Internet of Things.  

No debemos dejar de considerar esta dinámica de interacción entre equipos para el desarrollo de proyectos de IoT. Durante este corto periodo de tiempo, desde que nacio la tendencia, los analistas coinciden en que la mayor proyección de mercado esta detrás de un conjunto relativamente reducido de verticales de mercado, estas son: • Manufactura, • Minería, • Energía, • Oil&Gas, • Trasnporte, • Ciudades Conectadas, • Defensa • Proveedores de Servicios de Intenet

Figura 53: Nos muestra la evolución de los sistemas y redes hasta llegar a IoT.

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Algunos ejemplos podrían ser: • Domótica y Automatización de Edificios: Desde hace tiempo hay mecanismos de automatización de control de consumo de energía en diversas implementaciones. Estos casos pueden tranquilamente ser parte de una implementación de IoT. • El diseño y la fabricación del automóvil: la industria del automóvil está diseñando cada vez más aplicaciones automatizadas en los vehículos para proporcionar la supervisión de mantenimiento, consumo de combustible y gestión de kilometraje, seguridad del conductor y otras capacidades que cuestan poco integrar, pero que tienen el potencial de ingresos significativa. Existen grupos especialmente dedicados en las empresas tecnológicas para diseñar y probar nuevas implementaciones en vehículos automotores. Estamos hablando, por ejemplo, de la adición de un servidor basado en la nube para analizar los datos y responder en consecuencia, de forma automática, la programación de una cita de mantenimiento en el momento adecuado, (ya dimos algunos ejemplos concretos en este ámbitos que motivaron el desarrollo de nuevos protocolos y tendencias). • Transporte público, ciudades inteligentes: Londres iBus trabaja con información de más de 8.000 autobuses que están equipados con funciones de GPS. Junto con varios otros sensores que preparan los datos sobre la ubicación del vehículo y el progreso en el recorrido en tiempo real, darle las indicadores de paradas de autobús pueden mostrar los detalles de la próxima llegada.

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Internet of Things.  

Conceptos de IoT ya han sido adoptados en ámbitos como la energía (por ejemplo, iluminación inteligente, smart grid) y la automatización industrial. De acuerdo con un informe en eWeek2 sobre una teleconferencia con los periodistas , "cuando se realizan más conexiones, el valor de las empresas y de la economía mundial va a subir . " La historia eWeek describe una visión que va más allá de la IoT. Esto es lo que se empieza a visualizar como un sistema de conexiones que incluye no sólo dispositivos, sino también a las personas, los datos y los procesos. El mercado espera que la IoE pueda alcanzar un negocio aproximado de 1.7 trillones de dólares de la economía mundial en 2020. http://in.reuters.com/article/2015/06/02/idc-research-idINKBN0OI21O20150602 http://cache.freescale.com/files/corporate/doc/white_paper/IOTREVHEALCAR WP.pdf

IoT es una tecnología que se puede aplicar a cualquier negocio. Hoy somos capaces de poner algunos atractivos ejemplos, pero sin dudas en los próximos años, vamos a tener más ideas y más implementaciones. Solo vamos a mencionar algunas ideas de cada vertical de negocio.

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The Internet of Things (IoT) - Oil and Gas Creación de campos de petróleo y Refinerías Digitalmente Conectadas (RDC) La industria del petróleo y el gas está pasando por un cambio sin precedentes, ya que se espera que la demanda de energía aumente considerablemente en los próximos 20 años. Para satisfacer estas demandas, las empresas petroleras y de gas tendrán que gestionar la complejidad inherente a los silos de tecnología y estructuras de la cadena de suministro de negocios complejos. Al mismo tiempo, un vacío global de las habilidades humanas con falta de personal cualificado con algunos de los problemas que se divisan en el corto plazo. Estas compañías pueden superar estas complicaciones con el acceso a la información y visibilidad en sus operaciones globales. Pero, ¿cómo puede suceder esto con plataformas en el Círculo Polar Ártico, tuberías que se extienden por cientos de kilómetros, y las refinerías que no se han actualizado en décadas ?. El nuevo paradigma de Internet de las Cosas ofrece una opción para que las empresas de petróleo y gas puedan conectar todas las partes de sus operaciones en todo el mundo. Mediante la conexión de más objetos físicos a la Internet, las empresas pueden beneficiarse de los conocimientos y el aumento de la eficiencia de un mundo digitalizado y automatizado. 189

 

Internet of Things.  

Imaginemos por un momento, si los hidrófonos34 y geófonos35 en el Mar del Norte almacenan y comparten datos con los geólogos en el Medio Oriente. O, una válvula reguladora que alerta sobre la caída de presión en tuberías en Vaca Muerta, Argentina, antes de que las comunidades locales se quejen de los olores que se producen por las fugas. Aplicaciones de IoT que pueden detectar de forma remota, controlar y automatizar tareas peligrosas, como las pruebas de alta presión, para aliviar la escasez de recursos. En una industria que se caracteriza por las operaciones remotas en entornos a menudo hostiles, IoT puede "enviar" expertos prácticamente en cualquier ubicación y acelerar la producción, reduciendo al mínimo el tiempo de inactividad. Como las operaciones se vuelven cada vez más digitales, una mejor colaboración entre las compañías petroleras y de gas y la cadena de suministro amplia, puede ayudar a asegurar una gestión eficiente de los recursos escasos. IoT puede proporcionar una plataforma de conectividad diseñada para gestionar la transición a una infraestructura de tecnología de última generación, con un coste total de propiedad más bajo.

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Un hidrófono es un transductor de sonido a electricidad para ser usado en agua o en otro líquido, de forma análoga al uso de un micrófono en el aire. Un hidrófono también se puede emplear como emisor, pero no todos los hidrófonos tienen esta capacidad.

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En los métodos sísmicos de prospección se suele registrar el movimiento del suelo generado por una fuente energética como son los explosivos y camiones vibradores. Los geófonos son transductores de desplazamiento, velocidad o aceleración que convierten el movimiento del suelo en una señal eléctrica. Casi todos los geófonos empleados para la prospección sísmica en la superficie terrestre son del tipo electromagnético.

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IoT puede ayudar a los operadores a vincular los campos alejados, plataformas, taladros, y los embalses a una red basada en estándares, así como los sistemas de TI y otros datos. Con esta tecnología, los operadores y los proveedores pueden mejorar los tiempos de ciclo de planificación y modelado, apoyar el despliegue más conveniente de los dispositivos y servicios, mejorar la seguridad y disminuir el tiempo de inactividad.36

Sistemas de control en Refinerías37 Imaginemos un caso en el mercado de Oil&Gas donde hoy contamos con sistemas propios para la operación de la planta. Es normal pensar que a medida que transcurra la actualización de estos sistemas se van a ir pasando a tecnologías de comunicación estándares, como pueden ser Wireless o Ethernet en lo que tiene que ver con la comunicación, y a su vez bajo protocolo IP. Esto les va a dar más flexibilidad, replicabilidad y escalabilidad. Por otro lado, va a representar un modelo natural de actualización ya que si no se adopta esta tendencia se corre el riesgo de que el cliente opte por aplicaciones o sistemas de la competencia. Empresas líderes en tecnología industrial toman esta tendencia con base a la experiencia que dejo la perdida de negocio con empresas como Nortel, Alcatel, Siemens en el ámbito de la telefonía TDM.

Desarrollo realizado por IoTSimple S.A., para una refinería de Argentina durante 2013.

37

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Internet of Things.  

Es por ello que estas empresas con foco en ámbito de Oil&Gas, caminan en esta dirección desde hace un tiempo, o algunas de ellas ya hayan iniciado el proceso de migración algún tiempo atrás para reducir los costos en implementaciones propietarias. Entonces empecemos a imaginar un contexto de un cliente en una Refinería o en una planta industrial; donde dotamos a la misma de los siguientes sistemas, (por poner un ejemplo simple), ya que la cantidad de sensores en una gran refinería podrían ser decenas: • • • • • • • • • • • • •

Sistema de control de la polución y toxicidad del Aire. Sistema de control de temperatura del Aire. Sistema de control de temperatura de los tanques. Sistema de control de temperatura de determinados dispositivos, componentes críticos. Sistema de control de presión atmosférica. Sistema de control de presión del material acumulado. Sistema de control de movimiento del personal. Control de ordenes de trabajo en tiempo real Provisión de materiales desde sistemas analíticos Video Seguridad Integrada Telefonía Integrada Integración de telefonía con sistemas de VHF y UHF. Otros. En una etapa inicial aparecerán herramientas autónomas que nos permitan integrar la información y el control de sistemas propietarios, las cuáles crecerán de manera anárquica e independiente. En una segunda etapa los centros de 192

Internet of Things Material de divulgación general   operaciones tomarán el control de las mismas, facilitando una gestión centralizada de la información. Lo interesante es lo que se presenta para el día de mañana, donde se va a requerir homogeneizar las plataformas de control y gestión operativa, centralizar y reducir los costos de mantenimiento y contar con herramientas o aplicaciones que puedan presentar información de múltiples sistemas en una plataforma centralizada.

Figura 54: Entorno de Oil&Gas para los tres procesos de negocio, Upstream, Midstream y Downstream

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Internet of Things.  

Los sistemas de Correlación de eventos y Analíticos generan una sumatoria de beneficios para las implementaciones de campos de exploración petrolera, entre estos podemos encontrar: • • • • •

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Reducir el OPEX Mejorar la seguridad Industrial Mejorar la eficiencia Controlar las Ordenes de Trabajo Integrar los sistemas y aplicaciones de terceros para digitalizar el sistema de ordenes y pedido a proveedores. Integrar telefonía IP y Radio frecuencia Integrar los sistemas de Video para Remote Experts Integrar los sistemas de Video Seguridad Integración con sistemas de chat (dispositivos móviles) Integrar información de seguridad industrial Tener nuevos sistemas de sensores y actuadores para tomar decisiones en tiempo real Acceder a la información de lo que pasa en el pozo petrolero en tiempo real Hacer simulación de eventos peligrosos (explosiones, etc) Re-calculo de primas de seguros Control de cansancio de la gente Buscar personas Integrar sistemas externos, como información de vientos, climatológica, etc que puede tener influencia en la operación del pozo o la refinería. Presión atmosférica, contaminación del Aire Hombre muerto, Etc.. 194

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Hay hoy en día soluciones ya disponibles en el mercado para intentar agregar valor a esta problemática de mercado.

Sistemas de gestión y provisión de combustibles Imaginemos que vamos circulando con nuestro automóvil por una carretera y el mismo nos avisa que nos estamos por quedar sin gasolina. Ahora pensemos también que el automóvil automáticamente nos presenta opciones de carga en los próximos kilómetros, nos informa dónde tienen nuestra tarjeta de crédito preferida, dónde tienen el menú de comida más económico, dónde tenemos la posibilidad de reservar una mesa para cenar. Y todo esto se puede ejecutar simplemente dando clic desde el sistema de navegación de nuestro automóvil.

Retail Para el mundo de retail o mercados son muchas las ideas y posibilidades. Las aplicaciones de sistema de control y administración de la logística de los productos desde la fabricación hasta la provisión directa a los clientes finales, donde no sea necesaria la interacción del hombre en los procesos. 195

 

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Imaginemos múltiples situaciones de nuestro día a día en que el uso de la tecnología pueda simplificar nuestra dinámica, por ejemplo la provisión automática de productos y servicios a partir de sensores. Esto haría posible que nunca nos quedemos sin leche en el refrigerador, que siempre el pasto este cortado y regado a la perfección, incluso que las cañerías de nuestros sistemas de desagüe puedan ser proactivas y nos avisen cuando se pueden presentar situaciones particulares que requieran intervención antes de producirse un problema mayor. Sincronizando los sistemas de venta y delivery on-line, nuestro mercado generará la entrega de los productos sin necesidad de acumular grandes cantidades de stock en casa, solo se activará la reposición al momento en que el sensor detecta un bajo nivel. Esto facilitaría la fidelización de los clientes, dinamizaría la logística y provocaría muchísimos beneficios a nuestra vida cotidiana. No tendríamos que preocuparnos por recordar qué tenemos que comprar.

• • • • •

Otros casos en los que se podría aplicar podrían ser: Sistemas de pre-venta Delivery Up-selling on time Venta on-line personalizada Información sobre los clientes y sus últimas compras

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Sector Público Conectar a la gente y los Centros de Transporte La industria del transporte, del ferrocarril y las flotas comerciales, está experimentando cambios importantes que afectan a la seguridad, la productividad y la eficiencia. Soluciones de IoT facilitan el mantenimiento proactivo de vehículos, gestión eficiente de combustible, seguimiento de activos para las cadenas de suministros más escasos y convergentes de redes para una mayor movilidad y nuevas experiencias para los pasajeros. Además, IoT ayuda a que los operadores cumplan con las nuevas y existentes regulaciones de seguridad. IoT brinda a la industria del transporte la oportunidad de conectar a las personas, ofrecer una mayor seguridad, una comunicación más efectiva, y transformar los centros de transporte en centros comunitarios. ¿Cómo se pueden mejorar los sistemas de transporte con IoT? Algunas de las soluciones de transporte pueden ser: Aviación Ayudamos a abordar el aumento de la competencia y los costos operativos de servicios de alta seguridad e innovación a los pasajeros, empleados, aeropuertos, y los inquilinos del aeropuerto.

Las flotas de vehículos comerciales Control de costos operativos y aumento de la productividad. Proporcionar una mayor seguridad y comodidad para los pasajeros y los conductores, con monitoreo en tiempo real de 197

 

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la telemática de vehículos, los datos GPS y los servicios interactivos a bordo.

Automóviles conectados Una red de Comunicaciones Unificadas para los automóviles puede proporcionar muchos beneficios tangibles para los fabricantes de automóviles, proveedores y propietarios de vehículos de pasajeros.

Figura 55: Sistema inteligente de control en el tráfico, http://www.cohdawireless.com/technology/problem.html.

tomado

de

Respuesta de Emergencia y Seguridad Pública La gestión eficaz de los vehículos de respuesta de emergencia es fundamental para la seguridad y el bienestar de los ciudadanos. IoT ayuda a mantener los primeros en responder en constante comunicación con los despachadores, los hospitales, las señales de tráfico, y otras agencias. 198

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Puertos Entregar una infraestructura estandarizada que conecta y consolida equipos, socios de negocios, y los sistemas de transporte dentro y fuera de la zona portuaria como una solución de transporte completa, multimodal. Sin duda la implementación de IoT puede promover un cambio radical en la logística y administración de los puertos.

Ferrocarril IoT ayuda a los clientes a desarrollar centros de comunicación de la comunidad en las estaciones y redes fiables y seguras, en tierra y dentro de los trenes. Conectando con la información de otros sistemas de transporte, tales como la aviación, carreteras, vehículos y transporte público, como se muestra en la figura 56.

Las vías de acceso Las vías de acceso serán en última instancia los flujos de tráfico con capacidad de transmitir las condiciones del camino, comunicarse con la emergencia y agencias de seguridad pública, e interactuar con los automóviles conectados.

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Figura 56: Aplicaciones de IoT en el transporte.

Figura 57: Interacción de múltiples sistemas dentro de un automóvil.

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Figura 58: Sistema de Video inteligencia para manejo de tráfico.

Figura 59: Vista de diversos entornos Industriales para la aplicación de IoT.

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En cualquier de las verticales que se trabaje un proyecto de IoT, el preparar una planta industrial para el nuevo entorno no representa un desafío menor. Hoy muchas de las implementaciones industriales suman un conjunto de sistemas autónomos que se desconocen entre sí. Como lo venimos comentando y sólo para reforzar el concepto, la proliferación de nuevos sensores y actuadores, mas rápidos, económicos, más eficientes y en un ambiente de trabajo colaborativo sobre el protocolo IP aparece con el paradigma de IoT como una de las propuestas mas interesantes para el sector industrial. Empresas especializadas en robótica o automatización industrial ya están utilizando el protocolo IP. Debemos considerar todo lo mencionado en este libro sobre la implementación end-to-end en la integración de los múltiples sistemas, la seguridad de la información, las comunicaciones, la evolución de las aplicaciones en la Red, la implementación de las técnicas de calidad de servicio, la escalabilidad de las plataformas de gestión, las plataformas de correlación de eventos provenientes de múltiples procesos y repositorios, y el almacenamiento de la información. Es decir, no descuidar el proceso de integración global y tampoco la oportunidad de transformar en un sistema integral de IoT los múltiples sistemas propietarios autónomos. El costo de implementación de soluciones críticas, conjugado con la seguridad lógica, física y la confianza en los responsables de la planta son algunos de los puntos mas 202

Internet of Things Material de divulgación general   complejos de manejar a la hora de proponer soluciones de IoT para el área industrial. También como se mencionó anteriormente, es importante reforzar la necesidad de que quienes lideren los proyectos de IoT en plantas industriales puedan trabajar colaborativamente con operadores experimentados de la misma, así como los responsables del negocio o industria. Esto es crítico para que la implementación pueda tener un ROI al menos calculable y los fines funcionales buscados.

Logística y Distribución Varios proyectos que permiten tener visibilidad de los productos transportados ya se han llevado a cabo en Europa, esto ha facilitado el haber dado un paso decisivo en su logística y los procesos de seguimiento de activos bajo el nuevo paradigma de IoT. El EHI Retail Institute ha premiado diversas implementaciones de Logistica durante 2011, 2012 y 2013. Entre ellas una particular que permite el seguimiento activo de aproximadamente 250 mil piezas o paquetes a lo largo de Europa. Activos o materiales en contenedores, que están constantemente en tránsito entre almacenes, tiendas, y las sitios de desguace. Mediante el etiquetado de todos los elementos del equipo con chips RFID y el seguimiento en línea en todas las etapas del 203

 

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proceso de entrega, se genera y procesa toneladas de datos proveniente de dispositivos móviles y decenas de miles de tiendas, todo esto cumpliendo estándares de seguridad que permiten hacerlo de manera transparente y auditable. Este tipo de implementaciones genera un gran recorte de los costos operativos, costos de reposición por error humano y de seguros, entre otros. Toda esta implementación acompañada por un sistema centralizado de administración y correlación de información, hace de este tipo de implementaciones un ejemplo muy atractivo para ser copiado en diversas latitudes y clientes. Si bien ningún caso de IoT presenta un modelo de replicabilidad muy interesante, este ejemplo de logística en su troncal principal si parece un caso que pueda requerir una adaptación menor que en otros ámbitos industriales de IoT.

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Smart Grid

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Desde un contexto global podríamos definir la Red Eléctrica Inteligente (REI) ó (Smart Grid en inglés) como la integración dinámica de los desarrollos en Ingeniería eléctrica y los avances de las tecnologías de la información y comunicación (TIC), dentro del negocio de la Energía Eléctrica (Generación, Transmisión, Distribución y Comercialización, incluyendo las Energías alternativas). Permitiendo que las áreas de Coordinación de Protecciones, Control, Instrumentación, Medida, Calidad y Administración de Energía, entre otras, sean concatenadas en un solo Sistema de Gestión con el objetivo primordial de realizar un uso eficiente y racional de la energía. Al anterior concepto también se podría dar la integración de otros actores en el área de la Medición y Control, como lo son las fuentes de gas y el servicio de agua. Así las redes eléctricas inteligentes entran a ser parte de un macro concepto de dominio territorial, como lo es el de las Ciudades Inteligentes (Smart City en Inglés). Las REI (Smart Grid) es una forma de gestión eficiente de la electricidad que utiliza la tecnología informática para optimizar la producción y la distribución de electricidad con el fin de equilibrar mejor la oferta y la demanda entre productores y consumidores.

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La información sobre este apartado fue extraída en parte de Wikipedia.

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El término red inteligente se asocia a menudo con el concepto de medidores inteligentes capaces de ofrecer una facturación detallada por franjas horarias, lo que permitiría a los consumidores, no solo el elegir las mejores tarifas entre las diferentes empresas eléctricas, sino también discernir entre las horas de consumo, lo que permitiría un mejor uso de la red. Este sistema también permitiría mapear con más precisión el consumo y anticipar mejor las necesidades futuras a nivel más local. La irrupción de las energías renovables en el panorama energético ha cambiado notablemente los flujos de energía en la red eléctrica, ahora los usuarios no sólo consumen sino que también producen electricidad a través de la misma red. Por tanto, el flujo de energía es ahora bidireccional. Una red inteligente envía electricidad desde los proveedores a los consumidores usando una tecnología digital bidireccional para controlar las necesidades del consumidor. Esto ayuda a ahorrar energía, reducir costes e incrementar la usabilidad y transparencia. El usar la energía de manera eficiente, ayuda a reducir las emisiones de CO2 y el calentamiento global. Alrededor del mundo, las empresas eléctricas se enfrentan al reto de la modernización de la infraestructura obsoleta, para apoyar la entrega de potencia más fiable y eficiente. Los operadores están buscando formas de optimizar la productividad de la inversión en instalaciones nuevas y existentes, e integrar los recursos energéticos más distribuidos en 206

Internet of Things Material de divulgación general   la red. Al mismo tiempo, deben ayudar a garantizar la seguridad de la red y gestión de los gastos operativos (OPEX), dentro del respeto a continua evolución requisitos reglamentarios. Una empresa de esta envergadura requiere de una infraestructura de comunicaciones con arquitectura para apoyar las prioridades de negocios cruciales y reducir el coste operativo. La aparición del concepto de IoT hace que las oportunidades de negocios en este ámbito sean incontables, tanto para las empresas proveedoras del servicio eléctrico o proveedores de servicios de Internet, como para las empresas privadas, o particulares.

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Por mencionar un par de ejemplos de implementación podemos citar: Mecanismos de control de consumo Mecanismo de provisión bajo de manda Mecanismos de direccionamiento de energía en tiempo real Control de distribución o provisión del servicio Control de generación Manejo de eventos críticos en tiempo real Mejora en los contratos por seguros Ayuda en la provisión de los tiempos de respuesta Provisión de energía a medida del consumo.

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Figura 60: Nos muestra los componentes básicos de una solución de Smart Grid.

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Salud Pública39 IoT juega un papel importante en una amplia gama de aplicaciones de cuidado de la salud, la gestión de enfermedades crónicas y para la prevención de la enfermedad. Estos son algunos ejemplos de cómo su potencial ya se está implementando: Monitorización remota: Hay gente de todo el mundo cuya salud puede sufrir debido a que no tiene fácil acceso sobre mecanismos de control eficaces. Hoy existen experiencias pilotos donde soluciones inalámbricas potentes conectadas a través de IoT están haciendo posible que estos mecanismos de control en tiempo real se implanten. Estas soluciones se pueden utilizar para capturar de forma segura los datos de salud del paciente a partir de una variedad de sensores. Se aplican algoritmos complejos para analizar los datos y luego compartirlo a través de la conectividad inalámbrica con los profesionales médicos que pueden hacer recomendaciones de salud adecuados a cada paciente.

Los ejemplos expuestos en este apartado están tomados del documento de David Niewolny, Healthcare Segment Manager, Freescale Semiconductor http://cache.freescale.com/files/corporate/doc/white_paper/IOTREVHEAL CARWP.pdf

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Figura 61: Monitoreo de Pacientes Remotos

Atención clínica: Los pacientes hospitalizados cuyo estado fisiológico requiere atención particular y puedan ser controlados constantemente utilizando el monitoreo no invasivo. Este tipo de solución emplea sensores para recoger información fisiológica completa y utiliza la red, y la nube para analizar y almacenar la información. Luego envía los datos analizados de forma inalámbrica a los doctores o enfermeros para su posterior análisis y revisión. Sustituye el proceso de tener un profesional de la salud que viene por intervalos regulares para comprobar los signos vitales del paciente. De esta manera, se mejora al mismo tiempo la calidad de la atención a través de una atención constante, y disminuye el costo de la atención, al eliminar la necesidad de un cuidador y que participen activamente en la recolección y análisis básico de datos. 210

Internet of Things Material de divulgación general   Un ejemplo claro puede ser el sistema Masimo Radical 7 descripto en el siguiente enlace: http://www.masimo.es/pdf/rainbow/LAB4628C.pdf

Figura 62 y 63: Componentes del sistema Masimo Radical 7.

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La intervención temprana o prevención saludable: las personas activas también se pueden beneficiar de monitoreo impulsado por la IoT en sus actividades diarias y su bienestar. Un anciano que vive solo, por ejemplo, puede querer tener un dispositivo de vigilancia que detecte una caída u otra interrupción en la actividad cotidiana e informar de ello a los servicios de emergencia o a sus familiares. Por lo demás, un atleta activo, un caminante o ciclista podría beneficiarse de una solución de este tipo a cualquier edad, sobre todo si se encuentra disponible como una pieza de información capaz de ser enviada a un dispositivo móvil en tiempo real. La revolución de la aparición de IoT supuso desde hace tiempo en la asistencia sanitaria ya es una realidad, donde tenemos ejemplos y experiencias que lo ponen de manifiesto. Y éstos son sólo la punta del iceberg, ya que los nuevos casos de uso siguen surgiendo para hacer frente a necesidades urgentes de cuidado, económicas y accesibles para todos. Muchas empresas están promoviendo servicios para ser parte de esta revolución, proporcionando el procesamiento de extremo a extremo y soluciones de conectividad para soluciones de salud impulsados por IoT. La hacen trabajando para el establecimiento de normas para estas soluciones y acelerando la innovación para las organizaciones deseosas de obtener los beneficios de la tecnología en la asistencia sanitaria.

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http://www.telehealth.philips.com/?gclid=CKCx7_Su8bsCFQmDfgod2Q8Afw Figura 64: Nos muestra una visión gráfica de los parámetros médicos. Figura 65: Como IoT puede influir en la vida de las personas.

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Figura 66: Nos muestra la relación y comunicación entre dispositivos en un entorno médico de IoT.

Son muchos los casos que se pueden dar como ejemplos para las implementaciones de IoT. El objetivo es otorgar la oportunidad de pensar posibles implementaciones de IoT en las verticales de negocio donde Uds tenga mas conocimiento.

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Internet of Things Material de divulgación general   Hay varios sitios en internet que ofrecen ejemplos y casos concretos sobre implementaciones de IoT en diversos entornos, algunos de los mas consultados son: http://www.iotwf.com http://www.internet-of-things.eu http://www.cisco.com/web/solutions/trends/iot/overview.html http://share.cisco.com/internet-of-things.html http://en.wikipedia.org/wiki/Internet_of_Things www.cisco.com/go/iot http://www.oxforddictionaries.com/us/definition/american_english/Internet-ofthings www.intel.com http://whatis.techtarget.com/definition/Internet-of-Things www.siemens.com http://www.mckinsey.com/insights/high_tech_telecoms_internet/the_internet_of _things www.ge.com www.emerson.com www.rockwell.com www.honeywell.com www.abb.com www.internetofeverything.com

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Seguridad y Privacidad de los Datos en IoT La privacidad de la información juega un capítulo importante en las arquitecturas de IoT. Países como Estados Unidos y la comisión Europea han debatido este tema en el pasado analizando las consecuencias que la privacidad y seguridad genera en la creciente demanda de conectividad de las “cosas”. Las implicancias de no comprender la importancia en la seguridad o privacidad podría ser devastador en la arquitectura diseñada. Podría verse efectos en los datos personales involucrados, como ser, la salud de los individuos, procesos industriales, etc. El efecto o el riesgo depende del contexto y la función que cumple los datos generados por los sensores o dispositivos que están conectados a la red. Supongamos un proceso de control de subestaciones de energía, un ataque cibernético podría dejar una ciudad a oscuras. Las personas podrían demorar la adopción de ciertas tecnologías por temor a que determinados datos personales sean conocidos por terceras personas. La manipulación de los datos generados podrían llevar a la arquitectura a tomar decisiones equivocadas. 217

 

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El estado juega un rol importante ya que es fundamental contar con políticas orientadas a educar y cuidar a las individuos en como compartirán la información y como ésta será utilizada. Es responsabilidad de los estados legislar leyes de manera de no comprometer a los individuos con las consecuencias o caer en vacíos legales constituidos por la adulteración de la información generada por los sensores. Es evidente que también es responsabilidad de los usuarios entender las consecuencias de no cuidar este aspecto al momento de decidir compartir su información de manera de no sufrir daños personales. Igualmente no caben dudas que los beneficios generados por IoT alentarán a los usuarios a correr ciertos riesgos, lo importante es generar mecanismos que hagan posible tener la capacidad de poder ponderarlo. Una ciudad inteligente posee un tratamiento de la información medioambiental, energético, consumo, tráfico, desplazamiento urbano, por lo que una intrusión maliciosa podría generar un serio problema. Ciudades como Barcelona poseen legislación al respecto basado en el tratamiento de datos personales (art 3.a y 3.c) de la ley Orgánica de Protección de Datos. Es interesante poder replicar estas legislaciones alrededor del mundo. Por otra parte, tenemos los procesos industriales, ciertos ataques pueden generar consecuencias económicas grandes, por ejemplo una compañía podría detener su línea de producción al recibir un dato adulterado. Es por esto, que las compañías deben considerar arquitecturas de seguridad lógica y física que aseguren la integridad de la información recolectada por los sensores. 218

Internet of Things Material de divulgación general   La seguridad de la información ha venido evolucionando la concepción de la seguridad en los ámbitos informáticos. Podemos decir que se podrían enmarcar en cinco a las implementaciones de seguridad de dispositivos IP, éstas son: • • • • •

Autenticación de la Información o usuarios. Filtrado de Tráfico o acceso (incluso con la aparición de firewalls industriales) Encriptación de datos Detección de Intrusión en tiempo real. Protección de dispositivos y aplicaciones (email, Malware, Virus, etc). Trabajar con diferentes estándares de seguridad que nos ayudan a dejar por escrito los niveles de seguridad que queremos alcanzar en un sistema, o en conjunto de sistemas, en un cliente, o entorno acotado (también conocido como sistema autónomo). Herramientas nuevas pueden ser de gran utilidad a la hora de detectar intrusión y planificar un trabajo colaborativo con las plataformas de seguridad, incluyendo la posibilidad de auto-definir automáticamente las políticas en la red de un cliente. Podemos mencionar distintos estándares o recomendaciones como ser la RFC2196, pasando por los estándares Internacionales BS7799, ISO17799, por mencionar algunos. También existen plataformas que permiten definir ciertas políticas de seguridad, verificar su cumplimiento, medir el riesgo aproximado y los faltantes para alcanzar los niveles de seguridad que justifiquen la operación. Muchas empresas de servicios se especializan en trabajar directamente con los 219

 

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clientes para bajar los riesgos y tomar acciones ante la presencia de eventos de este tipo.

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• •

Algunas propuestas de mejora pueden enmarcar: Sistemas de autenticación, dinámicos, con mayor rapidez y bajo estándares. Sistemas de Firewalling a nivel aplicativo, que contemplen la validez del dato en función de su contenido y trazabilidad. Sistemas de Encriptación que sean capaces de tener interacciones en tiempo real sin necesidad de pre-negociación de claves. Mecanismos de identificación de intrusión en ámbitos externos a nuestra red. Sistemas de verificación de procesos, que validen decisiones que puedan poner en riesgo a las personas serán sin duda un desafío a ver en el medio plazo. Es evidente que debe existir un equilibrio entre los beneficios económicos, el impacto social que genera IoT y la defensa de la privacidad y control de los datos personales y la sociedad en general. Este no es el único reto que sucede en el mundo de IoT, el mercado en su conjunto, a través de los empresarios y los gobiernos, son responsables de educar a la sociedad para impulsar el uso de Internet de las Cosas (IoT) en forma responsable. También es necesario debatir entre todas las partes (sociedad, empresas, gobierno) las implicancias éticas que se generan, las cuáles en ciertos casos no son triviales. Este esquema de control se plantea como un desafío dado el crecimiento exponencial que sufre el Internet de las Cosas. Los 220

Internet of Things Material de divulgación general   esfuerzos en el desarrollo e investigación desarrollado dado por el mercado público y privado deberá estar enmarcado por políticas transparentes e intercambio de información que lleve a la regulación y normalización de la IoT.

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Conclusiones IoT es la visión tecnológica más importante que se ha presentado en los últimos tiempos, incluyendo lo que ya conocemos como Internet. Es por muchos considerada la próxima Internet. Muchos piensan en IoT como la nueva aplicación de Internet, y es interesante este punto de vista si se le da a la aplicación la importancia que merece, y se considera a Internet como la infraestructura necesaria para que la aplicación se implemente, integre, y se haga masiva en diversas formas. Al igual que la evolución del teléfono celular, IoT difumina los límites entre la vida personal y la vida de los negocios. Se redefinirá la forma en que interactuamos con nuestro entorno. Presentar IoT como un conjunto de Sensores, dispositivos o equipos concretos para una vertical o industria es tener una visión limitada de la problemática y potencialidad que reviste el tema. Han aparecido conceptos como IoE (del inglés Internet of Everything) que si bien contempla la utilización del Internet de las cosas, añade el proceso, las máquinas y las personas a las “cosas”. Es muy difícil separar semánticamente estos dos 223

 

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conceptos ya que al desplegar un proyecto de IoT vamos a considerar siempre alguna integración o interacción. Hoy estamos creando la base de IoE conectando las cosas, es por esto que superado el cambio en la infraestructura y una vez agregados los dispositivos o “cosas” a la red vamos a entrar en una etapa de madurez conocida como IoE. IoT es, desde la teoría, una visión que cambiará nuestras vidas. Desde la práctica una arquitectura que hace posible una nueva interacción entre las personas, las máquinas y todas aquellas cosas que se integren como parte de un sistema. Esto sin duda cambiará nuestra forma de vivir, de trabajar y sobretodo de cómo fabricamos y consumimos los bienes. Debemos ser capaces de mostrar los beneficios que encierran las implementaciones de Internet de las cosas a quienes tengan que tomar las decisiones de cambiar las políticas y los estándares que hoy conocemos. IoT trasciende a una marca o fabricante en concreto. Por ello debemos plantear esquemas de desarrollo colaborativos con diferentes fabricantes siendo abiertos como a pequeños emprendimientos de innovación que seguramente aparecerán en los próximos años. Hoy tenemos un apasionante desafío a la hora de crear una infraestructura y los estándares que sean capaces de hacer que en un alto porcentaje esto sea posible a corto plazo. Estos estándares son la base que acelerarán y asegurarán el éxito de los despliegues de IoT.

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Internet of Things Material de divulgación general   IoT será sin dudas un potente disparador de servicios profesionales enfocados en el desarrollo de innovación para potenciar el negocio y la industria con el uso de la tecnología. Producirá sin duda la verticalización de los especialistas técnicos. Durante los próximos años, aparecerán en el mercado programas de formación profesional para desarrollar a las futuras generaciones de ingenieros en innovación de IoT. Los proyectos de IoT representan un desafío a la hora de la implementación. Para lograr desarrollar un proyecto de IoT exitosamente se requiere de una dinámica de trabajo particular, donde se deberá involucrar equipos de trabajo multidisciplinarios, empresas externas que aporten valor y conocimiento concreto del negocio y la tecnología, grupos académicos, gerentes de proyectos experimentados y sobre todo a las personas claves del cliente. Los próximos años se caracterizan por aportar numerosas ideas y por la migración de los sistemas propietarios a IPya comenzamos a ver novedosas e innovadoras implementaciones reales consolidadas de IoT en la industria y en sector público,. Los Services Providers podrían posicionarse como un jugador relevante en la provisión de aplicaciones como servicios. Al mediano plazo tendremos sistemas analíticos con capacidades sorprendentes. Determinadas aplicaciones de IoT generarán un desafío desde el punto de vista de privacidad de los datos. La información que se comparte sobre la forma en que consumimos, manejamos, donde nos encontramos disparará la necesidad 225

 

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de al menos debatir y educar a la personas en como proteger su privacidad. Para nosotros es interesante repetir una vez mas que IoT no es algo que hoy en día cualquiera puede comprar empaquetado en una estantería de la tienda. Porque IoT no es sólo un producto o solución sino que; está compuesto por un conjunto diverso de soluciones, nuevas arquitecturas y diferentes tecnologías. Preferimos ver a IoT como un sistema, donde algunas de las partes están en movimiento, se van adaptando a las necesidades del cliente y a los avances tecnológicos, son dinámicos; de esta manera podrán garantizar una mejora constante en el negocio del cliente y la vida de las personas. Sin duda, la evolución tecnológica de los próximos años va a cambiar y a mejorar la calidad de vida de todos los habitantes del planeta.

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Internet of Things Material de divulgación general   2016, September 26, 7:50pm, Halifax, Canada. Saúl llega a su casa, cierra la puerta de su automovil, su teléfono móvil le informa que su doctor le agendó una cita por la mañana, por una variación irregular en sus pulsaciones, también el dispositivo le informa cuales serán las condiciones meteorológicas para el día siguiente, el horario tentativo de salida, la vestimenta que tendrá disponible y las condiciones de las carreteras a partir de la reserva de uso.

Bienvenidos a Internet of Everything.

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Anexo A - LISP El enrutamiento de Internet actual y la arquitectura de direccionamiento utiliza un único espacio de numeración, la dirección IP, para expresar simultáneamente dos funciones sobre un dispositivo: su identidad y la forma en que se une a la red. Este esquema presenta algunas dificultades concretas como consecuencia del multi-homing, falta de agregación de direcciones IP40 y casos concretos donde hay múltiples clientes con direccionamiento solapado. LISP crea un nuevo paradigma mediante el fraccionamiento de la identidad del dispositivo en dos partes, una conocida como un identificador de punto final (EID), y la otra conocida como enrutamiento Localizador (RLOC), en dos espacios diferentes de numeración. Esto propone muchos beneficios, incluyendo simplificación en multi-homing, capacidades de ingeniería de tráfico (TE) de ingreso, movilidad, persistencia de sesión a través de eventos de movilidad, y simplificación de transición IPv6, incluyendo la implementación incremental de IPv6 utilizando infraestructura IPv4 altamente escalable.

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CIDR (Classless Inter-Domain Routing) ofrece la posibilidad de agregación de prefijo de enrutamiento bit a bit. Tiene por objeto disminuir el tamaño de las tablas de ruteo, englobando mas de una red en una dirección reduciendo el número de rutas que han de ser publicadas en las plataformas de routing.

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Internet of Things Material de divulgación general   Proporcionar capacidades de Traffic Engineering 41 es importante para que la empresa controle y gestione la utilización del ancho de banda de entrada que cada cliente paga. LISP proporciona la capacidad de controlar la entrada de ancho de banda de una manera sencilla y rentable. Debido a su configuración y administración simple, LISP también ayuda a que los sitios que gestionan su propia conectividad de hosts múltiples, eliminen los costos de outsourcing asociados. Además, LISP permite conectividad IPv6 sobre la infraestructura IPv4 existente. Proporciona perfecta movilidad y es importante para aquellas organizaciones que demanden servicios a través de fronteras geográficas. LISP proporciona movilidad sin fisuras para aplicaciones Virtualizadas a través del centro de datos, al tiempo que proporciona la ruta óptima para la entrega de paquetes.

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Multiprotocol Label Switching (MPLS) de software, de ingeniería de tráfico permite un backbone para replicar y ampliar las capacidades de ingeniería de tráfico de Layer 2 ATM y redes Frame Relay. La ingeniería de tráfico es esencial para el proveedor de servicios y el proveedor de servicios de Internet (ISP) backbones. Tales redes troncales deben apoyar una alta utilización de la capacidad de transmisión y las redes deben ser muy resistentes, de modo que puedan soportar enlace o fallos en los nodos. MPLS ofrece un enfoque integrado para la ingeniería de tráfico. Con MPLS, capacidades de ingeniería de tráfico se integran en la Capa 3, que optimiza el enrutamiento de tráfico IP, teniendo en cuenta las limitaciones impuestas por la capacidad de la columna vertebral de la red y la topología de la misma.

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Son muchas las empresas lideres del mercado que están liderando el esfuerzo de desarrollo de LISP a través de grupos de trabajo del IETF, desarrollando proyectos con implementación de LISP, mediante el desarrollo de software, y el despliegue y explotación de una red pública. LISP está siendo desarrollado como un estándar abierto, sin derechos de propiedad intelectual. Un resumen de muchos de estos esfuerzos y se puede encontrar en http://lisp.cisco.com

LISP Visión conceptual Desde el principio, la filosofía para el desarrollo de LISP ha sido minimizar los cambios en casa del cliente final y disminuir la complejidad de implementación. La Figura 10 a continuación nos proporciona una ilustración muy general del entorno de despliegue de LISP. Como se ve, existen tres ámbitos esenciales en un entorno LISP: los sitios que implementan LISP (espacios de nombres EER), los sitios no LISP (espacios de nombres RLOC), y la infraestructura LISP.

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Figure 67: Nos muestra la arquitectura de LISP

Figure 68: Nos muestra el diseño jerárquico de LISP

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Como se ilustra en esta Figura 67 y 68, el espacio de nombres LISP representa sitios de clientes, exactamente de la misma manera que éstos se definen en la actualidad. La única diferencia es que las direcciones IP utilizadas dentro de estos sitios LISP no se anuncian en el espacio de nombres RLOC (no LISP) . Aquí, la funcionalidad LISP cliente final se despliega exclusivamente en Cliente Edge (CE) routers, que funcionan en la entrada y salida del túnel Router (ITR/ETR). Para aplicar plenamente LISP en una escala de Internet, y con el fin de proporcionar la interoperabilidad entre LISP y sitios no LISP, se requieren componentes de infraestructura LISP adicionales que deberán desplegarse conjuntamente. Estos componentes de la infraestructura LISP adicionales, como se muestra, necesitan el apoyo a las funciones LISP de MapServer (MS), Map-Resolver (MR), Proxy túnel de ingreso Router (PITR) y dispositivos Proxy de Salida del Túnel Router (PETR). Las funciones específicas llevadas a cabo por cada uno de los dispositivos de LISP ilustradas en la figura se explican claramente en el siguiente enlace: http://lisp.cisco.com. https://tools.ietf.org/html/draft-ietf-lisp-introduction-13

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Internet of Things Material de divulgación general   Déjanos saber tus comentarios y sugerencias al siguiente correo: [email protected] Saludos, Juan y Roberto.

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