Cómo lidiar con redes de dispositivos IoT

Los dispositivos de IoT de red pueden ser un reto para los administradores de TI porque los requisitos de comunicación pueden ser muy diferentes de los de las PC, tabletas y teléfonos inteligentes típicos actualmente conectados a redes corporativas.

Diversos requisitos de conectividad de IoT
Además del rango de casos de uso de IoT, existen literalmente cientos de diferentes tipos de dispositivos y sensores de IoT. Cada uno tiene sus requisitos únicos, que incluyen la cantidad de conexiones, el coste por conexión, la disponibilidad de energía y la cantidad de transferencia de datos requerida, tanto en sentido ascendente como descendente.

Dependiendo de la aplicación, las redes de dispositivos IoT requerirán conectividad escalable, fiable y segura para dispositivos y sensores remotos. Tal vez el mayor desafío sea proporcionar conexiones de bajo coste a dispositivos remotos, algunos de los cuales usarán baterías y no tendrán suministro de alimentación de CA.

Requisitos de la red IoT
Dependiendo de los dispositivos específicos y las aplicaciones involucradas, una red IoT puede requerir:

Capacidad de conectar grandes cantidades de elementos de IoT heterogéneos
Alta fiabilidad
Conciencia en tiempo real con baja latencia
Capacidad de asegurar todos los flujos de tráfico
Programabilidad para la personalización de la aplicación
Monitoreo y gestión de tráfico a nivel de dispositivo
Conectividad de bajo coste para una gran cantidad de dispositivos / sensores
Esta lista de requisitos es un desafío y puede requerir que los administradores de TI implementen múltiples conexiones de red dependiendo de la aplicación IoT.

Impacto de SDN y NFV en el diseño de la red IoT
La llegada de las tecnologías de red basadas en software, como SDN, NFV y SD-WAN, ofrece a los arquitectos de redes nuevas herramientas para diseñar redes flexibles. NFV y SDN proporcionan tecnología para personalizar la red según los requisitos de IoT. NFV ofrece muchas funciones de red virtual (VNF), que incluyen enrutamiento, seguridad, puertas de enlace y administración del tráfico que se pueden combinar para entregar los servicios de red personalizados requeridos por IoT. SDN ofrece las capacidades administradas centralizadas para orquestar y administrar los flujos de datos en redes IoT altamente distribuidas.

El desafío de los grandes datos
Las redes de dispositivos IoT pueden crear una gran cantidad de datos, algunos de los cuales deben analizarse casi en tiempo real. Debido a limitaciones de latencia y ancho de banda, no todos los análisis de datos pueden o deben ocurrir en una ubicación centralizada. Las redes IoT necesitarán análisis distribuidos e inteligencia comercial, a menudo en el borde de la red o cerca de ella.

Consideraciones de diseño para redes IoT
Hay una serie de factores que los gerentes de TI deben considerar al planificar redes IoT. El primer nivel de preguntas es: ¿Qué tipo de dispositivo o sensor se conectará? ¿Cuántos dispositivos hay? ¿Cuál es la cantidad esperada de tráfico? Las respuestas a estas preguntas impulsarán las opciones de conectividad junto con los presupuestos generales de red para CAPEX y OPEX.

Otras preguntas clave incluyen:

¿El dispositivo / sensor está fijo o es móvil?

¿Cuál es el nivel de seguridad requerido en el nivel del dispositivo?

¿Los datos de IoT deben analizarse en tiempo real?

¿La red y el sistema de TI necesitan controlar la actividad en el dispositivo o es principalmente pasivo?

¿El dispositivo o sensor tiene acceso a la alimentación de CA?

Tecnologías de conectividad IoT
Los administradores de TI tienen una amplia gama de opciones para conectar dispositivos y sensores de IoT. Cada opción tiene ventajas y desventajas específicas, dependiendo de la aplicación.

Cuatro tecnologías de red que tienen una amplia adopción comercial en la actualidad son candidatas para redes IoT:

Bluetooth proporciona comunicaciones inalámbricas integradas para muchos dispositivos, como teléfonos inteligentes, pero tiene un rango limitado y desafíos de fiabilidad.

El Wi-Fi está disponible universalmente para PC, teléfonos y tabletas, pero requiere una gran cantidad de energía para una conectividad continua.

4G LTE es penetrante y rápido, pero puede ser costoso para un uso elevado de datos y con gran consumo de energía.

Ethernet permite conexiones LAN de alta velocidad en casi todas las ubicaciones de campus y sucursales, pero requiere un cable físico para conectarse a los dispositivos IoT.

Además, la industria de las comunicaciones ha inventado una serie de nuevas tecnologías de red diseñadas específicamente para conectar dispositivos IoT. Éstas incluyen:

IoT celular, para el cual hay varios estándares como LTE-M, NB LTE-M y NB-IOT.

Redes de área amplia de baja potencia, como SigFox y LoRa, que están diseñadas específicamente para satisfacer los requisitos de dispositivos de IoT de baja potencia (solo batería).

ZigBee es un estándar inalámbrico diseñado para conectar redes de máquina a máquina a bajo costo y bajo consumo de energía.

Impacto del IoT en el campus y las redes de sucursales
Una consideración importante para muchas organizaciones de TI es el impacto de las nuevas redes IoT en las redes existentes de campus, sucursales y de área amplia. Los dispositivos de IoT pueden crear nuevos patrones de tráfico, tener grandes flujos de datos y requisitos de latencia únicos.

Red de sucursales
La red de sucursales normalmente tiene un número moderado de dispositivos conectados a través de Ethernet y Wi-Fi. La mayoría de las sucursales no cuentan con personal de TI capacitado y deben administrarse de forma remota. Las organizaciones de TI están migrando a las tecnologías SD-WAN y SD-Branch para satisfacer de manera rentable la creciente necesidad de ancho de banda WAN y simplificar la instalación y administración de redes remotas. La conexión de dispositivos IoT en ubicaciones de sucursales puede significar una nueva tecnología de red para administrar, desafíos para la resolución remota de problemas, problemas de administración de dispositivos y requisitos para un mayor ancho de banda WAN. Ciertos tipos de aplicaciones de IoT pueden requerir una capacidad de almacenamiento / computación local significativa.

Red del campus
La red del campus puede tener una gran cantidad de dispositivos (PC, tabletas, teléfonos inteligentes, impresoras, etc.) conectados a través de Wi-Fi y Ethernet con una red troncal Ethernet de alta capacidad para conexiones de alta velocidad al centro de datos de la organización. La red del campus generalmente tiene personal de TI entrenado para abordar problemas de red: ralentizaciones, interrupciones en el servicio, etc. Para la red del campus, las implementaciones de IoT pueden significar nuevas redes para conectar sensores remotos, grandes aumentos en la cantidad de dispositivos conectados, desafíos para la administración de dispositivos y la autenticación y la congestión en la red Wi-Fi existente.

La inteligencia de TI habilitada mediante la conexión de dispositivos y sensores IoT permite a las organizaciones brindar un mejor servicio al cliente, entregar productos más rápidamente y reducir los costes mediante operaciones más eficientes. La red, tanto local como de área amplia, es un elemento crítico en la implementación de sistemas de IoT seguros, fiables y receptivos. Los requisitos únicos de los tipos individuales de sistemas IoT requieren nuevas formas de conectividad de red e impactan en las redes existentes de sucursales y campus. Muchas organizaciones de TI han encontrado difícil implementar plataformas IoT que cumplan con los requisitos de alta fiabilidad, baja latencia, seguridad y control centralizado.

La arquitectura para la conectividad IoT requiere que las organizaciones de TI revisen una gran cantidad de opciones de red. Los líderes de TI deben evaluar cuidadosamente sus requisitos actuales de redes de IoT en términos de ancho de banda (ascendente y descendente), confiabilidad, seguridad y presupuesto (costos). Los requisitos de redes de IoT y la tecnología para conectar dispositivos y cosas seguirán evolucionando. Las arquitecturas de red deben diseñarse con flexibilidad y adaptabilidad para cumplir con los cambiantes requisitos comerciales.