Tarea academica, tema "Protocolos de Comunicación para Internet de las Cosas".

1. TEMA:
TAREA ACADEMICA
CURSO:
REDES I
DOCENTE:
Pedro Valencia Morales
ALUMNO:
COTRINA SALDAÑA LUIS
CODIGO:
460665530
FACULTAD:
Ingeniería de Sistemas, Cómputo y
Telecomunicaciones
CICLO:
Vii

2. Contenido
INTRODUCCION............................................................................................................................. 3
PROTOCOLOS DE COMUNICACIÓN PARA IOT............................................................................... 4
IoT industrial y para consumidores........................................................................................... 4
Protocolo de Internet (IP) ......................................................................................................... 6
Protocolos IP utilizados en la IoT .............................................................................................. 6
HTTP .......................................................................................................................................... 7
WebSocket ................................................................................................................................ 7
XMPP......................................................................................................................................... 7
Protocolos dedicados de IoT..................................................................................................... 7
CoAP.......................................................................................................................................... 8
MQTT......................................................................................................................................... 8
Comparación de los protocolos de IoT potenciales.................................................................. 9
Conclusiones ................................................................................................................................. 9
Referencias.................................................................................................................................. 10

3. INTRODUCCION
En 1999, Kevin Ashton, miembro fundador del Laboratorio de Investigación Auto-ID Center del
MIT, hoy llamado Auto-ID Labs, fue el primero que acuñó y usó el término Internet of things
(IoT), donde se realizaban investigaciones en el campo de la identificación por radiofrecuencia
(RFID) y tecnologías de sensores.
En IoT cada objeto, ya sea virtual o físico, es transmisible, direccionable y accesible a través de
Internet. Cada objeto tiene su propia identificación y tiene la capacidad de detectar, procesar y
comunicarse.
La naturaleza omnipresente de los objetos en IoT hace que los datos que se recopilan y
transmiten para uso público y privado sean muy importantes y se debe garantizar la seguridad
de los mismos. La integridad y la confidencialidad de los datos transmitidos, así como la
autenticación de los objetos son los aspectos clave de la seguridad y de la privacidad en IoT.

4. PROTOCOLOS DE COMUNICACIÓN PARA IOT
Depende mucho de su ubicación en la cadena de suministro. Muchas personas han tratado de
definirla y las definiciones, a menudo, están matizadas por las necesidades de sus propios
sectores y sus propias agendas. Pero como ingeniero de hardware o software, usted ya
comprende el elemento esencial: crear productos que estén interconectados. Los sistemas
integrados tendrán (y tienen) un papel fundamental en el desarrollo de la IoT. En este artículo,
examinaremos Internet y sus protocolos existentes y nuevos que apoyan las iniciativas de IoT.
Antes de analizar estos protocolos, definamos qué son, porque las tareas del dispositivo final
dictarán la mayoría de los requisitos para los protocolos que se deben usar.
IoT industrial y para consumidores
Los requisitos de software para los dispositivos de IoT industrial y para consumidores pueden
ser bastante distintos. Aunque podrían compartir un kernel común y servicios de bajo nivel, el
middleware requerido por sus aplicaciones puede ser fundamentalmente diferente.
La IoT industrial, a saber, un nodo WSN representa una pila de software para un dispositivo de
IoT industrial, como un nodo de sensor inalámbrico (WSN). Este dispositivo de baja potencia y
de bajo costo puede funcionar completamente con una batería. Este tipo de dispositivo podría
usar normalmente un procesador de 32 bits. También podría usar un procesador de 8 o 16 bits,
pero si la pila de comunicaciones se ejecuta en módulos complementarios. Usaría un protocolo
de red muy eficiente, como 6LoWPAN, para reducir el tiempo de transmisión y ahorrar energía.
También podría comunicarse de forma inalámbrica en distancias cortas mediante Bluetooth. Al

5. ser un nodo periférico, debemos transferir los datos desde una red inalámbrica a una red basada
en IP (Internet local o pública) y usaría Wi-Fi o Ethernet de baja potencia.
Está claro, que los requisitos de software de este dispositivo son mucho mayores. Podría
necesitar una Java VM. También podría utilizar un protocolo de mercado vertical.
Lamentablemente, la IoT para consumidores está muy fragmentada en términos de protocolo
de mercado vertical (protocolo de aplicación). Muchas compañías están proponiendo soluciones
patentadas. Por ejemplo, en el mercado del consumidor de bienes para el hogar:
 Apple tiene MFI (Made For Idevices)
 Google (Nest) anunció Thread
 Samsung, Intel, Dell, Atmel y Broadcom se unieron para lanzar Open Interconnect
Consortium (OIC)
 The AllSeen Alliance (anteriormente AllJoyn) ha estado proponiendo un estándar
durante muchos años. Los principales miembros son Haier, LG, Microsoft, Panasonic,
Qualcomm, Sharp, Silicon Image, Technicolor y TP-Link.
Hay otros ejemplos, como la comunicación por línea de alimentación: HomePlug y HomeGrid.
En el mercado vertical médico, organizaciones como Continua Alliance, IHE (Integrating the
HealthCare Enterprise) o IEEE también están desarrollando y proponiendo estándares.
Micrium no ofrece estos protocolos. Un fabricante de equipos que necesite que sus productos
sean compatibles con uno de estos protocolos de IoT para consumidores debe registrarse con
estas organizaciones y, luego, integrar estos protocolos como parte de la aplicación de su
producto.
En la IoT industrial, esta iniciativa impulsada por el mercado no está tan presente. Existe una
actividad principal denominada Industrial Internet Consortium (IIC), cuyos miembros
fundadores son AT&T, Cisco, GE, Intel e IBM. Sin embargo, aparte del IIC, el desarrollo de
dispositivos y sistemas de IoT es más bien privado. Esta es la razón por la cual el conocimiento
de Internet y de los Protocolos de Internet (IP) es tan importante actualmente para los
desarrolladores de sistemas integrados.

6. Protocolo de Internet (IP)
El uso de la tecnología de IP es fundamental para la IoT. El IP permite la interoperabilidad de los
sistemas. Es posible que esta característica no parezca importante hoy, pero a medida que la IoT
evolucione, la interoperabilidad de los sistemas se convertirá en una competencia importante
para generar ingresos. Ethernet/Wi-Fi y 6LoWPAN dependen en gran medida de IPv4 e IPv6.
Protocolos IP utilizados en la IoT
Definitivamente, es posible crear un sistema de IoT con las tecnologías Web existentes, aunque
no sean tan eficaces como los protocolos más nuevos. HTTP(S) y Websockets son estándares
comunes, junto con XML o JavaScript Object Notation (JSON) para la carga útil. Cuando se utiliza
un explorador Web estándar (cliente HTTP), JSON proporciona una capa de abstracción para que
los desarrolladores Web creen una aplicación para Web con estado con una conexión de dúplex

7. constante a un servidor Web (servidor HTTP) mediante la mantención de dos conexiones HTTP
abiertas.
HTTP
HTTP es la base del modelo cliente-servidor usado para la Web. El método más seguro de
implementar el HTTP en su dispositivo de IoT es incluir solo un cliente, no un servidor. En otras
palabras, es más seguro si el dispositivo de IoT puede iniciar conexiones a un servidor Web, pero
no es capaz de recibir solicitudes de conexión. Después de todo, no queremos permitir que
máquinas externas tengan acceso a la red local donde se encuentran instalados los dispositivos
de IoT.
WebSocket
WebSocket es un protocolo que proporciona comunicación dúplex completa a través de una
conexión TCP única por la cual se pueden enviar mensajes entre el cliente y el servidor. Forma
parte de la especificación HTML 5. El estándar WebSocket simplifica gran parte de la complejidad
que circunda la comunicación Web bidireccional y la administración de la conexión. Usar
Websockets junto con HTTP es una solución apropiada para los dispositivos de IoT si los
dispositivos pueden soportar las cargas de HTTP.
XMPP
XMPP (Protocolo extensible de mensajería y presencia) es un excelente ejemplo de una
tecnología Web existente que encuentra un uso nuevo en el espacio de IoT.
El XMPP tiene sus raíces en la mensajería instantánea y la información de presencia, y se ha
ampliado a llamadas de voz y video, colaboración, middleware ligero, redifusión de contenido y
enrutamiento generalizado de datos XML. Es un aspirante a administración a escala masiva de
electrodomésticos de consumo, como lavadoras, secadoras, refrigeradores, etc.
Las ventajas del XMPP son su direccionamiento, seguridad y escalabilidad. Esto lo hace ideal
para aplicaciones de IoT orientada a los consumidores.
HTTP, Websocket y XMPP son solo ejemplos de tecnologías que se han tenido que poner a
trabajar para la IoT. Otros grupos también están trabajando intensamente a fin de desarrollar
soluciones para los nuevos desafíos que la IoT nos presenta.
Protocolos dedicados de IoT
Muchos expertos de IoT se refieren a los dispositivos de IoT como sistemas limitados, porque
creen que estos dispositivos deberían ser lo más baratos posibles y usar los MCU más pequeños
disponibles, a la vez, que ejecutan una pila de comunicación.
Actualmente, adaptar Internet para la IoT es una de las prioridades principales de muchas
organizaciones de estandarización global.
Si su sistema no requiere las características de TCP y puede funcionar con las capacidades de
UDP más limitadas, quitar por completo el módulo de TCP ayuda enormemente a reducir el

8. tamaño de la huella de código total de su producto. Esto es lo que 6LoWPAN (para WSN) y CoAP
(protocolo de Internet ligero) aportan al universo de la IoT.
CoAP
Aunque la infraestructura Web se encuentra disponible para dispositivos de IoT y estos la
pueden usar, es demasiado pesada para la mayoría de las aplicaciones de IoT. En julio de 2013,
IETF lanzó el Protocolo de aplicación restringida (CoAP) para usarlo con nodos y redes de baja
potencia y con pérdida (restringidos) (LLN). El CoAP, como HTTP, es un protocolo RESTful.
El CoAP está semánticamente alineado con HTTP e, incluso, tiene asignaciones uno a uno hacia
y desde HTTP. Los dispositivos de red están restringidos por microcontroladores más pequeños,
con pequeñas cantidades de memoria flash y RAM, mientras que las restricciones en las redes
locales, como 6LoWPAN, se deben a altas tasas de error de paquete y a un bajo rendimiento
(decenas de kilobits por segundo). El CoAP puede ser un protocolo apropiado para dispositivos
que operan con batería o mediante extracción de energía.
Características del CoAP: el CoAP usa UDP
 Debido a que el CoAP usa UDP, algunas de las funciones de TCP se reproducen
directamente en el CoAP. Por ejemplo, el CoAP distingue entre mensajes que se pueden
confirmar (que requieren una confirmación) y que no se pueden confirmar.
 Las solicitudes y las respuestas se intercambian de forma asincrónica en los mensajes
de CoAP (a diferencia del HTTP, donde se utiliza una conexión TCP existente).
 Todos los encabezados, métodos y códigos de estado se codifican de forma binaria, lo
que reduce la sobrecarga del protocolo. Sin embargo, esto requiere el uso de un
analizador de protocolo para solucionar problemas de red.
 A diferencia del HTTP, la capacidad de copiar en caché las respuestas de CoAP no
depende del método de solicitud, sino del Código de respuesta.
El CoAP aborda completamente las necesidades de un protocolo extremadamente ligero y con
la naturaleza de una conexión permanente. Tiene conocimiento semántico de HTTP y es RESTful
(recursos, identificadores de recursos y manipula esos recursos a través de una Interfaz de
programación de aplicaciones [API] uniforme). Si tiene un entorno Web, usar CoAP será
relativamente fácil.
MQTT
El Transporte de telemetría de cola de mensajes (MQTT) es un protocolo de código abierto que
se desarrolló y optimizó para dispositivos restringidos y redes de bajo ancho de banda, alta
latencia o poco confiables. Es un transporte de mensajería de publicación/suscripción que es
extremadamente ligero e ideal para conectar dispositivos pequeños a redes con ancho de banda
mínimo. El MQTT es eficiente en términos de ancho de banda, independiente de los datos y
tiene reconocimiento de sesión continua, porque usa TCP. Tiene la finalidad de minimizar los
requerimientos de recursos del dispositivo y, a la vez, tratar de asegurar la confiabilidad y cierto
grado de seguridad de entrega con calidad del servicio.

9. El MQTT se orienta a grandes redes de dispositivos pequeños que necesitan la supervisión o el
control de un servidor de back-end en Internet. No está diseñado para la transferencia de
dispositivo a dispositivo. Tampoco está diseñado para realizar "multidifusión" de datos a muchos
receptores. El MQTT es simple y ofrece pocas opciones de control. Las aplicaciones que usan
MQTT, por lo general, son lentas en el sentido de que la definición de "tiempo real" en este caso
se mide habitualmente en segundos.
Comparación de los protocolos de IoT potenciales
Cisco ocupa un lugar central en la Internet; su equipo de IP está en todas partes. En la actualidad,
Cisco participa activamente en la evolución de la IoT. Ve el potencial de conectar los objetos
físicos y obtener datos de nuestro entorno y procesarlos para mejorar nuestros niveles de vida.
Estos protocolos de IoT específicos de Internet se desarrollaron para satisfacer los requisitos de
los dispositivos con pequeñas cantidades de memoria y las redes con bajo ancho de banda y alta
latencia.
El HTTP puede ser un protocolo pesado para un dispositivo de IoT. Tiene mensajes extensos
porque se envían en formato legible para el ser humano. En el caso de los dispositivos de IoT, el
tamaño de la carga es, a menudo, una limitación. Para una gran familia de dispositivos, informar
y aceptar comandos puede realizarse de forma más eficaz con un protocolo mucho más liviano.
Se ha propuesto al MQTT como la respuesta a estos problemas. El MQTT no es un estándar IETF
y es generado por IBM y la fundación Eclipse.
Conclusiones
El término de IoT resulta complejo porque se puede desarrollar a través de la convergencia de
varios desarrollos que interactúan entre sí para hacer de IoT una realidad. Es por ello que IoT
resulta una de los avances tecnológicos más relevantes de los últimos tiempos, por su desarrollo
e investigación.
Los protocolos desarrollados han permitido que se pueda controlar de manera adecuada la
cantidad de datos que circulan a cada segundo por la red, permitiendo una convergencia
adecuada de diferentes tecnologías.
La IoT para los sistemas integrados es la nueva revolución industrial. El potencial de crecimiento
de la industria integrada es enorme. Para alcanzar este potencial, la industria integrada necesita
adoptar el nuevo paradigma de IoT. Ahora comprendemos lo que se debe hacer. Es posible que
aún no tengamos estándares bien definidos y establecidos para cada elemento estructural de
los sistemas de IoT futuros, como la facilidad de configuración o la actualización remota y segura
de firmware. No obstante, esto no debería impedirnos crear un sistema que ofrecerá valor a los
clientes.

10. Referencias
ANDRÉS, M. B. (s.f.). INTERNET DE LAS COSAS.
AREA TECNOLOGIA. (s.f.). Obtenido de http://www.areatecnologia.com/nuevas-
tecnologias/internet-delas-cosas.html.
BILNEA. (s.f.). http://bilnea.com/debes-saber-internet-de-las-cosas/.
BLOG THINK BIG. (s.f.). http://blogthinkbig.com/5-utiles-ejemplos-de-internet-de-las-cosas-
que-prontopodras-probar/.
CENTER, S. D. (s.f.). http://searchdatacenter.techtarget.com/es/cronica/Explicacion-Que-es-la-
internetde-las-cosas.
Cisco Internet Business Solutions Group (IBSG), (s.f.). UN POCO DE HISTORIA SOBRE INTERNET
DE LAS COSAS.
EL TIEMPO. (s.f.). http://www.eltiempo.com/archivo/documento/CMS-16281815.
EVANS, D. (2011). CISCO.