Conectando a Internet das Coisas | NETSCOUT
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Conectando a Internet das Coisas

Introdução

A Internet das Coisas (IoC) pode ser assustadora para entender, ao se considerar a quantidade esmagadora de artigos disponíveis sobre o assunto. Enquanto isso, a rápida proliferação de novos dispositivos IoC continua em nossas vidas pessoais, bem como em praticamente todos os setores. O objetivo deste documento é acabar com o modismo e facilitar uma discussão sobre como preparar e gerenciar uma implantação de IoC básica.

Este documento fornecerá algumas das melhores práticas para lhe ajudar a entender como implantar, validar e solucionar problemas usando soluções específicas, projetadas para serem rápidas e fáceis de usar, de modo que qualquer pessoa na equipe de TI, com qualquer nível de habilidade, possa se tornar proficiente nessas tarefas, permitindo que as organizações façam mais com o pessoal disponível.

O Impulso para a Internet das Coisas

A transformação digital está levando a uma rápida proliferação de dispositivos IoC, que exigirá a conectividade IP e, em muitos casos, energia fornecida pela rede. As organizações estão se movendo para mais dispositivos IoC conectados, em um esforço para reduzir os custos operacionais e atualizar os sistemas de automação do edifício para obter ganhos de eficiência, como em HVAC e iluminação. Este movimento obriga a integração e a cooperação através das organizações e tecnologias de TI e TO (Tecnologia Operacional). Isso coloca maiores demandas sobre as redes de acesso à empresa e aos recursos de suporte, que já estão sendo bem exigidos. A imagem abaixo fornece um exemplo quanto à amplitude dos tipos de dispositivos que estão se conectando à rede.

Um exemplo mostrando a amplitude dos dispositivos IoC conectados. © Cisco Systems, usado com permissão.

Outros dispositivos podem ser conectados via PAN (rede de área pessoal) com tecnologias como Wireless Zigbee, Bluetooth ou o novo Bluetooth 5, desenvolvido com IoT em mente. Estes dispositivos PAN são geralmente conectados às redes através de algum tipo de gateway de campo, que está conectado à rede Ethernet. Há outras tecnologias de conectividade, como as tecnologias celulares 3G, 4G e no futuro 5G, para conectar dispositivos IoT, mas a maioria dos dispositivos, atualmente estimados em 10 bilhões, estão conectados de alguma forma a uma Ethernet com fio 802,3 ou sem fio 802.11. Conectar dispositivos ou máquinas IoC entre si e com outros sistemas de controle requer as habilidades de um engenheiro de rede altamente qualificado. No entanto, usando as ferramentas certas que são projetadas para qualquer nível de habilidade, através de testes automatizados e perfis pré-configurados, irá garantir uma implantação efetiva, bem como suporte contínuo e resolução de problemas.

Estratégias para garantir uma implantação bem-sucedida

É importante compreender os desafios da implantação que podem ocorrer não apenas em silos organizacionais, mas também aqueles que provavelmente ocorrerão quando fornecedores externos estiverem envolvidos. Como observado anteriormente neste documento, alguns tipos de dispositivos que você pode implantar seriam normalmente parte do grupo de tecnologia operacional (OT ou instalações), como iluminação, controles de acesso e HVAC. No entanto, uma vez que esses sistemas agora se tornarão conectados à rede e provavelmente exigirão Energia sobre Ethernet (PoE), facilitar a colaboração entre TI, OT e os demais fornecedores deve ser um componente principal em sua estratégia de implantação. Você pode imaginar que entre todos os vários grupos envolvidos, cada um pode ter apenas uma perspectiva de seu componente específico, o que poderia implicar em acusações se os problemas surgirem. Isso pode tornar-se frustrante, demorado e caro, e por isso o planejamento avançado e as comunicações são chave para diminuir ou eliminar acusações.

Considerações de planejamento

Durante a fase de planejamento, você deve levar em consideração as necessidades locais e remotas do site, no que diz respeito ao suporte de TI, configuração de dispositivos, requisitos de teste de conectividade de rede e desempenho, além da necessidade de documentação. Considere incluir os seguintes componentes em seu plano de projeto:

Identifique os recursos de TI

Pense nos recursos disponíveis para lhe ajudar com a implantação, bem como suporte contínuo. Ao pensar sobre esses recursos, considere como habilitar mais indivíduos poderia ajudar a descarregar as tarefas de implantação e de resolução de problemas para os técnicos ou engenheiros de rede mais seniores. Engenheiros de rede seniores geralmente se frustram com o volume de escalonamentos que os distraem dos projetos de TI importantes. Através do uso do conjunto de ferramentas correto, muitas organizações têm sucesso na habilitação de técnicos de nível inferior para encontrar mais problemas por conta própria ou fornecer-lhes a capacidade de escalar mais eficazmente, com visibilidade acionável. Isso alivia a carga de trabalho dos engenheiros de rede, melhora a colaboração e permite que as equipes sejam mais eficientes com os mesmos recursos de pessoal.

Requisitos de conectividade da rede

Cada ambiente de implantação e de rede terá seu próprio conjunto de requisitos exclusivos de conectividade de rede. Investir tempo diretamente para identificar o que estes parâmetros são economizará tempo e evitará frustração mais adiante, ao ter requisitos de conectividade de rede padronizados e acordados. Como parte da definição desse requisito, você deve estabelecer um plano para estabelecer como isso será validado e quem fará a validação. Você deve encontrar um modo de executar o conjunto de testes exigido de forma automatizada e coerente, que permita à toda equipe ajudar a distribuir o trabalho para mais pessoas, sem contar o nível de habilidade. Um exemplo de parâmetros de validação incluiria:

  • Nível de tensão de PoE obrigatório na tomada de conexão
  • Velocidade/duplex
  • Detalhe do comutador, como nome do slot/porta/VLAN
  • Endereço/porta de conectividade com a Internet

Necessidades de documentação

Documentação do caminho da conexão entre tomada e slot/porta/VLAN do comutador, e outros parâmetros, como informações sobre os dispositivos conectados, são desejáveis, mas nem sempre fáceis de obter e manter. A documentação também é essencial para quando os problemas surgem pelo caminho. Ter uma linha de base de como as coisas eram quando tudo estava funcionando e conectado corretamente economiza tempo significativo na resolução de problemas. Defina quais informações seriam úteis à sua organização para estabelecer a forma como ele deve ser organizado, seja por site, andar ou outro. Além disso, identifique quem precisará de acesso a essas informações durante a entrada inicial de informações, bem como na estrada, quando será útil na resolução de problemas.

Evitando acusações

Pode haver muitos departamentos e terceirizados envolvidos com a instalação e manutenção contínua de dispositivos e sistemas IoC. Portanto, é imperativo que todos os envolvidos se reúnam sob um projeto para avaliar, identificar e concordar com os requisitos de conectividade para a implantação, bem como o acesso aos recursos de configuração do dispositivo seja em instalações, na nuvem, ou aplicativo baseado em Android 1. Isso garante que todas as partes compreendam os requisitos para a implantação e o desempenho esperado do dispositivo, para manutenção contínua e resolução de problemas. Uma vez que os requisitos de rede e serviços são concluídos, um conjunto de testes de conectividade de rede e requisitos de relatórios para validar a instalação, juntamente com uma estratégia de suporte contínuo e responsabilidade, deve ser especificado.

Qualificando os serviços de rede

Quando as organizações implantam ou solucionam problemas de dispositivos IoC, o componente fundamental é a capacidade de garantir que os serviços de rede necessários para suportar o dispositivo conectado estejam configurados e funcionando corretamente. Os serviços de rede incluiriam a velocidade/duplex do link, PoE, configuração do comutador, atribuição de endereço IP, conectividade de DNS e gateway, e conectividade aos recursos necessários.

Ao ter um método automatizado para executar cada teste da mesma forma todas as vezes, as organizações podem não só garantir um processo de teste coerente e repetível, mas se ocorrer um problema, o teste automatizado fornecerá uma indicação do domínio do problema. Quando um escalonamento para a engenharia de rede é necessário, a triagem de problemas pode começar mais rapidamente com visibilidade acionável ao domínio do problema. Isso ajuda a saber quais testes já foram executados pelo técnico para que o tempo não seja desperdiçado com os mesmos testes, permitindo que a resolução avançada de problemas possa começar na essência do problema.

Configurações de dispositivos para Internet das Coisas

Durante a implantação e o suporte contínuo, você deve ter um entendimento sobre como seus dispositivos são configurados e gerenciados, mesmo que um terceiro faça a instalação inicial. Hoje, a maioria dos fornecedores de dispositivos tem um aplicativo baseado em Android 1 ou na nuvem para facilitar a configuração do dispositivo. Você deve se familiarizar com o que está disponível para os dispositivos que estão sendo implantados e por quem, e como esses aplicativos serão acessados durante a implantação, bem como suporte contínuo e a resolução de problemas. Isso irá lhe ajudar a identificar ambas as responsabilidades de recursos nas várias fases do projeto e quais ferramentas e métodos de conectividade são necessários.

A ferramenta certa para o trabalho

Ao identificar os parâmetros de teste necessários para validar a implantação do dispositivo IoC, é importante considerar o equipamento de teste capaz de atender às suas necessidades. O fator mais importante é garantir um conjunto coerente e repetível de testes (ou seja, um autoteste) que garanta que os mesmos testes com os mesmos limites de teste possam ser iniciados por todos os técnicos, em todo o projeto de implantação. Isso, juntamente com a capacidade de obter registros de teste de forma automatizada para um banco de dados central de resultados de medição, fornecerá não apenas uma plataforma de colaboração e relatórios, mas também uma linha de base da conectividade correta, útil para futuras resoluções de problemas. Esta visão centralizada dos resultados poderia identificar uma falha de componente ou serviço comum muito rapidamente, evitando assim um atraso de projeto importante ou uma grande despesa. Isso também facilita o suporte contínuo depois que os dispositivos forem instalados e comissionados. O suporte poderia ser local ou remoto, permitindo que engenheiros mais experientes colaborem e ajudem a resolver problemas mais rapidamente, usando a visibilidade remota do testador através do serviço de nuvem ou controle em tempo real pela rede.

Considere diferentes requisitos de ferramenta com base no nível de habilidade do usuário, variando os requisitos por site e, claro, do orçamento, para encontrar o mix de solução correto para sua organização. Ter a solução certa também pode ser útil se houver acusações, já que é possível identificar se um determinado problema está na rede ou o próprio dispositivo.

Implantando dispositivos de IoC Ethernet com fio 802,3

Ao instalar ou comissionar dispositivos Ethernet com fio 802,3, você deve validar os serviços de rede através do teste dos requisitos de conectividade identificados durante a fase de planejamento. A maneira mais eficaz de fazer isso é através da criação de um perfil de autoteste, que pode ser executado por qualquer pessoa na equipe de implantação. O uso de um perfil de teste pré-definido fornece uma metodologia de teste padronizada e coerente.

O autoteste deve executar os seguintes testes:

  • Primeiro verifique PoE na carga na tomada onde o dispositivo de IoC vai se conectar, para garantir que energia suficiente seja fornecida pelo comutador para garantir a função adequada. O teste em carga é importante, especialmente em ambientes onde você implantará dispositivos, como a iluminação digital que requer níveis mais altos de energia. Mesmo se o cabeamento passou por um teste de certificação, isso não significa que o sistema completo esteja fornecendo o nível necessário de energia. O teste de carga significa que você pode ver os níveis de energia "solicitado contra recebido" a partir do ponto em que o dispositivo se conectará à rede. Também é importante ser capaz de ver quais pares de PoE estão sendo executados para garantir a configuração adequada. A ferramenta usada deve ser capaz de suportar testes de carga até a maior potência que um determinado dispositivo possa exigir, a fim de executar.

Figura 1: Página única dos resultados de autoteste do LinkRunner G2

Figura 2: Detalhe aprofundado dos resultados de teste LinkRunner G2 para PoE. O usuário pode detalhar mais a fundo cada teste.

  • A seguir, velocidade do link e duplex. Quando os dispositivos Ethernet tentam conectar uns aos outros, uma negociação ocorre para estabelecer a velocidade máxima e duplex em que eles podem se comunicar antes de estabelecer o link. As conexões meia-duplex de baixa velocidade e/ou ineficientes devem ser evitadas para aplicações pesadas da largura de faixa.
  • O próximo passo a ser verificado é endereçamento IPv4, que pode ser fornecido pelo protocolo DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol) ou por meio de endereçamento estático, mais provável se o dispositivo estiver permanentemente conectado à rede. Durante o processo DHCP, ou se o IP do dispositivo estiver definido estaticamente, o(s) endereço(s) do servidor DNS (Domain Name System) precisará ser identificado e o tempo de resposta do servidor DNS, verificado. A ferramenta também deve ser resistente ao futuro, ao poder verificar endereçamento IPv6.

Ter um autoteste padronizado garante que os mesmos testes sejam feitos por várias ferramentas e técnicos. Isso fornece testes coerentes por todo o projeto e rapidamente mostra quaisquer anomalias entre os testes.

Outro recurso útil é a capacidade de validar o cabo físico e identificar distância-à-falha, seja um par aberto, curto ou dividido. Também é útil identificar rapidamente pares invertidos e cruzados.

Figura 3: Resultado do teste do cabo LinkRunner G2.

Implantando dispositivos IOT LAN sem fio 802.11

Assim com dispositivos Ethernet com fio, os dispositivos de LAN sem fio 802.11 também precisarão ser verificados durante a instalação, validação e estágios de manutenção contínua de seu ciclo de vida.

Primeiro, os dispositivos IoC sem fio devem ser programados com as credenciais específicas para se conectar à área correta ou apropriada da rede, geralmente através de um SSID específico (Service Set Identification ou nome da rede). As conexões podem ser monitoradas/verificadas por um dispositivo de teste para garantir que o dispositivo esteja conectado ao ponto de acesso correto (AP) e ao SSID.

Figura 4: Teste de detalhes do ponto de acesso do AirCheck G2.

Figura 5: Teste de utilização do canal do AirCheck G2.

A próxima capacidade a ser verificada é roaming, onde você precisa verificar se um dispositivo pode se mover ao redor do edifício ao se associar novamente ao AP mais próximo. Uma perda na conectividade pode fazer com que o dispositivo saia de um aplicativo ou interrompa a ligação, se for uma conexão VoIP (Voice over Internet Protocol).

Se um dispositivo IoC sem fio cai intermitentemente, não pode se conectar ou tem conexão lenta, pode ser que o canal sem fio ou canais ligados sofram interferência de um dispositivo cabeado, como um microondas ou câmera de vigilância analógica. Isso pode ser identificado usando um analisador de espectro ou uma ferramenta que pode diferenciar entre sinais de radiofreqüência (RF) sem fio e cabeados, por canal.

Figura 6: Visão geral do interferente AirCheck G2 Wi-Fi.

Figura 7: Teste de verificação de AirCheck G2 iPerf.

Se houver um número muito grande de dispositivos IoT conectados à rede, pode haver uma falta de capacidade ou de taxa de transferência disponível na rede. Isso pode ser verificado usando uma ferramenta de teste com algum tipo de verificação de desempenho de taxa de transferência através da conexão sem fio de volta através da rede para uma conexão Ethernet com fio

Além disso, poder visualizar e controlar remotamente um testador, bem como um repositório central de resultados acessíveis por várias pessoas, pode reduzir o tempo da resolução de problemas, facilitando a colaboração com os engenheiros remotos.

Conclusão

A proliferação de muitos dispositivos IoC conectados ao ambiente de rede de hoje desafia as organizações a fazer mais com a mesma equipe. Ela também cria o potencial para aumentar a complexidade do gerenciamento de projetos em silos organizacionais e fornecedores externos. Portanto, à medida que você gerencia e suporta a implantação de mais e mais dispositivos conectados à rede, pense em como você pode expandir sua capacidade de gerenciar o projeto permitindo mais recursos, construindo a colaboração entre as equipes e garantindo que você tenha a visibilidade que você precisa para evitar acusações.

As organizações que implantam essas ferramentas e capacitam técnicos de campo para desempenhar um papel maior durante a implantação e a resolução de problemas de pós-implantação encontram uma melhor colaboração com a realização mais rápida de engenharia do ROI do projeto. Além disso, essas ferramentas fornecem um meio para acabar com as acusações entre os membros da equipe ou vendedores externos, em caso de problema.

Você pode aprender mais sobre soluções de teste específicas, em:
https://enterprise.netscout.com/industries/handheld-network-test-solutions

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