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Como a IoT está remodelando o design de rede


Em 2014, um relatório do Gartner disse que a Internet das Coisas (IoT) representará sete desafios no data center: volume absoluto de dados, tecnologias de servidores, segurança de dados, rede de data center, privacidade do consumidor, necessidade de maior disponibilidade e aumento dos requisitos de processamento de dados.


Agora, os impactos da IoT estão entrando em foco mais nítido, no data center e em toda a rede. Algumas das previsões do Gartner são verdadeiras, mas temos uma ideia melhor de como elas podem se sair.


Latência e confiabilidade

Em um mundo de conectividade onipresente, latência e confiabilidade sempre online sobre tudo, quer você esteja falando sobre carros autônomos ou Indústria 4.0. Esses dois desafios estão impulsionando grande parte da mudança que veremos no design de rede nos próximos anos.


Se a indústria realizar os benefícios prometidos da IoT, devemos aumentar a capacidade de suportar mais comunicações máquina a máquina, em tempo quase real. Em aplicações como veículos autônomos, os requisitos de latência estão na ordem de um par de milissegundos. A GSMA, associação internacional de tecnologia móvel, especificou que a latência do 5G deve ser de 1 milissegundo, o que é 50 vezes melhor do que os atuais 50 milissegundos do 4G.


Satisfazer esses requisitos envolve um repensar radical sobre como e onde implantamos ativos em toda a rede. Por exemplo, roteamento e backup de dados usando um design de rede tradicional do tipo estrela se tornará cada vez mais inviável. A grande quantidade de tráfego e as demandas de latência facilmente sobrecarregariam um fluxo de dados norte-sul. Assim, as topologias estão sendo re-projetadas para fornecer mais conectividade leste-oeste.


A confiabilidade do link será tão crítica quanto a latência. Isso envolverá várias falhas onde quer que esses dados sejam transportados. Para orientação veicular, por exemplo, o trabalho de coleta, processamento e armazenamento das informações, pode ser compartilhado entre uma variedade de micro data centers de meio-fio e luminárias de rua habilitadas para cidades inteligentes.


A capacidade de computação/armazenamento se move para a borda

tradicionalmente, quando precisávamos ir mais rápido, aumentamos a largura de banda. Eventualmente, você chega ao ponto em que você fica sem largura de banda, mesmo em vidro óptico. Dada a quantidade de dados que estamos falando com IoT, esse tempo será mais cedo ou mais tarde. Uma das poucas ferramentas que resta é a capacidade de diminuir a distância que os dados têm para viajar.


Assim, os dados de IoT estão sendo cada vez mais processados no dispositivo através do SoC (sistema em um chip) e armazenados na borda da rede. Alternativamente, o dispositivo pode enviar os dados brutos diretamente para ativos de computação/armazenamento na borda da rede para processamento e armazenamento. Em ambos os casos, isso permite que os operadores de rede aumentem a capacidade de link entre o dispositivo e o local de computação/armazenamento.


Apoiar todos esses nós de borda, significa implantar mais designs do tipo de malha, que podem atender aos requisitos necessários de confiabilidade e latência. Cada nó precisará de vários pontos de entrega de serviço e conectividade paralela ponto a ponto, o que significa muito mais fibra. Por outro lado, um benefício lateral deste projeto será a redução do tráfego na rede backhaul, uma vez que apenas os dados necessários terão que ser devolvidos ao data center.


Padronizações para impulsionar e escalar o desenvolvimento

As comunicações M2M exigem um alto grau de entrega automatizada de serviços e alocação de recursos, criando desafios para segurança de rede, segurança de API e gerenciamento de identidade. Organizações como o IEEE e o OpenFog Consortium estão trabalhando em direção a padrões para autenticar automaticamente cada nó na rede sem intervenção humana. Para serem eficazes em uma rede agnóstica de fornecedores, essas soluções devem ser integradas em todos os sensores, dispositivos e outros hardwares de IoT. Isso exigirá a entrada dos OEMs.


A necessidade de padronização também está impulsionando mudanças na infraestrutura. Um objetivo futuro próximo do 5G, por exemplo, é permitir o fatiamento de rede virtual. A divisão da infraestrutura em redes virtuais independentes permite que os operadores criem uma camada padronizada independente acima do plano de controle, a partir do qual eles podem fornecer serviços proprietários de valor agregado. Um grande desafio é priorizar e rotear o tráfego para garantir que qualquer serviço específico do operador, operasse dentro dos mesmos SLAs em todas as outras redes de provedores.


O desafio não é apenas a largura de banda — usando técnicas como multiplexing de divisão de ondas (WDM) ou transmissão coerente, largura de banda suficiente pode ser criada — mas também exigiria a padronização de partes da infraestrutura dos provedores para suportar o fatiamento da rede virtual. É uma questão de design cooperativo. Esse tipo de padronização eventualmente levaria ao desenvolvimento de componentes de rede modular fora da prateleira que poderiam ser usados para reduzir drasticamente o tempo e o custo de manutenção da rede, e reduzir o tempo médio de reparo.


Mais clareza e ainda mais perguntas

Provavelmente levará alguns anos até vermos o tipo de implantações de IoT em larga escala que justificarão as mudanças mencionadas aqui. Mas à medida que as peças começam a cair no lugar, a taxa de mudança vai acelerar. Quanto ao tempo, as aplicações industriais já estão começando a surgir e serão introduzidas mais gradualmente, com base em sua capacidade de demonstrar ROI.


Os provedores de serviços podem estar um pouco à frente da curva, graças à sua experiência com sistemas de processamento, armazenamento e entrega mais baseadas em bordas. Embora grande parte de seu investimento na rede de acesso esteja na otimização de suas redes de rádio (xRAN), não está claro quanto desse conhecimento pode ser transferido para apoiar o ecossistema de IoT. Quem estará na nova "frente de praia" primeiro e o que eles precisarão quando chegarem lá? Por toda a clareza que ganhamos desde 2014, ainda há muitas perguntas.


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