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Gestire l’Internet of Things: la sfida degli operatori di rete

La IoT sta esplodendo, con una tipologia di traffico completamente diversa da quella incontrata fino a oggi dagli operatori di rete. Gli operatori possono rispondere alla sfida, e usare gli standard per trasformare la IoT da problema a opportunità di business

05 Nov 2015

Gli operatori di rete e i fornitori di servizi si stanno preparando alla Internet of Things (IoT), che mette insieme opportunità di business e sfide tecnologiche.

Gli utenti impazziscono per gli apparati IoT, da quelli indossabili come Apple Watch e Fitbit Band, ai termostati collegati a Internet, al lettore di musica cloud Amazon Echo e ai veicoli collegati in rete. Anche le aziende apprezzano la IoT, e utilizzano le tecnologie IP per il controllo del magazzino, lo smart signage e gli apparati medicali.

E’ un mercato enorme, che entro il 2020 raggiungerà 1,7 trilioni di dollari in prodotti e servizi, e 263 miliardi di dollari in supporto. Gli apparati collegati saranno miliardi, con stime che variano tra i 13 e i 25 miliardi entro il 2020.

Nonostante la maggior parte delle discussioni sulla tecnologia della IoT siano focalizzate sugli end point (i braccialetti per il fitness) e le applicazioni di back-end (i social network che tracciano e analizzano gli esercizi), la verità è che la Internet of Things dipende solo da un’ampia disponibilità di connettività sicura. Per gli end point, sono l’accesso WiFi nelle case e nei locali pubblici, le reti dati 4G e la business Internet. Per il back end, sono le connessioni con i data center e il cloud, basate su Carrier Ethernet 2.0, MPLS e reti in fibra ottica.

La IoT offre opportunità alle aziende di telecomunicazioni che forniscono quel tipo di connettività e ai vendor che forniscono hardware, software e servizi ai carrier, e presenta una serie di sfide, perché il traffico IoT ha caratteristiche diverse rispetto a quello tradizionale di rete, così come spiega Marie Fiala Timlin, Direttore Marketing di Cenx, che offre soluzioni per la lifecycle service orchestration per le Software-Defined Networks.

“Il traffico della Internet of Things è caratterizzato da un elevato volume di segnali e da un traffico dati con ridotta ampiezza di banda. In rete succedono molte più cose, e questo porta alla raccolta di una maggiore quantità di dati, che non sono necessariamente legati alle applicazioni consumer ma piuttosto agli eventi in rete”, afferma Timlin.

E prosegue: “La IoT radicalizza il problema dei big data, e crea l’esigenza di service provider capaci di gestire in modo efficiente la propria rete, a causa del numero degli eventi che si verificano sul sistema, per la soluzione dei problemi o per assicurare una elevata qualità del servizio. Tutto questo stimola la domanda di lifecycle service orchestration, perché c’è un problema sui big data che si cerca di risolvere usando tutte le tecnologie di cloud computing che sono state utilizzate per risolvere i problemi di analisi dei big data in ambiente business”.

Pianificare l’impatto del traffico

La IoT è un mercato che cresce troppo rapidamente”, aggiunge Hongwen Zhang, Ceo del fornitore di servizi di sicurezza Wedge Networks, “per cui i carrier che cercano di fare una pianificazione dell’infrastruttura devono ragionare su un ciclo di investimenti tra tre e cinque anni. E’ difficile gestire la rapida crescita della IoT con un capitale limitato. Una soluzione possibile sta nell’investire sulle Software Defined Networks e sulla Network Functions Virtualization piuttosto che sui firewall e sugli switch”.

Timlin ha aggiunto: “Gli operatori devono tenere traccia degli eventi di rete per ciascun apparato di rete e per ciascuna connessione, per tenere in piedi l’infrastruttura. Inoltre, devono aggregare gli eventi a livello di abbonato, come l’applicazione che viene usata. Il meglio dei due mondi sta nell’integrazione dei due tipi di dato, per capire come e dove aumentare la capacità della rete. Qui viene in aiuto la Nfv, che permette di gestire l’aumento in modo più flessibile ed efficace sotto il profilo dei costi”.

Questo significa un’analisi continua del traffico di rete, afferma Angus Robertson, vice president product marketing di insightsoftware.com, che vende software per l’assistenza agli utenti dei sistemi ERP. L’azienda utilizza queste analisi per servire i suoi clienti: “Con la Internet of Things, ci sono milioni di apparati in grado di fornire degli indicatori, che offrono una maggiore visibilità sul business e aiutano a impostare le azioni in grado di aumentare le prestazioni complessive dell’organizzazione”.

Robertson continua: “Quando si parla di Big Data, si parla delle tre V: volume, velocità e varietà. Riuscire a gestire i big data associati ai milioni di fonti dei dati presenti nella IoT è una sfida importante che richiede non solo un elevato livello di prestazioni ma anche la capacità di catturare e integrare le fonti dei dati in modo veramente efficiente”.

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La modellazione sulla base del Mobile

“I modelli del traffico e la scalabilità della IoT ricordano i problemi delle dorsali mobili, che possono offrire un modello per il futuro”, suggerisce Raghu Ranganathan, Principal of Network Architecture, Office of CTO, di Ciena, fornitore globale di apparati per reti di telecomunicazione.

“Nella Internet of Things, la maggior parte del traffico è in direzione del cloud, mentre nell’uso normale è in direzione opposta, dal cloud in locale”, afferma Ranganathan. “Una connettività affidabile è molto importante. Inoltre, la scalabilità deve essere configurata in base alle esigenze di apparati IoT con basso volume di dati e alto volume di segnale, senza dimenticare apparati come le televisioni a circuito chiuso che inviano grandi quantità di dati”.

Ranganathan continua: “Qual è l’architettura di rete? Perché ci dovrebbero essere differenze rispetto al modo in cui viene gestita la dorsale mobile? Ci sono apparati che sono connessi a una stazione base attraverso un’interfaccia WiFi o 4G, con una dorsale cablata. Per esempio, aziende come 3GPP chiedono come aggiornare le loro specifiche LTE per un traffico più upstream che downstream”.

Una futura architettura di questo tipo, ha aggiunto Ranganathan, potrebbe essere il progetto Cloud RAN, che centralizza e virtualizza l’elaborazione della banda base delle stazioni base. “In qualità di operatore di rete, posso usare il mio paradigma SDN per programmare la connettività della rete a questi endpoint Cloud RAN, per consentire una raccolta ottimale e un’elaborazione del traffico attraverso la rete”.

Prioritizzazione e sicurezza del traffico

Molte applicazioni della IoT sono focalizzate sui consumatori – smart watch, braccialetti per il fitness e termostati per la casa – per cui non sono di tipo strategico. “In realtà, non è sempre così”, sottolinea Arie Goldberg, CEO di Omnitron Systems Technology, che vende apparati Ethernet e TDM.

“Alcuni servizi di connettività IoT sono statici. Una volta stabiliti, essi non cambiano, come CE 2.0”, afferma. “Ci sono anche servizi dinamici e on-demand. L’utente non sa da che parte arrivano, sia che si tratti di una macchina che corre lungo l’autostrada, sia che si tratti di un pacemaker che connette un paziente con il suo dottore, mentre viaggia su un treno”.

Goldberg continua: “IoT introduce alcune interessanti problematiche di sicurezza e di affidabilità, soprattutto per le applicazioni mission critical o salvavita, che devono avere una priorità estremamente elevata. E’ interessante sapere come discriminiamo a favore o contro un certo tipo di traffico IoT per dare la priorità a quelle che sono più critiche di altre, come i servizi dei pompieri, rispetto allo streaming di un video. Talvolta, le risorse di rete non saranno sufficienti per tutti”.

Ranganathan aggiunge: “Un certo tipo di sicurezza verrà integrata negli apparati periferici, come la capacità di utilizzare un tunnel IPSec. Ci sono chipset che supportano la creazione sicura di un tunnel, che può terminare su uno specifico endpoint del server, che si trova in ambiente controllato (per cui nessuno è in grado di accedere)”.

L’approccio, comunque, ha delle limitazioni. “Nel caso degli smartphone, ci sono più modi per connettersi al telefono, come WiFi e cellulare. Il mio router WiFi a casa ha le caratteristiche per essere molto sicuro, se viene controllato da me, mentre il mio uplink LTE può rappresentare un gateway verso il telefono, e consentire a chiunque di prenderne possesso, registrare qualcosa, e persino utilizzare il mio registratore video”. Il consumatore non ha alcun controllo sulla sicurezza della connessione cellulare.

“La sicurezza è il problema più importante”, afferma Zhang di Wedge Networks. “Quali sono le potenziali vulnerabilità ed esposizioni? Nella Internet of Things, c’è l’acquisizione dei dati, ci sono apparati per guidare le macchine, droni che volano e molte altre cose. In mezzo a tutto questo c’è la correlazione tra informazioni dei sensori e informazioni fisiche. Questo significa che i danni possono scalare rapidamente oltre il furto dei dati”. E non si tratta di una minaccia teorica, visto che la rete elettrica degli Stati Uniti è risultata vulnerabile per anni.

Come riferimento, nel 2012 lo U.S. Department of Homeland Security ha riportato 198 attacchi contro infrastrutture strategiche negli Stati Uniti, con diversi successi.

Il ruolo di SDN, NFV e LSO, e degli Standard

“Oggi, i service provider hanno servizi di connettività pronti per le applicazioni IoT”, afferma Anthony Peres, Direttore Marketing di Alcatel-Lucent, produttore di apparati di rete. “Detto questo, per supportare l’esplosione delle applicazioni IoT, è necessaria una evoluzione delle reti cloud. SDN e NFV hanno un ruolo importante in quest’ambito, perché rendono le reti più agili e offrono prestazioni migliori”.

Peres puntualizza il problema: “Se non avete visibilità sulle risorse all’interno dell’infrastruttura di rete, come potete acquistare un servizio avendo la certezza che funzioni? Come potete garantire le prestazioni di cui avete bisogno? L’unificazione della service automation con l’ottimizzazione della rete rende più veloce il provisioning e garantisce la dinamicità dei servizi. Inoltre, SDN e NFV permettono di raccogliere i dati necessari per comprendere il funzionamento della rete, e consentire un’evoluzione in modo da mantenere il livello delle prestazioni”.

Timlin di CENX aggiunge: “E’ vero. Naturalmente, i fornitori di servizi devono individuare il valore aggiunto, e per partecipare alla costruzione del valore di queste applicazioni machine-to-machine devono passare dal livello due al livello tre della pila, e utilizzare tutte le potenzialità che derivano dal controllo delle policy di rete, e dalla deep packet inspection, per comprendere il comportamento dei consumatori. Qui entrano in gioco i dati di analisi, che vengono combinati con gli eventi di rete e con la lifecycle service orchestration”.

Zhang di Wedge Networks ritiene che solo la standardizzazione riesca a rispondere ai problemi degli operatori di rete nell’evoluzione della IoT dal provisioning dei servizi tra carrier, alla gestione delle prestazioni e alla sicurezza. “I produttori di device e i fornitori di servizi di rete hanno bisogno di una IoT standard, in modo da evitare i gap tra i diversi livelli di servizio”.

Zhang cita il lavoro di due organizzazioni di settore: il MEF, che scrive le specifiche per una lifecycle service orchestration (LSO) multicarrier end-to-end, e OpenCloud Connect (OCC), che definisce i servizi standard per il cloud. “MEF e OCC stanno pubblicando casi utente ed esigenze di interoperabilità e compliance, per consentirci di creare un ambiente sicuro per la IoT. Gli attacchi alla sicurezza cercano il link più debole, ed è qui che la standardizzazione diventa veramente importante”.

Timlin di CENX concorda: “La IoT crea un volume di dati e segnali così grande da rendere necessaria la LSO per gestire le funzioni virtualizzate della rete (VNF). Il MEF sta ampliando, per esempio, il modello delle informazioni sui servizi, per integrare tutti gli attributi per le VNF. Si tratta di un fattore di importanza critica, perché i service provider devono ampliare la capacità della propria rete in modo flessibile, per gestire tutto questo volume di dati e segnali, e le diverse applicazioni. E lo possono fare in modo efficiente sotto il profilo dei costi solo con la NFV”.

E aggiunge: “La cosa più importante, dal mio punto di vista, è l’integrazione delle funzioni della rete virtuale. Questo coinvolge anche le SDN, perché queste abilitano il controllo centralizzato della programmabilità del concatenamento dei servizi VNF, per cui in presenza di più servizi – uno dopo l’altro – deve essere preso in considerazione anche questo per la gestione e l’orchestrazione end-to-end”.

Robertson di insightsoftware.com aggiunge: “La Internet of Things rappresenta una vera opportunità per la collaborazione tra service provider e cloud service provider, perché si trovano ad avere a che fare con gli stessi apparati e gli stessi problemi di ottimizzazione della rete, e con gli stessi apparati fissi e mobili che forniscono diversi profili dei dati. L’obiettivo è quello di consentire un’adozione molto più rapida della Internet of Things”.

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