Gateway redundante IoT com uso de Fog Computing

Abstract

A Internet das Coisas (IoT) está se popularizando cada vez mais, tanto nas soluções industriais quanto nas residenciais. Em conjunto com a computação ubíqua, vários objetos do cotidiano estão ganhando poder de processamento e formas de se comunicar entre si, com a rede local e com a Internet. Smartphones, smartbands, smartwatches e qualquer outro dispositivo "inteligente", como geladeiras que notificam o usuário sobre algum produto que acabou ou quando o filtro deve ser trocado, estão cada vez mais comuns e acabam facilitando e modificando a rotina das pessoas sem que percebam. Dispositivos IoT em ambientes mais críticos, como Data Centers, fábricas e hospitais, estão rapidamente se espalhando e se tornando gradativamente mais necessários para os pro- cessos, monitoramentos e manutenções de sistemas e ambientes, sendo possível acompanhar remotamente e praticamente em tempo real suas características e ainda prever falhas e pro- blemas que ainda estão para acontecer. Big Data e Cloud Computing são conceitos bem íntimos de Internet das Coisas e de manutenção preventiva, mas certas ocasiões exigem uma resposta rápida do middleware, quando um determinado atuador precisa ser acionado, por exemplo. Se esse middleware estiver hospedado na nuvem, a latência pode ser um problema. Além disso, redes IoT costumam ser heterogêneas, sendo compostas de dezenas ou até centenas de dispositivos com diferentes atributos, como poder variável de processamento e armazenamento e diversas maneiras de se comunicar. Para permitir que todos esses dispo- sitivos se comuniquem entre si e com a rede, é comum utilizar um equipamento chamado gateway IoT, que pode receber e enviar dados utilizando vários protocolos de comunicação, como HTTP, MQTT, Bluetooth e Zigbee. Por ser um elemento de tamanha importância na rede, o gateway IoT acaba se tornando um ponto único de falha em ambientes críticos. Soluções para esse problema incluem a aplicação de redundância, garantindo alta disponibilidade do gateway IoT. Para reduzir a latência e utilizar recursos ociosos disponíveis após a implementação do gateway IoT re- dundante, também é possível aplicar a arquitetura de Fog Computing, estendendo a Cloud Computing para a borda da rede. Esse trabalho apresentará uma proposta que ataca diretamente a vulnerabilidade do ga- teway IoT sendo um ponto único de falha utilizando a redundância e a Fog Computing para trazer mais benefícios a uma rede IoT.