Núvol, Edge, Fog i Mist: arquitectures, serveis i aplicacions

Núvol i computació perimetral

Núvol: el núvol és un servei que ofereix emmagatzematge massiu, aplicacions i manteniment d'equips situats fora de la ubicació física de l'usuari. El proveïdor és qui allotja, protegeix i gestiona les dades, garantint l'accés des de qualsevol lloc amb connexió a Internet.

Computació perimetral (edge computing): la computació perimetral apropa les capacitats computacionals a la font de dades, reduint la latència i l'ús d'amplada de banda, cosa que facilita l'anàlisi i la presa de decisions en temps real. El núvol, per la seva banda, actua com a dipòsit de grans quantitats de dades, formant una xarxa de col·laboració entre dispositius diversos.

Edge computing és una infraestructura informàtica que acosta les aplicacions de l'empresa a l'origen de les seves dades. Les dades generades pels sensors d'un equip, robot o màquina són recollides per dispositius IoT o servidors perifèrics locals.

Arquitectura per capes

1. Capa superior: Núvol / data center.
2. Capa intermèdia (Edge): Processament de dades en temps real; optimització, buffer i memòria cau de dades; comunicació equip a equip.
3. Capa inferior (Internet de les coses): Dispositius que generen dades (vehicles, e-salut, xarxes intel·ligents, Indústria 4.0, etc.).

Tipus d'emmagatzematge segons la necessitat

• D'objectes: Dissenyat per ser molt durador i resistent; emmagatzema moltes dades no estructurades.
• En bloc: Per a aplicacions que necessiten una velocitat de resposta molt ràpida (baixa latència).
• D'arxius: Ideal per a la col·laboració, ja que hi poden accedir diversos usuaris alhora.
• Fred: Per a dades que es guarden per seguretat o compliment normatiu, però que rarament es consulten.

Fog i mist: relació amb el núvol

Fog computing: fa referència a les dades que es processen en nodes previs al servidor, coneguts com a nodes fog. És una extensió del núvol per acostar-se als dispositius que generen les dades. El seu objectiu és analitzar les dades dins de la mateixa xarxa on s'originen.

Casos d'aplicació: smart cities (control del trànsit), cibersalut (dispositius que recullen batecs, pulsacions, nivells d'estrès o signes vitals), videovigilància. En l'arquitectura de capes (Figura 3.12), la capa fog i edge s'encarrega del processament i control en temps real, gràcies a l'ús de routers i portes d'enllaç.

Mist computing: processa dades basades en regles predefinides. El seu processament és més limitat que el del fog computing. La potència de càlcul està integrada als microcontroladors i als microxips dels dispositius.

Casos d'aplicació: sensors de temperatura a casa, càmeres intel·ligents.

Possibilitats de treballar al núvol

Models de servei i rols associats:

• IaaS (Infraestructura com a servei): Administradors de sistemes. Es lloguen servidors virtuals, xarxes i sistemes físics. Avantatge: l'empresa manté el control total de la seva infraestructura; els serveis i recursos informàtics s'adquireixen a demanda; alta seguretat. Preocupacions: aquest nivell varia segons el proveïdor i el tipus de núvol triat (públic, privat o híbrid).
• PaaS (Plataforma com a servei): Desenvolupadors de programari. Què és: ofereix les eines per crear aplicacions sense haver de preocupar-se pel sistema operatiu o el manteniment del maquinari. Avantatge: és àgil, productiu, fàcil d'usar i facilita el treball en equip des de diferents ubicacions. Preocupacions: seguretat de les dades, limitacions operatives, temps d'execució, integració i compatibilitat.
• SaaS (Software com a servei): Usuari final. Què és: aplicacions que s'usen directament des del navegador sense instal·lar res (ex.: Gmail, Dropbox, ERPs). Avantatge: estalvi de temps i diners, actualitzacions automàtiques i accés remot des de qualsevol lloc. Preocupacions: seguretat de les dades, limitació de funcions, personalització.

Nivells de servei: SaaS, PaaS i IaaS

SaaS (Software com a servei): El programari s'allotja en línia i els clients hi accedeixen mitjançant una subscripció. Orientat a l'usuari final, no necessita instal·lació local. Els proveïdors s'encarreguen de desenvolupar, allotjar, mantenir i actualitzar el programari. Funció: consumir (ex.: correu electrònic, CRM, col·laboració, ERP). Beneficis: estalvi de temps i diners, regularitat d'actualitzacions, accés remot. Preocupacions: seguretat de les dades, limitació de funcions i personalització. El programari com a servei ofereix aplicacions llestes per consumir, com correu electrònic, CRM (gestió de relacions amb els clients) i ERP (planificació de recursos empresarials).

PaaS (Plataforma com a servei): Orientat a desenvolupadors que creen aplicacions sense preocupar-se pel sistema operatiu, l'emmagatzematge o les actualitzacions. Els clients no tenen control sobre l'impacte d'un problema del seu software. Funció: crear (ex.: desenvolupament d'aplicacions, suport per a presa de decisions, web streaming). Beneficis: fàcil d'usar, productiu i àgil; propicia la col·laboració entre equips en diferents ubicacions. Preocupacions: seguretat de les dades, limitacions operatives, temps d'execució, integració i compatibilitat.

IaaS (Infraestructura com a servei): Orientat a administradors de sistemes per implementar, configurar, supervisar i mantenir la xarxa, sistemes físics i virtuals. Funció: migrar (ex.: caching, herència, networking, seguretat). Beneficis: les empreses conserven el control de la seva infraestructura; els serveis i recursos s'adquireixen a demanda; alta seguretat. Preocupacions: varia segons el proveïdor i el tipus de núvol triat.

Avantatges i inconvenients del núvol

Avantatges de l'ús dels recursos del núvol:

• Estalvi de costos: no cal invertir en infraestructura ni en llicències de programari de forma massiva.
• Tarificació per ús: l'empresa paga per l'ús dels recursos contractats.
• Emmagatzematge ampli o il·limitat segons el model.
• Equips d'última generació: es disposa de servidors potents sense haver-los de comprar ni actualitzar.
• Seguretat a la xarxa i suport 24/7 per part del proveïdor.
• Actualitzacions automàtiques realitzades pel proveïdor.

Inconvenients de migrar dades al núvol:

• Sortida de dades: alt cost de transferència si es vol portar la informació a un magatzem local.
• Cost d'emmagatzematge de dades.
• Cost de connectivitat.
• Cost de gestió dels serveis.

Impacte en el treball i l'empresa

• Teletreball: el núvol permet accedir a la informació des de qualsevol lloc, millorant la conciliació i la productivitat.
• Nòmada digital: professionals que poden viatjar mentre treballen gràcies a la connexió remota.
• Estratègia multicloud: ús de diversos proveïdors simultàniament per no dependre d'un únic proveïdor i controlar millor els costos.
• Seguretat avançada: implementació de mètodes de xifrat i control d'accés, fins i tot mitjançant dades biomètriques.