Gestión de dispositivos IoT con acceso a la red mediante 802.11ax y SDN en el edge para orquestar los flujos de datos

Abstract

Con la llegada de la Industria 4.0 y con el crecimiento del número de dispositivos IoT en este entorno se hace necesario controlar la forma de acceso de estos dispositivos a la red. Debido a la gran cantidad de dispositivos IoT existentes, se hace más conveniente conectarlos a la red mediante una forma de acceso inalámbrica. Existen dos maneras principales de dar acceso a la red de manera inalámbrica, mediante redes WLAN privadas (WiFi) y mediante redes móviles públicas (LTE, 5G). Ambos dos capaces de proporcionar conectividad de gran velocidad a cualquier tipo de dispositivo. La Industria 4.0 tiene varios ámbitos de desarrollo, pero el enfoque de este trabajo se centra en el sector privado en el entorno industrial. Es debido a la estricta normativa de seguridad que imponen las empresas privadas que se ha escogido la vía de acceso mediante WiFi, una red privada desde la que se puedan controlar los accesos de cada dispositivo. Por último, la suma de las redes definidas por software (SDN) y la virtualización de funciones de red (NFV) están llamadas a sustituir, simplificar y optimizar las redes tal y como las conocemos hoy en día, por lo que su extensión a entornos industriales es inevitable. El proyecto por tanto consiste en la aplicación de SDN a un entorno industrial con dispositivos IoT y la orquestación de los flujos de datos de estos últimos estando conectados mediante WiFi 6.

With the arrival of Industry 4.0 and the growth in the number of IoT devices in this environment, it becomes necessary to control the way these devices access the network. Due to the large number of existing IoT devices, it becomes more convenient to connect them to the network through a form of wireless access. There are two main ways to provide wireless network access, via private WLAN (WiFi) and via public mobile networks (LTE, 5G). Both are capable of providing high-speed connectivity to any type of device. Industry 4.0 has several areas of development, but the focus of this thesis is on the private sector in the industrial environment. It is due to the strict security regulations imposed by private companies that the access route via WiFi, a private network from which access to each device can be controlled, has been chosen. Finally, the sum of software-defined networks (SDN) and network function virtualisation (NFV) are called upon to replace, simplify and optimise networks as we know them today, making their extension to industrial environments inevitable. The project therefore consists of applying SDN to an industrial environment with IoT devices and orchestrating the data flows of the latter while connected via WiFi 6.

Amb l'arribada de la Indústria 4.0 i amb el creixement de l'nombre de dispositius IOT en aquest entorn es fa necessari controlar la forma d'accés d'aquests dispositius a la xarxa. A causa de la gran quantitat de dispositius Iot existents, es fa més convenient connectar-los a la xarxa mitjançant una forma d'accés sense fils. Hi ha dues maneres principals de donar accés a la xarxa de manera sense fil, mitjançant xarxes WLAN privades (WiFi) i mitjançant xarxes mòbils públiques (LTE, 5G). Tots dos 2 capaços de proporcionar connectivitat de gran velocitat a qualsevol tipus de dispositiu. La Indústria 4.0 té diversos àmbits de desenvolupament, però l'enfocament d'aquest treball se centra en el sector privat en l'entorn industrial. És a causa de l'estricta normativa de seguretat que imposen les empreses privades que s'ha escollit la via d'accés mitjançant WiFi, una xarxa privada des de la qual es puguin controlar els accessos de cada dispositiu. Finalment, la suma de les xarxes definides per programari (SDN) i la virtualització de funcions de xarxa (NFV) estan cridades a substituir, simplificar i optimitzar les xarxes tal com les coneixem avui dia, pel que la seva extensió a entorns industrials és inevitable. El projecte per tant consisteix en l'aplicació d'SDN a un entorn industrial amb dispositius IOT i l'orquestració dels fluxos de dades d'aquests últims estant connectats mitjançant WiFi juny.