Dentro de Dr. Edge y Mr. Cloud

En su novela clásica “El extraño caso del Dr. Jekyll y el Sr. Hyde”, Robert Louis Stevenson escribe sobre una persona con dos personalidades: el amable y atento Dr. Jekyll y el malvado sociópata Sr. Hyde. Las personas que se encuentran con uno u otro piensan que son dos personas muy diferentes, sin embargo, son verdaderamente dos caras del mismo hombre. Lo mismo ocurre en la informática, donde uno puede verse tentado a ver dos enfoques opuestos: la informática avanzada y la informática en la nube. Ambos abordan el mismo problema para implementar el Internet de las cosas (IoT). Pero, por el contrario, creo que estos esquemas de computación son dos caras de la misma moneda. En primer lugar, popularizado por Internet y las industrias móviles, la computación perimetral describe arquitecturas donde los nodos (“Edge”) cerca del usuario de búsqueda descargan los datos de la red almacenándolos en la caché, para mejorar la experiencia del cliente a través de una latencia ultra baja.
Iniciativas como la “open edge computing” son esfuerzos de estas industrias para estandarizar el concepto. En el contexto de IoT, la computación perimetral significa que la mayoría de las tareas de computación de dispositivos se realizan en campo. Las tareas se pueden realizar en el nodo final mismo o en una puerta de enlace que sirve de puente entre varios nodos simples e Internet. De manera similar, la computación en la nube, que se originó en el mundo de la tecnología de la información (TI), describe el software empresarial que se ejecuta en la nube en servidores conectados, a diferencia de los servidores en las instalaciones. En el contexto de IoT, significa que la mayor parte del procesamiento y la toma de decisiones se realiza en la nube. Puede ver estas dos opciones en oposición entre sí. Un enfoque de computación en la nube significaría que su dispositivo perimetral podría ser más simple, menor potencia, menor rendimiento y menor coste.
Debido a que toda la lógica y la programación están en la nube, es muy flexible. Las actualizaciones son fáciles y pueden seguir los procesos de TI bien establecidos. Por otro lado, la computación perimetral brinda otros beneficios. Debido a que el nodo final realiza la mayor parte del trabajo, el cómputo del nodo es más resistente a las interrupciones de la red y es fácil de implementar esquemas que aseguran la disponibilidad 24/7. A medida que el dispositivo procesa directamente los datos del sensor, las decisiones en tiempo real son posibles: en términos de toma de decisiones, los sistemas industriales requieren un comportamiento determinístico (latencia predecible) con una latencia generalmente de 250 a 20 ms en lugar de servidores y sistemas de TI que pueden requerir 0.5-2s. Lo mejor de todo es que sólo necesita bajas tasas de datos a Internet, lo que se traduce en menores costes de red y en la nube debido a un menor ancho de banda y menor almacenamiento de datos en la nube.
Las diferencias son borrosas
Si bien parece que aquí se debe hacer una elección clara, la verdad es que lo que ocurre es una tendencia de convergencia, que lo hace todo menos dramático. El rendimiento en el nodo se está convirtiendo en un problema menor, y ya sea en el nodo o en una puerta de enlace, la ventaja es cada vez más inteligente. Con el IoT, la seguridad y la conectividad llegan al límite. Ello necesita de controladores de mayor rendimiento, con más software y más flexibilidad. La ventaja de tener IP en el nodo final es que lleva al stack de comunicaciones avanzadas al límite, lo que requiere procesadores más potentes con más memoria, rendimiento y software. La monitorización de seguridad en tiempo de ejecución y de confianza en el nodo se convierte en la norma, y dado que nadie sabe qué encontrarán los piratas informáticos de seguridad en el futuro es casi obligatorio poder actualizar el firmware de forma remota para cada nodo.
Con el IoT, el mundo del software de las TI y el software integrado colisionan, y tiene sentido que los desarrolladores converjan en el lenguaje de codificación y las plataformas de desarrollo. Escribí en otro artículo que el IoT está impulsando la “softwerización del hardware”. La última versión de la plataforma GreenGrass de Amazon, promete utilizar el mismo software en la nube que en el dispositivo, una demostración evidente de esta tendencia. Todo esto está sucediendo mientras los microprocesadores (MPU) y los microcontroladores (MCU) ven un aumento asombroso en sus capacidades. Las MCU en el rango de frecuencia de 200 MHz con Mbytes de flash y cientos de Kbytes de RAM, como la Serie S7 Synergy de Renesas, son más comunes ahora. Además, también están disponibles los MPU de nivel de entrada capaces de ejecutar Linux, como la familia Renesas RZ/A. Tanto las familias de MCU como las de MPU cuentan con soporte avanzado de software, incluido el código abierto, o pueden ser totalmente soportadas por un sólo fabricante, como es el caso de la Plataforma Synergy de Renesas.
El enfoque Híbrido
El hecho es que ninguna de las opciones, nodo puro o nube pura, es satisfactoria. Observe los beneficios / inconvenientes resaltados en la Tabla 1 y piense dos veces sobre lo que se necesita desde el punto de vista del cliente. Ninguno de los inconvenientes de cada solución es aceptable: nadie quiere un nodo costoso que requiera mucha energía. Nadie quiere tener interrupciones en el servicio o un fallo en la red que disminuya la capacidad de los dispositivos de IoT. Y nadie quiere pagar mucho por la red y el acceso a la nube, porque ese acceso es solo una tecnología habilitadora, no el servicio final que proporciona el IoT. Al final, el dispositivo ideal de IoT, me refiero al que será comercialmente exitoso, debe proporcionar todos los beneficios en la Tabla-2. Ahí es donde el amable Dr. Edge muestra su verdadera naturaleza y también puede ser el Sr. Cloud. La convergencia entre la nube y el nodo para la seguridad, las redes y la plataforma crean un entorno en el que el nodo puede ser tan flexible como la nube y tan resistente como lo son los dispositivos integrados en la actualidad. La disponibilidad de dispositivos incorporados con mayor capacidad hace que el nodo sea más inteligente, en el nodo o a través de una puerta de enlace, mientras mantiene los costes bajo control y la potencia bajo control.
Bienvenido Dr. Edgecloud
Los historiadores del sector tecnológico sin duda señalarían que esta idea de combo híbrido no es nueva. Cuando las computadoras eran caras, la solución informática original en los años 70 y 80 era el “cliente-servidor”, lo que significaba que un servidor central (la nube) estaba haciendo todo el trabajo, mientras que el cliente (el borde o nodo) era sólo una interfaz de usuario. Con las dramáticas mejoras en el rendimiento y la disminución de los costes de la potencia de cómputo a lo largo de los años, el péndulo se ha desplazado completamente hacia el otro lado, como lo demuestran los PC y las estaciones de trabajo en los años 90. Luego vino Internet, y una vez más, la industria se inclinó hacia otro lado. Algunos pueden recordar el intento (fallido) de Oracle de introducir una “computadora de red” a fines de los 90. En la última década, el aumento de la inversión en computación y almacenamiento de servidores por parte de mega-corporaciones como Amazon y Microsoft impulsó la tendencia de las soluciones SaaS y PaaS, ambas opciones de computación en la nube.
Sin embargo, la ventaja es más inteligente que nunca y la solución estable es aquella en la que tanto la ventaja como la nube trabajan juntas para brindar a los usuarios la mejor calidad de servicio. La misma historia se repite en el IoT, sólo que mucho más rápido. Inicialmente, desde una solución en la nube con dispositivos estúpidos, el mercado está evolucionando rápidamente hacia el enfoque híbrido de dispositivo inteligente / nube inteligente. Cuando el dualismo entre las dos soluciones desaparezca gradualmente, podemos inclinarnos y saludar al ¡Dr. Edgecloud!