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IoT Fundamentals Chapter
1.
© 2008 Cisco
Systems, Inc. Todos los derechos reservados. Información confidencial de Cisco Presentation_ID 1 Materiales para el instructor Capítulo 1: Cosas y conexiones Conexión de cosas 2.0
2.
© 2008 Cisco
Systems, Inc. Todos los derechos reservados. Información confidencial de Cisco Presentation_ID 9 Capítulo 1: Cosas y conexiones IoT Fundamentals Conectar cosas 2.0
3.
Presentation_ID 10 © 2008
Cisco Systems, Inc. Todos los derechos reservados. Información confidencial de Cisco Capítulo 1: Secciones y objetivos 1.1 ¿Qué son las cosas? • Analizar las cosas que conforman IdC. 1.2 ¿Qué son las conexiones? • Explicar cómo las cosas se conectan con otras y con IdC. 1.3 Resumen del capítulo
4.
© 2008 Cisco
Systems, Inc. Todos los derechos reservados. Información confidencial de Cisco Presentation_ID 11 1.1 ¿Qué son las cosas?
5.
Presentation_ID 12 © 2008
Cisco Systems, Inc. Todos los derechos reservados. Información confidencial de Cisco ¿Qué son las cosas? 1.1.1 Internet de las cosas La presencia de IdC en el mundo actual • IdC está en todo lo que nos rodea. • IdC ayuda a personas a mejorar la calidad de vida. • IdC también ayuda a las industrias a ser cada vez más eficientes. Soluciones de IdC de Cisco • El crecimiento acelerado de IdC ha introducido nuevos desafíos. • El sistema IdC de Cisco reduce las complejidades de la digitalización. • Seis pilares del sistema IdC de Cisco: • Conectividad de redes • Computación en la niebla • Ciberseguridad y seguridad física • Análisis de datos • Administración y automatización • Plataforma de habilitación de aplicaciones
6.
Presentation_ID 13 © 2008
Cisco Systems, Inc. Todos los derechos reservados. Información confidencial de Cisco ¿Qué son las cosas? 1.1.2 Componentes de un sistema de IoC Descripción general de un sistema controlado • Los bucles de comentarios se usan para proporcionar información en tiempo real en su controlador según el comportamiento actual. • En un bucle cerrado, los comentarios se reciben continuamente mediante el controlador de sus sensores. • El controlador analiza continuamente y procesa información, y usa los accionadores para modificar las condiciones. Sensores • Un sensor es un dispositivo que se puede usar para medir una propiedad física mediante la detección de algún tipo de información del mundo físico. • Un sensor se puede conectar a un controlador de manera directa o remota.
7.
Presentation_ID 14 © 2008
Cisco Systems, Inc. Todos los derechos reservados. Información confidencial de Cisco ¿Qué son las cosas? Componentes de un sistema de IdC (cont.) Actuadores • Un actuador es un motor básico que se puede usar para controlar un sistema. • Puede ser hidráulico, eléctrico o neumático. • Puede transformar una señal eléctrica en un resultado físico. Controladores • Responsables de recopilar datos de los sensores y de proporcionar conectividad de red. • Los controladores pueden tener la capacidad de tomar decisiones inmediatas. • También puede enviar datos una computadora remota y más potente para su análisis. Flujo de proceso de IdC • Un sistema simple de IdC incluye sensores que se conectan, a través de una conexión inalámbrica o cableada, a accionadores o controladores. • Algunos dispositivos pueden tener más de una función.
8.
Presentation_ID 15 © 2008
Cisco Systems, Inc. Todos los derechos reservados. Información confidencial de Cisco ¿Qué son las cosas? 1.1.3 Procesos en los sistemas controlados Procesos • Un proceso es una serie de pasos o acciones llevados a cabo para lograr un resultado deseado por el usuario del proceso. Comentarios • Los comentarios se generan cuando el resultado de un proceso afecta la entrada. • Los comentarios se conoce, en general, como bucle de comentarios. • Los bucle de comentarios pueden ser positivos o negativos. Sistemas de control • Incluye un controlador que usa entradas y salidas para administrar y regular el comportamiento del sistema en un intento por llegar a un estado deseado. • La parte controlada del sistema suele denominarse planta. • El proceso de seleccionar los ajustes para aplicar a una planta con el fin de lograr un resultado deseado se conoce como teoría del control. • La teoría del control se aplica a muchos sistemas, incluida la conducción de los automóviles.
9.
Presentation_ID 16 © 2008
Cisco Systems, Inc. Todos los derechos reservados. Información confidencial de Cisco ¿Qué son las cosas? Procesos en los sistemas controlados (cont.) Sistemas de control de bucle abierto • Los sistemas de bucle abierto no usan comentarios. • La planta realiza una acción predeterminada sin ninguna verificación de los resultados deseados. • Los sistemas de bucle abierto se usan, a menudo, para procesos simples. Sistemas de control de bucle cerrado • Un sistema de control de bucle cerrado usa comentarios para determinar si el resultado recopilado es el deseado. • El resultado luego se vuelve a enviar a un conductor para modificar la planta para la siguiente reiteración del resultado y el proceso se repite.
10.
Presentation_ID 17 © 2008
Cisco Systems, Inc. Todos los derechos reservados. Información confidencial de Cisco ¿Qué son las cosas? Procesos en los sistemas controlados (cont.) Controladores de bucle cerrado • Existen muchos tipos de controladores de bucle cerrado: • Controladores proporcionales (P): se basan en la diferencia entre el resultado medido y el resultado deseado. • Controladores integrales (PI): usan los datos históricos para medir cuánto se desvió el sistema del resultado deseado. • Controladores proporcionales, integrales y derivados (PID): incluyen los datos sobre cuán rápido el sistema se aproxima al resultado deseado. • El controlador PID es una forma eficaz de implementar el control de los comentarios. • Los dispositivos de Arduino y la Raspberry Pi se pueden usar para implementar controladores PID. Sistemas interdependientes • La mayoría de los sistemas tienen muchas partes interdependientes que contribuyen al resultado y que lo afectan.
11.
© 2008 Cisco
Systems, Inc. Todos los derechos reservados. Información confidencial de Cisco Presentation_ID 18 1.2 ¿Qué son las conexiones?
12.
Presentation_ID 19 © 2008
Cisco Systems, Inc. Todos los derechos reservados. Información confidencial de Cisco ¿Qué son las conexiones? 1.2.1 Modelos de comunicación Modelos de comunicación • Los modelos de redes en capas se usan para ilustrar cómo opera la red. Entre sus beneficios, se encuentran: • Asistir en el diseño de protocolos. • Fomentar la competencia. • Promover la independencia o la capacidad tecnológica. • Proporcionar un lenguaje común para describir las funciones y capacidades de networking.
13.
Presentation_ID 20 © 2008
Cisco Systems, Inc. Todos los derechos reservados. Información confidencial de Cisco ¿Qué son las conexiones? 1.2.1 Modelos de comunicación (cont.) Estandarización • El desafío de IdC es garantizar que estos dispositivos emergentes de IdC se puedan conectar de manera segura y confiable a Internet y entre sí. • Las tecnologías y los estándares uniformes, seguros, y comúnmente reconocidos son necesarios. • Las organizaciones como el Consorcio Industrial de Internet, el Consorcio de OpenFog y la Fundación de Conectividad Abierta ayudan a desarrollar arquitecturas estándar y marcos.
14.
Presentation_ID 21 © 2008
Cisco Systems, Inc. Todos los derechos reservados. Información confidencial de Cisco ¿Qué son las conexiones? Modelos de comunicación (cont.) Modelos TCP y OSI • Los modelos OSI y TCP/IP se usan para describir las conexiones de red y, a menudo, se usan de forma indistinta. • El modelo TCP/IP se conoce comúnmente como el modelo de Internet. • El modelo OSI proporciona una amplia lista de funciones y servicios que se pueden presentar en cada capa. Modelo de referencia del foro mundial de IdC • Desarrollado como un marco de trabajo común para guiar y acelerar las implementaciones de IdC. • Su objetivo es proporcionar la terminología común y ayudar a aclarar cómo fluye la información y cómo se la procesa para un sector unificado de IdC.
15.
Presentation_ID 22 © 2008
Cisco Systems, Inc. Todos los derechos reservados. Información confidencial de Cisco ¿Qué son las conexiones? Modelos de comunicación (cont.) Arquitectura simplificada de IdC • Existen varias arquitecturas para facilitar el diseño y la creación de los sistemas de IdC. • El modelo OSI, el modelo TCP/IP y el modelo de referencia del foro mundial de IdC se han presentado como ejemplos. • Un enfoque más simple se basa en los niveles de conexión. Los niveles son los siguientes: • Dispositivo-a-dispositivo • Dispositivo-a-nube • Dispositivo-a-gateway-a-nube • Dispositivo-a-gateway-a-nube-a-aplicación
16.
Presentation_ID 23 © 2008
Cisco Systems, Inc. Todos los derechos reservados. Información confidencial de Cisco ¿Qué son las conexiones? 1.2.2 Capas de conexiones Conexiones dentro de redes • Las conexiones pueden tener diferentes contextos. • Conexiones eléctricas, conexiones de circuitos o conexiones de red. Conexiones físicas • Se relacionan con los tipos de medios y cables. • Entre los tipos de medios comunes se incluyen el cobre, la fibra óptica y los inalámbricos.
17.
Presentation_ID 24 © 2008
Cisco Systems, Inc. Todos los derechos reservados. Información confidencial de Cisco ¿Qué son las conexiones? Capas de conexiones (cont.) Conexiones de red y enlace de datos • La comunicación de red requiere protocolos para establecer las reglas de comunicación. Protocolos de enlace de datos: • Permiten a las capas superiores acceder a los medios. • Preparan los datos de red para la red física. • Controlan cómo los datos se colocan y reciben en los medios. • Intercambian tramas entre los nodos en un medio de red físico, como cobre o fibra óptica. • Reciben y dirigen paquetes a un protocolo de capa superior. • Detectan errores. • La conexión más popular de capa de enlace de datos usada en redes cableadas es Ethernet. • Otros protocolos de enlace de datos incluyen estándares inalámbricos como IEEE 802.11 (Wi-Fi), IEEE 802.15 (Bluetooth) y redes celulares 3G o 4G. • LoRaWAN y NB-IoT son ejemplos de tecnologías emergentes que usan IdC.
18.
Presentation_ID 25 © 2008
Cisco Systems, Inc. Todos los derechos reservados. Información confidencial de Cisco ¿Qué son las conexiones? Capas de conexiones (cont.) Conexiones de la aplicación • IdC admite muchos tipos de conexiones. • Los dispositivos deben usar los mismos protocolos de capa de aplicación para conectarse. • La aplicación variará según los dispositivos y el tipo de conexión involucrados. • MQTT y REST son protocolos de aplicación más nuevos, creados para admitir dispositivos de IdC que se conectan a la infinidad de diferentes tipos de configuraciones remotas. • MQTT es un protocolo de mensajería ligero con sobrecarga mínima que proporciona alta integridad de datos y seguridad para entornos remotos. • REST, o los servicios web RESTful, es un tipo de API diseñada para facilitar que los programas interactúen en Internet.
19.
Presentation_ID 26 © 2008
Cisco Systems, Inc. Todos los derechos reservados. Información confidencial de Cisco ¿Qué son las conexiones? 1.2.3 Efecto de las conexiones en la privacidad y la seguridad ¿Qué son los metadatos? • El término “metadatos” se refiere a los datos sobre datos. • Los metadatos se pueden integrar dentro de un objeto digital o pueden almacenarse por separado. • Los metadatos no suelen ser visibles para los usuarios. El efecto de IdC en la privacidad • Entre las sugerencias y las consideraciones de diseño con respecto a la privacidad se incluyen las siguientes: • Transparencia • Recopilación y uso de los datos • Acceso a los datos Desafíos para proteger los dispositivos de IdC • Entre algunos factores que afectan la seguridad de la red de IdC se incluyen los siguientes: • Cantidad cada vez mayor de dispositivos • Ubicación no tradicional de los dispositivos • Tipos y cantidades cambiantes de datos recopilados • Imposibilidad de actualización
20.
© 2008 Cisco
Systems, Inc. Todos los derechos reservados. Información confidencial de Cisco Presentation_ID 27 1.3 Resumen del capítulo
21.
Presentation_ID 28 © 2008
Cisco Systems, Inc. Todos los derechos reservados. Información confidencial de Cisco Internet de las cosas (IdC) nos rodea. Un sistema de IdC se compone, en general, por sensores para supervisar eventos, accionadores para influir en el entorno, el hardware para crear la plataforma y sus conexiones, y el software para proporcionar un marco en el cual ejecutar procesos. Un proceso es una serie de medidas o acciones que se llevaron a cabo para lograr un resultado deseado. Los modelos en capas de red se usan para ilustrar y modelar cómo se comunican los dispositivos. Las capas físicas, las de enlace de datos y las de red son conceptos que se usan para demostrar cómo funciona la comunicación a través de la red. Los problemas de seguridad y privacidad deben considerarse en todas las fases de creación de un sistema de IdC. Cada nivel de conectividad trae aparejados diferentes requisitos e inquietudes. Resumen del capítulo Resumen
22.
Presentation_ID 29 © 2008
Cisco Systems, Inc. Todos los derechos reservados. Información confidencial de Cisco
23.
Presentation_ID 30 © 2008
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