Arquitectura de computación en la red en breve

En todo el mundo, numerosas pequeñas instalaciones de servidores están conectadas mediante cables de fibra óptica, lo que garantiza una comunicación rápida. Esto significa que estas pequeñas operaciones de servidor son tan funcionales como los grandes centros de datos, y pueden aportar el valor necesario a los clientes al tiempo que ofrecen una alta calidad y una velocidad excepcional.

En este artículo, abordaremos brevemente todos los aspectos importantes de la computación en el borde, algunos de sus mecanismos de funcionamiento, sus principales ventajas y sus aplicaciones.

Definición de la computación en el borde: un paradigma tecnológico moderno

La computación en el borde es una tecnología que funciona basándose en el almacenamiento de la información del usuario lo más cerca posible de este. Esto puede ser en el borde o en la periferia de la red. La proximidad de los datos al usuario ofrece numerosas ventajas.

En primer lugar, la latencia puede reducirse significativamente. Además, la velocidad mejora considerablemente y, en general, los usuarios disfrutan de un mejor rendimiento y una mejor experiencia de usuario.

Comprender el mecanismo que subyace a la computación en el borde

Los centros de datos tradicionales deben hacer frente de alguna manera a la intensidad que supone transferir enormes cantidades de información a diario y, debido al aumento de los volúmenes de información, esta tarea se vuelve cada vez más difícil.  

Con la tecnología de computación periférica, el enfoque principal no recae en el borde lógico de la infraestructura. Estar más cerca del usuario significa que los datos están más cerca en términos de enrutamiento y red, pero no siempre físicamente más cerca del usuario. Los servidores y el almacenamiento del sistema se configuran en función de la ubicación de los datos.

Las 7 principales ventajas de la computación en el borde

La computación en el borde es una opción fantástica que puede hacer frente a la diversidad de problemas que plantea el enfoque más tradicional. A continuación, repasaremos las 7 principales ventajas de esta tecnología.

Mayor autonomía en las operaciones

La principal ventaja de la computación en el borde es la autonomía que se puede alcanzar en las operaciones. La mayor parte de los datos se puede procesar fácilmente en la red local, lo que reduce enormemente la cantidad de datos que deben recibirse y enviarse. Por lo tanto, se necesitará menos tiempo de conectividad y se utilizará menos ancho de banda.

Cumplimiento de la jurisdicción local en materia de datos

Dado que toda la información se almacena en servidores locales más cercanos a la fuente, deberían surgir menos problemas relacionados con las leyes nacionales, algunas normas fronterizas y otras regulaciones. Esto minimiza directamente los posibles problemas relacionados con la privacidad y la seguridad de los datos.

Mayor seguridad de los datos en el borde

Los datos se cifran durante su transmisión al centro de datos o a la nube. Además, el uso de esta tecnología también puede reforzar significativamente la protección frente a diversos tipos de piratería informática y delitos cibernéticos. Se puede alcanzar un buen nivel de seguridad incluso cuando los dispositivos IoT tienen limitaciones en algunos aspectos de seguridad.

Latencia ultrabaja para el procesamiento en tiempo real

Dado que los datos están más cerca del lugar real donde se van a utilizar, el procesamiento en tiempo real es mucho más rápido. Además, se puede acceder a los análisis en tiempo real mucho más rápido. Esto significa que se pueden abordar nuevas ubicaciones y áreas sin temor a una alta latencia ni a la falta de resultados.

Mantenimiento del sistema optimizado

Los microcentros de datos son extremadamente pequeños. Por eso no habrá problemas de transporte. Además, estos sistemas ofrecen un buen nivel de modularidad y accesibilidad para los clientes.

Menor consumo energético para la refrigeración

Los grandes centros de datos deben contar con costosos sistemas de refrigeración; de lo contrario, no funcionarán correctamente. Con los centros más pequeños, o incluso minúsculos, no es necesaria una tecnología de refrigeración enorme y extremadamente cara que requiera un consumo energético desmesurado.

Informática respetuosa con el medio ambiente

Dado que los centros de datos minúsculos requieren menos energía para su funcionamiento, la computación en el borde puede marcar el inicio de una nueva era de informática respetuosa con el medio ambiente.

Aplicaciones y casos de uso reales de la computación en el borde

Hoy en día, muchas tecnologías nuevas están ganando popularidad rápidamente en numerosos ámbitos de la vida, y la computación en el borde no es una excepción. A continuación, hablaremos más detalladamente sobre casos de uso reales de la computación periférica en diversos sectores:

Sanidad: monitorización de pacientes en tiempo real

La computación periférica se ha utilizado en el sector sanitario. Existe una gran variedad de dispositivos médicos que procesan enormes volúmenes de información, y este proceso debe ser eficiente y rápido. Al utilizar esta tecnología, muchos profesionales sanitarios pueden ofrecer tratamientos y diagnósticos más rápidos.

Además, los hospitales ya no necesitarán utilizar sistemas de almacenamiento de terceros. Cuando los datos se procesan localmente, el riesgo en materia de privacidad y seguridad de los datos es menor. Además, el sistema de notificación a los pacientes puede mejorarse significativamente.  

Domótica inteligente

La domótica inteligente puede mejorarse considerablemente con la computación periférica. Esta tecnología es más eficiente que el enfoque tradicional, en el que el sistema depende en gran medida del centro de almacenamiento principal. Al utilizar la computación periférica, es posible minimizar la latencia, mejorar el nivel de seguridad e incluso reducir algunos gastos. Como resultado, los usuarios disfrutan de una experiencia fluida y más eficiente con la domótica inteligente.

Infraestructura urbana en ciudades inteligentes

La computación periférica también es una excelente opción que puede resultar extremadamente beneficiosa para la infraestructura urbana. Cuando los dispositivos de computación en el borde están repartidos por toda la ciudad, muchos procesos de monitorización resultan mucho más sencillos, especialmente aquellos relacionados con la calidad del aire, el tráfico y factores medioambientales específicos. Esta tecnología puede contribuir a acelerar la reacción ante determinadas situaciones en tiempo real.  

Sistemas optimizados de control del tráfico

El tráfico rodado aumenta progresivamente, por lo que existe una gran necesidad de un sistema de gestión inteligente. La computación periférica puede ser una opción fantástica para optimizar el flujo de tráfico. Además, este enfoque puede resultar extremadamente útil para la gestión de vehículos autónomos.

Fabricación: automatización de fábricas inteligentes

La computación periférica puede ser una buena opción para mejorar las siguientes operaciones.

Aumento de la velocidad de transferencia de datos en redes industriales

La computación en el borde puede resultar extremadamente útil para aumentar la velocidad de transferencia de datos entre distintos tipos de maquinaria. Con esta tecnología, es posible obtener una respuesta más flexible y rápida. Gracias a la computación en el borde, es posible crear una plataforma más flexible y escalable para lograr una integración más fluida de los algoritmos de aprendizaje automático y realizar análisis predictivos.

Habilitación del mantenimiento predictivo y el ajuste operativo

El mantenimiento predictivo es un aspecto fundamental en la industria manufacturera. Al supervisar y detectar todas las operaciones importantes, la computación periférica es una opción útil para el análisis inmediato. Tras la detección de cualquier tipo de anomalía, es posible aplicar el mantenimiento predictivo para descartar otros posibles riesgos. Esto repercute directamente en la reducción de los costes de mantenimiento, puede prolongar la vida útil de la máquina y mejorar la eficiencia de su funcionamiento.  

Navegación de vehículos autónomos

La navegación de vehículos autónomos puede simplificarse enormemente gracias a la computación en el borde. Los sistemas pueden obtener una respuesta en tiempo real sobre el tráfico rodado. Se necesitan aproximadamente 100 ms para transmitir la información desde el sensor del coche hasta el centro de datos en la nube, y en ocasiones este tiempo puede ser incluso mayor. Los retrasos en la transmisión de datos repercuten directamente en la toma de decisiones y mejoran la seguridad vial en general.    

Gestión eficiente de grandes multitudes

La computación periférica puede utilizarse de forma eficaz durante grandes eventos, como partidos y conciertos. El control de multitudes puede resultar más sencillo si se facilitan aplicaciones que envíen mensajes a todos los asistentes sobre las rutas, la compra de entradas, la ubicación de los asientos y algunos contenidos del evento. Además, los organizadores pueden obtener información útil y tomar decisiones más fundamentadas sobre las ventas y otros aspectos similares.

Optimización de la red energética distribuida

Las redes energéticas distribuidas están ganando popularidad frente a la generación centralizada estándar. Con la computación periférica, es posible optimizar el equilibrio de la red y la gestión de la red distribuida. La conversión de energía también puede modificarse orientándola más hacia la protección del medio ambiente y la reducción de costes. Este enfoque garantiza un servicio más centrado en el usuario.

Mejoras en la cadena de suministro y la logística

La logística también puede obtener diversos beneficios gracias al uso de la computación periférica. Es posible implementar esta tecnología en centros de envío, almacenes y centros logísticos, así como realizar el seguimiento de los envíos y los niveles de inventario, y optimizar las rutas. Esto repercute directamente en el nivel de satisfacción del cliente, minimiza los plazos de entrega y también reduce los costes.

Sistemas de seguridad y vigilancia basados en la computación periférica

Los sistemas de seguridad y vigilancia también pueden mejorarse con el uso de la computación periférica. Se recopilan gran cantidad de datos sensibles procedentes de dispositivos de seguridad, cámaras y sensores. Por eso, en caso de alguna actividad inusual o de una brecha de seguridad, dichos dispositivos pueden alertar inmediatamente de tales riesgos en tiempo real.

Capas arquitectónicas de la computación en el borde

Como se puede observar, la computación en el borde se utiliza en muchos ámbitos de nuestra vida cotidiana. Esta tecnología resulta extremadamente útil para muchos sectores, y ahora ya se entiende claramente por qué. Así pues, repasemos ahora las capas arquitectónicas que subyacen a esta tecnología.

La computación periférica estándar se puede dividir en tres capas: la capa de la nube, la capa periférica y la capa de dispositivos. Analicemos cada una de estas capas en detalle para obtener una visión más amplia.

Capa de infraestructura en la nube

Aunque esta tecnología se creó inicialmente para minimizar los problemas de latencia en la computación en la nube, esta última es extremadamente importante para ella. En general, ambas tecnologías se complementan entre sí. En algunas situaciones, la información debe procesarse en la capa de la nube. Si ese es el caso, los servidores perimetrales envían la información a la nube para un procesamiento más profundo. Parte de la información crítica puede almacenarse en la nube.  

Capa intermedia de computación en el borde

La capa de borde suele incluir únicamente servidores de borde, que se despliegan ampliamente en las ubicaciones necesarias. Esta capa procesa la información que se encuentra más cerca de la fuente y se ocupa de los problemas habituales de latencia relacionados con la nube. Se considera que esta parte es la base de toda la arquitectura. La información procedente del dispositivo se procesa en esta capa y, a continuación, si es necesario, se transmite a la capa de la nube. Puede que haya algún tipo de datos que no se pueda procesar en la capa periférica. Por eso, la nube sigue siendo importante en esta arquitectura.  

Capa de dispositivos conectados

Esta capa está formada por el mayor número de dispositivos. Los dispositivos pueden ser muy variados: desde ordenadores comunes y teléfonos móviles hasta instalaciones tan grandes como fábricas. En esta capa, los dispositivos capturan y recopilan información. Por ejemplo, los equipos hospitalarios registran los signos vitales de los pacientes. Es cierto que la mayor parte de la información suele procesarse en la nube y en la capa periférica, pero algunas tareas también pueden analizarse a nivel del dispositivo.&  

Fuente de alimentación y hardware periférico: una conexión fundamental

El consumo energético depende del número de funciones utilizadas. Cuantas más funciones haya, mayor será el consumo energético. En cuanto a la demanda eléctrica, las fuentes de alimentación poco fiables pueden estar por todas partes, por lo que, en algunas situaciones, será necesario recurrir a fuentes de alimentación alternativas y a sistemas de almacenamiento de energía. La potencia de la fuente de alimentación depende totalmente del tamaño del equipo. Por eso, para lograr una mayor eficiencia, el diseño de la unidad debe ser más sencillo, a fin de minimizar el tiempo de respuesta.

Cómo influyen las fuentes de alimentación en la eficiencia de los dispositivos de borde

Cada industria y sector tiene requisitos específicos en materia de certificaciones y normas para garantizar un nivel adecuado de protección y seguridad. En los centros de datos habituales, el entorno y el funcionamiento son bastante estables. Sin embargo, en cualquier caso, la electricidad es el factor clave para el correcto funcionamiento de la tecnología. Existen numerosos problemas que pueden provocarse por fugas de corriente, cargas elevadas o cuando no hay estabilidad en el suministro eléctrico. El entorno en la nube puede compensar algunos de estos problemas, pero también hay que prestar atención a la calidad del hardware. Para obtener un mejor rendimiento y minimizar algunos riesgos de seguridad, es imprescindible contar con fuentes de alimentación de alta calidad.

Factores clave a la hora de elegir soluciones de alimentación para implementaciones en el borde

La necesidad de alimentación eléctrica es un factor fundamental que influye en el funcionamiento de la computación en el borde. La ubicación del servidor no importa si no cuenta con un procesador de alta potencia. Otros factores importantes relacionados con la fuente de alimentación son las especificaciones de entrada, el grado de protección IP, los conectores de alimentación, la temperatura de funcionamiento, los requisitos de protección contra sobretensiones y otros. Estos factores son cruciales e influyen directamente en la eficacia del funcionamiento.

La intersección entre la computación en el borde, el IoT y las tecnologías 5G

Todas las nuevas tecnologías pueden influir directamente en el nivel de rendimiento, disponibilidad y capacidad. Con la tecnología 5G, la computación periférica puede aumentar las capacidades. Esto también puede influir en la flexibilidad y minimizar los costes. Es muy probable que el IoT se desarrolle gradualmente junto con la computación periférica.