Por qué IoT y sistemas embebidos si trabajás en un banco

...o cualquier trabajo que aparentemente no tenga sistemas embebidos ni nada que ver con IoT.

 

Buena pregunta, un banco es el terreno del mainframe rodeado de bases de datos y servidores diversos que atienden vía web en el home banking, en las aplicaciones mobile, por terminales diversas a empleados, en ATM, en encoladores, dispensadores de tarjetas y ahí ya te estoy contestando un poco, pues todos estos últimos vienen a ser el terreno de los SSEE.

Que un sistema esté implementado con "commodity hardware", off-the-shelf cómo le dicen, es una cuestión completamente táctica, no afecta su esencia.

Tenemos a grandes rasgos que si una computadora lo que más hace es operaciones específicas atendiendo quizás multitud de orígenes, le decimos servidor. Puede tener pantalla y teclado, es irrelevante. Puede ser una raspberry-pi, su función es servidor. Si tenemos un montón dependiendo de como estén organizadas, son cloud, farms, supercomputadoras.

Tenemos que si tiene KVM (Keyboard Video Mouse - Teclado Video Mouse) y es de uso general, ya sea en formato laptop o desktop, le decimos "Estación de Trabajo", la compu, una PC.

Si en lugar de KVM tiene una pantalla táctil y un par de botones, funciona con batería, entra en el bolsillo y tiene wifi y pegada una línea de teléfono somos lo suficientemente smart para denominarlo "mobile".

Una y otra vez, no dejan de ser computadoras.

Cuando tenemos una computadora que tiene un teclado loco o ni tiene, que anda en batería encima de un poste o bajo tierra, que maneja a una máquina, que es tan chica que apenas le entra un hello world, que la mayor parte del tiempo se la pasa durmiendo, se despierta unos milisegundos, mide un sensor, lo transmite y vuelve a dormir, que desde que se prende ejecuta el mismo conjunto de programas en lugar de ir ejecutar programas arbitrarios, que en realidad son varias distintas haciendo lo mismo y comparando que estén haciendo realmente lo mismo, que es tán... lo que sea, estamos en el terreno de los SSEE.

Si no tiene nada salvo un montón de conexiones de red, como un switch, un router, un firewall, balanceador de carga, es equipamiento de comunicaciones, SE.

Entonces, una PC común dentro de un ATM, un sistema de dispensador de turnos o de reconocimiento facial, no es una PC, es un SE. Para contrastar, una raspberry-pi a la cual le conectás KVM y no usas los GPIO (los cablecitos para leer botones y prender leds) para mi deja de ser un SE y pasa a ser una PC.

No es lo mismo sin embargo un SE que nace como tal y se usa como SE que usar una PC con el mismo propósito. Esto es en parte por el hardware, que en la PC es de uso general, debe funcionar lo mejor posible en situaciones muy distintas. Contrastando, los SSEE acostumbran usar hardware especializado para lo que van a hacer, pueden estar optimizados para bajo consumo, tiempo real, mínima latencia, infernal paralelismo, ínfimo precio, obviamente no todos a la vez, es como la regla del PM: rápido, barato, bueno, elegí sólo dos.

En el motor de un auto debe ir inevitablemente un SE, pues una PC no soporta las vibraciones, temperaturas y ruido eléctrico ni los requerimientos de tiempo real de que la chispa ocurra en ese preciso instante.

En un equipo médico de soporte vital debe ir un SE, pues no puede colgarse ni ponerse a hacer otra cosa que la que está haciendo.

En un ATM, será más lenta la PC o consumirá más que el SE, pero no hay actividades críticas a nivel de hardware. En realidad si hay pero a nivel de cada dispositivo, el lector de la autenticación, el lector de cheques, el expendedor, que  tienen su propio SE, orquestados por la PC. Es por eso que en un ATM se puede usar una PC, por que las actividades especiales no las lleva adelante la PC, si no estos SSEE específicos.

No es nada novedoso, incluso dentro de la PC hay SSEE, como la controladora de disco rígido, ya he lidiado con eso al intentar rescatar un microcontrolador 8051 de un disco. El teclado tiene un microcontrolador, es un SE.

Siguiendo por el resto del banco, de modo directo tenemos esos SSEE y de modo indirecto, de soporte tenemos cámaras IP, sistemas de alarmas, control de acceso, la controladora de los ascensores si los hay, aire acondicionado.

Si por algún motivo se pudiera saltar de la red de las cámaras IP o cualquier otro sistema de soporte a las otras redes, entonces la seguridad de esas redes nos interesa tanto como la propia del "negocio".

Este salto puede ser por compartir la red aunque esté segregada de modo lógico (buscá VLAN), puede haber un componente con una patita en cada red, pueden tener un almacenamiento o servidor común en Cloud.

 

Falta IoT

 

IoT parece ser un montón de dispositivos (evidentemente SSEE) comunicándose entre ellos o con servidores, recolectando información y actuando. Por ejemplo ese coso que se llama Alexa que le decís "quiero escuchar música de ascensor" y te pasa esa música por el SmartTV, o que controles algún automatismo de tu casa desde el SmartPhone o que si bajó el nivel de humedad de las macetas y no hay pronóstico de lluvia cercano, se abra una válvula y haya riego.

La clave que diferencia o mejor dicho lo que extiende SSEE a IoT es la comunicación. Un lavarropas por mucho microcontrolador que tenga, si no tiene conexión a algo, no es IoT. Y claramente la comunicación no es un mero capricho de la gente de marketing, es para poder controlar el lavaropas remotamente y/o poder obtener telemetría.

Un componente con un protagonismo no del todo evidente en todos esos ejemplos es que buena parte de la inteligencia no está en los dispositivos, está en algún servidor o conjunto, ya sea en Cloud o en un servidor local. Y lo interesante es que la complejidad y extensión de estos servidores es probablemente siempre superior a la de los dispositivos. Y quizás fundamentalmente, los datos y el control están en esos servidores.

En el caso de Alexa, el dispositivo probablemente sea un microcontrolador con un parlante, un micrófono, una conexión wifi y otra bluetooth. El código seguramente sea un loop que va comprimiendo y transfiriendo el audio a Cloud, donde es reconocido y se generan los comandos que luego se envían al SmartTV, sistema un poco más complicado pero no por el aspecto IoT, la parte IoT es sólo que ejecute una acción que normalmente se hace manualmente. De hecho, si se usara siempre con Alexa, se podría simplificar, ser menos Smart.

 

Visión IoT vs SSEE

 

Este gráfico es una simplificación extrema, las formas tan pronunciadas son para no entrar en discusiones de detalles de cuál sería la verdadera forma, si más redonditas. Pensá que SSEE en principio no tiene nada que ver con los servidores de la izquierda, pero para comprender bien el funcionamiento de estos tenés que saber de arquitectura de computadoras y eso claramente no es terreno de IoT, si de SSEE, pues una vez que comprendiste un ARM o un RISC-V estás a centímetros de comprender un x86, si es que los servidores no son ARM.

Entonces, el eje del conocimiento de IoT termina siendo en realidad el conocimiento de la infraestructura de soporte, condimentado con los casos de Edge Processing, donde la inteligencia vuelve al dispostivo, esto es por ejemplo cuando se transmite un video sólo cuando se detecta un evento complejo como el reconocimiento de que hay una cara. Se envía al servidor la foto y este reconoce la identidad de la cara. Reconocer que hay una cara no es tarea menor y ahorra un montón de ancho de banda.

O un vehículo autónomo, a dónde va a ir se lo dice el sistema central, quizás más o menos por dónde, pero el cómo, el evitar chocar lo va a resolver por si mismo.

Otra característica que mueve el eje es cuando hay condiciones "especiales", para llamarlas de alguna manera, esto es, por ejemplo cuando hay distancias apreciables y la fuente de alimentación es restringida, lo cual te obliga a usar protocolos de bajo consumo, ya no es entonces uso WiFi cero cerebro, hay que estudiar un poquito mejor el asunto.

Y a lo que se está yendo, pero me parece que aún no es tan importante, es la coordinación autónoma entre los dispositivos. Por ahora es más sencillo que el sensor de humedad le diga al servidor que la maceta está seca y éste le diga a la válvula de riego que se abra. Es que ni el sensor ni la válvula saben cual es el pronóstico para las próximas horas. Y un auto claramente puede negociar mucho mejor el cruce en una calle sin semáforo comunicándose con los autos cercanos, pero no puede anticipar una congestión un kilómetro más adelante así.

Volviendo a un banco, tenemos que aunque un poco distintos, con respecto a las estaciones de trabajo, notebooks y SmartPhones al menos, se tiene un problema similar al de IoT respecto al inventario, tracking, actualización de imagen en el caso de IoT más básico, del sistema operativo y aplicaciones en no IoT, autenticación de los dispositivos.

Respecto a los ATM el aspecto de desatendido y que se protejan de ataques físicos, no sólo físicos físicos, para eso está el blindaje, sino para que no se les haga escupir billetes conectándole un cable en el expendedor.

Asi que aunque en mi caso lo que prima es mi interés natural por SSEE e IoT, a cualquier persona técnica lo que aprenda de arquitecturas y seguridad le servirá de modo directo pues no dejemos de ver que los ATM son los que entregan la plata y aunque parezcan PCs adornadas, son SSEE. El resto forma parte de la superficie de ataque y en todo caso servirá de modo indirecto pues se aprende mucho al cruzar campos de conocimiento.