Diseño de redes para IoT
El Internet de los objetos (IoT) se ha convertido en los últimos años en un eslogan excepcionalmente popular. Una simple búsqueda de la frase en Google arroja más de 200 millones de resultados, una cifra impresionante para algo tan especializado.
A diferencia de algunas modas tecnológicas del pasado, IoT resulta ser extremadamente valiosa e importante para una amplia gama de organizaciones y sectores empresariales. Es un cambio de paradigma, que proporciona servicios e información que hace varias décadas se habrían considerado fuera de este mundo. Tradicionalmente, los principales servicios de las redes de telecomunicaciones públicas y privadas han sido la voz, los datos y, más recientemente, el vídeo. El Internet de las cosas se está imponiendo rápidamente y va camino de convertirse en el cuarto servicio importante prestado a través de las redes de telecomunicaciones.
Tendencias IoT
Desde 2010, los líderes de la industria han estado prediciendo una explosión en el número de dispositivos conectados. Estas predicciones han oscilado entre 50.000 millones para 2020 y ¡1 billón para 2025! Obviamente, esta última previsión no se ha materializado, pero según algunas estimaciones, no estamos lejos de alcanzar los 50.000 millones en los próximos tres años. Una amplia gama de campos que han ido adoptando infraestructuras IoT incluye edificios conectados y ciudades inteligentes, fabricación, energía y servicios públicos, transporte, logística e incluso agricultura.
A diferencia de las aplicaciones de datos tradicionales, IoT no tiene límites prácticos en cuanto al número de dispositivos desplegados. Sólo puede haber un número determinado de PC, portátiles, teléfonos móviles y tabletas por persona: ¿cuántos aparatos puede utilizar una persona a la vez? Sin embargo, el número de dispositivos IoT sólo está limitado por el alcance de las propias aplicaciones. Por ejemplo, un agricultor que posee 2.000 acres de tierra puede tener varios sensores por acre para medir la humedad, la luz solar y el viento. Una ciudad inteligente puede tener varios cientos de sensores a lo largo de cada carretera principal para proporcionar iluminación inteligente, aparcamiento inteligente o para medir el tráfico de peatones y vehículos. Dependiendo de la aplicación, el número de conexiones seguirá aumentando a velocidades vertiginosas. Según algunos expertos, se espera que los dispositivos IoT superen a los teléfonos móviles como la mayor categoría de dispositivos conectados en algún momento de 2018, con un crecimiento anual compuesto del 23%.
Diseño de redes
A medida que crece la cantidad de dispositivos IoT, las redes de telecomunicaciones subyacentes que los soportan y les dan servicio también deben adaptarse. Las infraestructuras de telecomunicaciones deben estar diseñadas para acomodar el tráfico que transportan. La voz, el vídeo y los datos tienen características y requisitos particulares para transmitirse con éxito a través de la red. El tráfico IoT difiere significativamente en su naturaleza y, por lo tanto, tiene requisitos de red únicos que deben tenerse en cuenta al diseñar la red que los transportará.
Características del tráfico IoT
La mayoría de los dispositivos IoT envían y reciben muy pocos datos. La inmensa mayoría del tráfico es en forma de transmisiones periódicas de varias líneas de texto que contienen mediciones de sensores, coordenadas, posiciones de interruptores basculantes o comandos sencillos, por nombrar algunos. Esto significa que se necesitan anchos de banda muy bajos en la capa de acceso de la red. Uno de los principales aspectos que dificultan el diseño de redes para IoT es el gran número de dispositivos conectados. Mientras que los segmentos tradicionales de LAN pueden contener del orden de decenas o cientos de dispositivos, las aplicaciones IoT pueden requerir fácilmente miles o más en una sola red. Aunque el bajo uso de ancho de banda por cada dispositivo individual no plantea un problema en la capa de acceso de la red, al avanzar hacia la capa de distribución y, sobre todo, hacia la capa central, el problema empieza a ser más frecuente.
Afrontar el reto del direccionamiento de redes
El número potencialmente enorme de dispositivos IoT en un único segmento de red supone una carga enorme para los recursos de red en lo que respecta al direccionamiento de Capa 2 y Capa 3 en la red central. Las tablas de direcciones MAC y ARP pueden llegar a ser muy grandes. Hay varias formas de abordar este problema. Lo que se implemente en cada caso depende de varios factores, uno de los más importantes es el coste. Si se está diseñando una red nueva desde cero, es mucho más fácil adaptarla a los patrones de tráfico de IoT desde el principio. Si ya existe una infraestructura de red y hay que modificarla para gestionar el tráfico de IoT, como suele ser el caso, la reingeniería de dicha red puede resultar más cara de lo que vale.
Aquí hay varios pensamientos que pueden ayudar a aliviar parte del dolor y la incomodidad asociados con la preparación de una red para su uso con aplicaciones extensas de IoT.
Emplear tecnología de red básica con recursos suficientes
Una de las soluciones más sencillas y rentables es utilizar una tecnología de red básica que disponga de la capacidad y los recursos necesarios, incluida la potencia de CPU y la memoria, para dar cabida a las enormes tablas de direcciones MAC y ARP necesarias para un gran número de dispositivos IoT por subred. Esto es especialmente útil cuando se trata de una red que puede haber sufrido una actualización reciente sin tener en cuenta tales necesidades de tráfico. Este método puede ayudar eficazmente a evitar el coste de una reingeniería extensiva de la red. Esto no solo prolongará la vida útil de la red, sino que también alegrará a los administradores corporativos al no tener que gastar mucho más dinero para dar cabida a IoT.
Configurar el enrutamiento lo más cerca posible de la capa de acceso
Si se está diseñando una nueva red desde cero, éste es el camino a seguir. Los profesionales de las redes han aprendido en Diseño de Redes 101 que los dominios de difusión deben ser pequeños para evitar tormentas de difusión y mejorar la eficiencia. Esto significa trasladar el enrutamiento de la red central a la red de distribución, e incluso a la frontera entre las redes de distribución y de acceso. El resultado puede ser un esquema de direccionamiento IP más complejo, pero una red mucho más eficiente.
Utilice el direccionamiento IPv6
IPv6 se ha diseñado especialmente para su uso con un gran número de dispositivos, como los que se encuentran en las aplicaciones IoT. IPv6 no solo proporciona un suministro aparentemente inagotable de direcciones, sino que funciona de tal manera que permite muchos más puntos finales por subred. Dado que IPv6 ha eliminado la difusión, las tormentas de difusión no son tan preocupantes. Un segmento de red puede multiplicarse por diez con muy poco impacto en la funcionalidad de la red. Esto permite disponer de menos subredes con muchos más dispositivos en cada una, lo que simplifica la gestión y la hace más eficaz.
Conclusión
Sin duda, IoT ha llegado para quedarse. Todos los indicadores muestran que se está convirtiendo rápidamente en parte de la corriente principal de la industria de las telecomunicaciones. En comparación con las tendencias de las telecomunicaciones del pasado, incluso si se mide únicamente por el número de conexiones, su ritmo de adopción no tiene precedentes y sólo se espera que se acelere en el futuro. Seguiremos de cerca estas tendencias y examinaremos cómo evoluciona la tecnología y cómo aprovecharán el mercado y los usuarios particulares este importante cambio de paradigma.
Nadie puede decir realmente cómo será el IoT dentro de cinco o diez años, pero una cosa es segura: acabará superando a todas las demás aplicaciones de telecomunicaciones tanto en uso como en capacidad en la red. Más que nunca, esto significa que las redes de telecomunicaciones deben estar preparadas para el futuro de una forma u otra y estar preparadas para soportar estas aplicaciones en los años venideros.
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