Progettare reti per l'IoT
L'Internet delle cose è diventato un tormentone molto popolare negli ultimi anni. Una semplice ricerca della frase su Google fornisce oltre 200 milioni di risultati, un numero impressionante per un argomento così specialistico.
A differenza di alcune mode tecnologiche del passato, l'IoT continua a dimostrare di essere estremamente valido e importante per un'ampia gamma di aziende e settori commerciali. Si tratta di un cambiamento di paradigma, che fornisce servizi e informazioni che alcuni decenni fa sarebbero stati considerati fuori dal mondo. Tradizionalmente, i servizi principali che girano sulle reti di telecomunicazione pubbliche e private sono la voce, i dati e, più recentemente, il video. L'IoT sta rapidamente diventando sempre più diffuso ed è sulla buona strada per raggiungere lo status di quarto servizio di rilievo da offrire sulle reti di telecomunicazione.
Tendenze dell'IoT
Dal 2010, i leader del settore hanno previsto un'esplosione del numero di dispositivi connessi. Le previsioni variavano da 50 miliardi entro il 2020 a 1.000 miliardi entro il 2025! Quest'ultima previsione non si è ovviamente concretizzata, ma secondo alcune stime non siamo lontani dal raggiungere i 50 miliardi nei prossimi tre anni. Un'ampia gamma di settori che hanno adottato infrastrutture IoT comprende edifici connessi e smart city, produzione, energia e servizi pubblici, trasporti, logistica e persino agricoltura.
A differenza delle applicazioni dati tradizionali, l'IoT non ha limiti pratici per quanto riguarda il numero di dispositivi installati. Ci possono essere molti PC, laptop, telefoni cellulari e tablet per ogni persona: quanti gadget può usare una persona contemporaneamente? Tuttavia, il numero di dispositivi IoT è limitato solo dalla portata delle applicazioni stesse. Ad esempio, un agricoltore che possiede 2.000 acri di terreno può avere diversi sensori per acro per misurare l'umidità, la luce solare e il vento. Una città intelligente può avere diverse centinaia di sensori lungo ogni strada principale per fornire illuminazione intelligente, parcheggi intelligenti o per misurare il traffico pedonale e veicolare. A seconda dell'applicazione, il numero di connessioni continuerà ad aumentare a ritmo serrato. Secondo alcuni esperti, si prevede che nel 2018 i dispositivi IoT supereranno i telefoni cellulari come categoria di dispositivi connessi, con un tasso di crescita annuale composto del 23%.
Progettazione della rete
Con la crescita dei dispositivi IoT, anche le reti di telecomunicazione che li supportano e li servono devono adattarsi. Le infrastrutture di telecomunicazione devono essere progettate per accogliere il traffico che trasportano. Voce, video e dati hanno ciascuno caratteristiche e requisiti particolari per essere trasmessi con successo sulla rete. Il traffico IoT differisce in modo significativo per la sua natura e quindi ha requisiti di rete unici che devono essere presi in considerazione quando si progetta la rete che lo trasporterà.
Caratteristiche del traffico IoT
La maggior parte dei dispositivi IoT invia e riceve pochissimi dati. La maggior parte del traffico si presenta sotto forma di trasmissioni periodiche di alcune righe di testo contenenti le misure dei sensori, le coordinate, le posizioni degli switch o semplici comandi, per citarne alcuni. Ciò significa che è necessaria una larghezza di banda molto bassa al livello di accesso della rete. Uno dei principali aspetti che rendono difficile la progettazione di una rete per l'IoT è l'enorme numero di dispositivi connessi. Mentre i segmenti delle LAN tradizionali possono contenere decine o centinaia di dispositivi, le applicazioni IoT possono facilmente richiedere migliaia o più di dispositivi su una singola rete. Sebbene il basso utilizzo della larghezza di banda da parte di ogni singolo dispositivo non rappresenti un problema al livello di accesso della rete, spostandosi verso il livello di distribuzione e soprattutto il livello core, il problema inizia a diventare più rilevante.
Affrontare la sfida dell'indirizzamento di rete
Il numero potenzialmente elevato di dispositivi IoT in un singolo segmento di rete mette a dura prova le risorse di rete per quanto riguarda l'indirizzamento di livello 2 e 3 della rete principale. Le tabelle degli indirizzi MAC e le tabelle ARP possono diventare molto grandi. Esistono diversi modi per affrontare questo problema. Quello che verrà implementato in ogni caso dipende da diversi fattori, uno dei più importanti è il costo. Se si progetta una nuova rete da zero, è molto più facile progettarla per adattarla ai modelli di traffico IoT fin dall'inizio. Se invece l'infrastruttura di rete esistente deve essere modificata per gestire il traffico IoT, come spesso accade, la reingegnerizzazione della rete può essere più costosa del suo valore.
Ecco alcune riflessioni che possono contribuire ad alleviare alcuni dei problemi e dei disagi associati alla preparazione di una rete per l'utilizzo di applicazioni IoT estese.
Impiegare una tecnologia di rete di core con risorse sufficienti
Tra le soluzioni più semplici ed economiche c'è l'utilizzo di una tecnologia di rete di core che abbia la capacità e le risorse necessarie, tra cui la potenza della CPU e la memoria, per ospitare le enormi tabelle di indirizzi MAC e ARP necessarie per un gran numero di dispositivi IoT per subnet. Questo è particolarmente utile quando si ha a che fare con una rete che potrebbe essere stata aggiornata di recente senza tenere conto di queste esigenze di traffico. Questo metodo può effettivamente aiutare a evitare i costi di un'estesa reingegnerizzazione della rete. In questo modo non solo si allunga la vita della rete, ma gli amministratori dell'azienda saranno anche felici di non dover investire molti fondi in aggiunta per soddisfare le esigenze dell'IoT.
Configurare il routing il più vicino possibile al livello di accesso
Se si sta progettando una nuova rete da zero, questa è la strada da seguire. I professionisti delle reti hanno imparato da Network Design 101 che i domini di broadcast devono essere ridotti per evitare le tempeste di broadcast e migliorare l'efficienza. Ciò significa spostare il routing dalla rete centrale alla rete di distribuzione e persino al confine tra la rete di distribuzione e quella di accesso. Il risultato potrebbe essere uno schema di indirizzamento IP più complesso, ma una rete molto più efficiente.
Usa l'indirizzamento IPv6
L'IPv6 è stato progettato appositamente per essere utilizzato con un gran numero di dispositivi, come quelli presenti nelle applicazioni IoT. Non solo l'IPv6 fornisce una fornitura inesauribile di indirizzi, ma funziona in modo tale da consentire un numero maggiore di endpoint per subnet. Poiché l'IPv6 ha eliminato il broadcast, le tempeste di broadcast non sono più un problema. Un segmento di rete può tranquillamente aumentare fino a un fattore dieci con un impatto minimo sulla funzionalità della rete. Questo permette di avere meno sottoreti con molti più dispositivi all'interno di ciascuna, rendendo la gestione più semplice ed efficiente.
Per concludere
L'IoT è sicuramente qui per restare. Tutti gli indicatori mostrano che sta rapidamente entrando a far parte dell'industria delle telecomunicazioni mainstream. Rispetto alle tendenze delle telecomunicazioni del passato, anche se misurate solo in base al numero di connessioni, il suo tasso di adozione è stato senza precedenti e si prevede un'accelerazione in futuro. Seguiremo da vicino queste tendenze ed esamineremo l'evoluzione della tecnologia e il modo in cui il mercato e i singoli utenti trarranno vantaggio da questo significativo cambiamento di paradigma.
Nessuno può dire come sarà l'IoT tra cinque o dieci anni, ma una cosa è certa: alla fine supererà tutte le altre applicazioni di telecomunicazione in termini di utilizzo e di capacità di rete. Più che mai, questo significa che le reti di telecomunicazione devono essere a prova di futuro in un modo o nell'altro e devono essere pronte a supportare queste applicazioni per gli anni a venire.
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