Integración de redes
Desde el punto de vista técnico, el valor más importante de Internet (en particular del protocolo IP) es la integración de redes. No en vano su nombre (inter-red) significa literalmente «redes interconectadas».
La interconexión de redes se convierte en un problema considerable cuando las tecnologías presentes en cada una de ellas difieren. Para conseguir que dispositivos diferentes empleando tecnologías y protocolos diferentes puedan comunicarse, IP proporciona tres elementos clave:
- Un esquema de direccionamiento universal (direcciones IP)
- Un formato único de mensaje (paquete IP)
- Un mecanismo de reenvío de mensaje (routers IP)
Efectivamente, el objetivo del protocolo IP es crear inter-redes. Cualquier dispositivo que tenga asignada una dirección válida, sea capaz de crear un paquete IP y pueda enviarlo al router más cercano (mediante la encapsulación adecuada) está integrado en una inter-red IP. El protocolo de enlace se encarga esencialmente de transportar paquetes IP entre el router y los dispositivos. Esta es la base de Internet y permite que:
Cualquier proceso en un computador conectado pueda enviar un mensaje directamente a otro proceso en cualquier otro computador.
Esto es esencial para considerar que el protocolo puede proporcionar una comunicación homogénea y simétrica entre dos procesos cualesquiera.
Aplicaciones y servicios
Desde el punto de vista de los usuarios de la red (cualquier ente humano o no que la utiliza) la interacción extremo a extremo de los dispositivos es un problema distante. Los usuarios utilizan la red para enviar y recibir información a otros usuarios como si fuese un canal homogéneo y transparente. Los usuarios tienen otras necesidades de más alto nivel:
- Necesitan confiabilidad, garantía de entrega, eliminación de duplicados.
- Necesitan direccionar un proceso (un servicio) concreto en el dispositivo remoto, porque puede (y suele) haber varios.
- Necesitan direccionar un recurso concreto de los muchos que puede manejar un solo proceso.
- Necesitan identificarse ante el servicio remoto para obtener un contexto a su medida.
En TCP/IP todo esto y mucho más lo resuelven los protocolos de transporte y aplicación. Sin embargo esas necesidades son diferentes en cada aplicación, incluso en cada sesión. A pesar de eso, el esquema de encapsulación es invariablemente el mismo. ¿Realmente hace falta un protocolo inter-red cuando se comunican dos usuarios de la misma LAN? ¿Podemos optar por no usarlo en ese caso?
Aunque obviamente los protocolos de las distintas capas de la pila tienen diversas funcionalidades, todos colaboran para direccionar (en el sentido amplio del término) un componente lógico concreto en el servicio remoto:
- La dirección lógica (protocolo de inter-red) lleva el paquete hasta la red correcta y luego proporciona un mecanismo para obtener la dirección física correspondiente.
- La dirección física (protocolo de enlace) lleva la trama hasta el dispositivo correcto.
- El puerto (protocolos de transporte) indica al SO para qué proceso es el mensaje.
- Los parámetros del protocolo de aplicación (por ejemplo la URL en HTTP) le dicen al servicio (servidor web en ese caso) con qué recurso concreto está relacionado la operación (la finalidad del mensaje).
Integración de redes de "cosas"
Este esquema es sencillo y ha demostrado funcionar bien para muy variadas aplicaciones y propósitos, pero en muchos sentidos es un esquema poco flexible cuando tratamos de integrar servicios muy simples y abundantes, que emiten mensajes también muy simples y abundantes, como es el caso de los dispositivos típicos de la IoT.
Por equivalencia, en una IoT los dispositivos serían los computadores (de hecho, hoy en día lo son en algunos casos) mientras que los sensores y actuadores serían los servicios. En Internet, la interacción clásica del modelo cliente-servidor consiste en la asociación de dos puntos de conexión (endpoints). El endpoint está formado por una dirección IP y un puerto. Además se debe considerar un protocolo de transporte y otro de aplicación al menos.
Muchas aproximaciones para IoT aplican directamente este esquema clásico. Uno de los más extendidos es el uso del protocolo HTTP con un diseño REST [cita requerida]. En este esquema, los dispositivos actúan como clientes que envían sus datos a concentradores (servicios específicos) fuera de la red de dispositivos que organizan y almancenan los datos.
Por otro lado, las aplicaciones consultan remotamente estos datos y los utilizan para algún propósito específico. Este enfoque puede funcionar bien cuando los dispositivos sensores, pero no actuadores. Un problema esencial de este enfoque es que no se trata de una verdadera red de cosas, dado que los dispositivos nunca se comunican directamente con otras cosas, como sí ocurre entre computadores en la Internet convencional.