Qué es Fog Computing. Aclarando conceptos.

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Internet de las cosas: demasiados dispositivos para la nube.

Uno de los obstáculos tecnológicos que encuentra el desarrollo de la Internet de las cosas (IoT) está relacionado con la gran cantidad de dispositivos que deberían conectarse a una arquitectura centralizada lo que podría ocasionar retrasos (lag) en las comunicaciones, hacerlas más lentas o hasta inutilizarlas por un exceso de peticiones que no podrían ser atendidas.

Pese a que la nube presenta los servicios de Internet como algo ubicuo y ofrece un excelente método de escalado de prestaciones, puede llegar a ser un cuello de botella a la hora de gestionar los datos de una cantidad masiva de dispositivos como la que la Internet de las cosas requiere.

El modelo original de funcionamiento de la nube para la IoT (ilustrado en el esquema de abajo) presupone a los dispositivos una inteligencia local (capacidad de cómputo) muy reducida y se centra en las comunicaciones entre ellos y sobre todo con servidores centralizados usando Internet. Según este modelo, los dispositivos deben encargarse sólo de enviar a los servidores la información que obtienen sus sensores o ejecutar las tareas especificadas desde estos mismos servidores, ya sea directamente en el propio equipo, ya sea indirectamente por medio de actuadores.

Cloud computing para Internet de las cosas IoT

Más allá de los riesgos que puede acarrear ceder el control de nuestra información y nuestros dispositivos a terceros que actúen directamente o intermedien en ellos (que en cierta medida puede resolverse gracias al software libre o, al menos, abierto), el uso de este tipo de estructura implica un crecimiento en capacidad de procesado, almacenamiento y sobre todo ancho de banda que podría llegar a colapsar a Internet tal como la conocemos ahora. Está claro que tanto los proveedores de servicios de Internet como las empresas que participan en algún punto del desarrollo tecnológico de las mismas se están preparando para el crecimiento exponencial que representa el reto de conectividad de la Internet de las cosas aun así, no será posible hacerlo de esta forma a corto plazo ni sensato a largo plazo. Es necesaria una revisión del modelo para optimizar los recursos.

La solución es la computación en la niebla (fog computing)

La idea que aporta el concepto de fog computing (o fogging) es devolver la inteligencia y el control a los dispositivos de la periferia de la red (edge computing) La mayoría de los dispositivos actuales, hasta los más pequeños en tecnología, disponen de una capacidad de procesado importante gracias a que incorporan en su circuitería microcontroladores (y en algunos casos se basan en microprocesadores, en general, más potentes) que se encargan de la adquisición de la información de los sensores y del control de los actuadores.

El modelo fog computing sugiere interconectar los equipos en una red máquina a máquina (M2M) que permite intercambiar entre ellos la información que obtienen y realizar de manera autónoma, sin un control centralizado, el procesado de estos datos y el control de los dispositivos, liberando así a la nube de carga de cómputo y de comunicaciones y permitiendo tiempos de respuesta más rápidos.

Fog computing para Internet de las cosas IoT

Esta arquitectura de conexión descentralizada (fog networking) no excluye el uso de la nube para otros fines, como estadísticos o de respaldo, pero cede el protagonismo del control a los dispositivos que quedan más cerca del usuario y por tanto (al menos en principio) al propio usuario que puede recuperar la gestión de su propia información y evitar usos no deseados de la misma.

Los teléfonos móviles, protagonistas en el fog computing para la Internet de las cosas por derecho propio.

Un buen ejemplo de esta manera de entender la Internet de las cosas son los teléfonos inteligentes (smartphones) por varias razones que los conforman como dispositivos IoT de alto nivel. Tienen mucho que decir al respecto y van a marcar tendencia en el sector, si es que no lo han hecho ya.

  • Disponen, como es lógico por su finalidad principal, de varios sistemas de comunicaciones; típicamente UTMS, WiFi, Bluetooth y NFC, adecuados para transmitir información formando redes de distintos tipos.

  • Tienen gran capacidad de cálculo y de almacenamiento local de datos, comparable a la de los ordenadores de hace pocos años, por estar dotados de potentes procesadores y memoria a largo plazo tanto interna como externa (MicroSD extraíble en caliente en la mayoría de las ocasiones)

  • Permiten determinar la posición del usuario de varias formas más o menos precisas: triangulación de antenas de telefonía, GPS (o GLONASS, BeiDou/COMPASS, Galileo…) y balizado (como el que permite Bluetooth)

  • Habitualmente incorporan multitud de sensores (típicamente luz, posición, sonido… y en algunos casos temperatura, humedad, presión…) que en sí mismos pueden ser útiles y que pueden complementar otros de tipo ambiental (in situ) comunicándose con ellos.

  • Cuentan en el presente con gran aceptación por parte del usuario y seguramente por ello de gran difusión.

Los teléfonos inteligentes comparten con otros dispositivos IoT los inconvenientes de falta de confianza en la cesión de datos que hacen más difícil perder el miedo a la Internet de las cosas. Por suerte, ya es posible disponer de dispositivos móviles con sistemas operativos libres y el interés de las empresas de software por plataformas unificadas en forma de sistema operativo que trabaje de igual modo en ordenadores de escritorio, terminales móviles y dispositivos embebidos, tanto para el desarrollador como para el usuario, harán que se oriente en dicho sentido el desarrollo a corto plazo de los sistemas operativos.

Este tipo de dispositivos son una clara muestra del problema que supone la nube: multitud de equipos conectando simultáneamente y de la solución que plantea el fog computing: recabar y procesar los datos de forma local y comunicarse directamente con los controladores de dispositivos (actuadores) sin necesidad de intermediarios.

Seguir Víctor Ventura:

Desarrollador multimedia y web

Tengo la suerte de ir recorriendo una carrera profesional muy variada pero en la que siempre encuentro lugar para la expresión gráfica y para la programación. He desarrollado aplicaciones para CAD, presentaciones multimedia interactivas, tecnología web en el cliente y en el servidor y últimamente para Internet de las cosas, tanto en el ámbito electrónico como en el tratamiento de datos y el interfaz con los usuarios. En Acadacual Granada, además de programar, me encargo de que los servidores sigan funcionando.