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Un nuevo framework para aplicaciones de uso intensivo de datos en entornos híbridos cloud/fog

Aitor Fernández, investigador del centro tecnológico IK4-Ideko

14/06/2017
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Existe una creciente necesidad de desarrollar aplicaciones de uso intensivo de datos (AUID) capaces de gestionar cada vez más cantidades de información procedentes de fuentes diversas y heterogéneas de manera eficaz, rápida, correcta y segura. Sin embargo, el actual paradigma cloud computing no es totalmente adecuado para el almacenamiento y análisis de estos datos, puesto que la latencia, la seguridad y las restricciones de conformidad siguen siendo barreras importantes. De hecho, aunque la escalabilidad, fiabilidad y precio son elementos que hacen del cloud computing un modelo ciertamente beneficioso, las barreras arriba indicadas están obstaculizando su adopción total.

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Al mismo tiempo, el paradigma fog computing ha emergido como un modelo que promete aprovechar al máximo el potencial de los bordes o extremos de la red, es decir, aprovechar al máximo el potencial de los dispositivos tradicionales como ordenadores o PC industriales. Este modelo también es útil en las nuevas generaciones de dispositivos inteligentes, que pueden procesar los datos cerca de donde se producen o se consumen.

El inconveniente reside en el hecho de que el fog computing no puede garantizar la misma fiabilidad y escalabilidad que el modelo cloud computing. En este escenario, los desarrolladores de AUIDs deben lidiar continuamente con datos dispersos en entornos heterogéneos, distribuidos y con la complejidad de infraestructuras compuestas por sensores, dispositivos inteligentes o dispositivos tradicionales. Además, deben también focalizarse en la definición de los datos que sus aplicaciones necesitan, la calidad mínima exigible y cómo deben procesarlos dependiendo de su formato y origen. Es por ello que se requieren soluciones innovadoras que simplifiquen y den soporte al desarrollo y ejecución de AUIDs.

La adopción de una estrategia híbrida que englobe las fortalezas de los entornos cloud/fog para almacenar y procesar datos puede mejorar el tiempo de respuesta, la resistencia y la conectividad asegurando la seguridad mientras se reduce la latencia.

Un proyecto para desarrollar un nuevo marco de trabajo

El proyecto europeo Ditas (Data-intensive applications improvement by moving data and computation in mixed cloud/fog environments), en el que participa el centro tecnológico vasco IK4-Ideko, propone la creación de un nuevo framework para desarrolladores, que será liberado como software libre y que permitirá superar las barreras que ahora dificultan la adopción cloud computing. También potenciará la adopción del paradigma fog computing mediante la explotación del potencial de ambos modelos de forma sinérgica.

El proyecto propone un novedoso enfoque para el desarrollo de AUIDs basado en un modelo de contendores de datos virtuales —Virtual Data Containers (VDC)— el cual permitirá a los desarrolladores definir los requisitos de datos. Es decir, qué datos necesita su aplicación para funcionar.

El contenedor se encargará de proveer datos de forma segura en el momento preciso ocultando al usuario la infraestructura subyacente potencialmente compuesta por diferentes plataformas, sistemas de almacenamiento, proveedores cloud o capacidades de red.

Entre los varios objetivos del proyecto se encuentran:

1. Mejorar la productividad de los desarrolladores de aplicaciones en la creación, implementación y administración de las mismas.

2. Mejorar la gestión de datos en entornos mixtos cloud/fog

3. Permitir la ejecución de AUIDs en entornos cloud/fog de forma sencilla

4. Proporcionar un conjunto de estrategias para mejorar la ejecución de las AUIDs.

Soluciones innovadoras para aplicaciones de uso intensivo de datos

Este framework innovador ayudará a simplificar el desarrollo y mejorar la ejecución de aplicaciones de uso intensivo de datos que son ahora, y todavía lo serán más en el futuro, cruciales para las organizaciones y empresas que desean sacar partido a sus datos de manera eficiente, fiable, escalable y segura.

Los desarrolladores de aplicaciones son los principales beneficiarios de los resultados del Ditas, ya que les ofrecerá la posibilidad de incrementar la productividad a la hora de diseñar y poner en marcha sus aplicaciones facilitándoles la gestión de los datos.

La implementación de estas soluciones permitirá a los desarrolladores centrarse únicamente en la lógica de la aplicación: cómo, cuándo y dónde almacenar los datos. Y podrán dejar al entorno de ejecución de Ditas la responsabilidad de encontrar, procesar y entregar los datos según las necesidades de la misma.

Dos escenarios para validar la nueva tecnología

El proyecto Ditas prevé validar los resultados en dos sectores distintos: Industria 4.0 y e-Salud. Ambos ámbitos tienen en común una creciente tendencia al desarrollo de aplicaciones inteligentes basadas en datos. Sin embargo, los requisitos de cada sector en términos de rendimiento, calidad de los datos, seguridad o privacidad son muy diferentes. También difiere el formato de los datos, su origen y almacenamiento. La heterogeneidad de ambos escenarios permitirá al equipo de Ditas proponer una solución con aplicaciones focalizadas en dominios dispares.

En el caso de la Industria 4.0, escenario liderado por IK4-Ideko, se pretende demostrar cómo usando el framework Ditas, será muy sencillo desarrollar, desplegar y mantener aplicaciones basadas en datos generados por sensores, actuadores y máquinas que estén alojados, tanto en proveedores Cloud, como en las propias instalaciones donde se encuentra la máquina.

También se demostrará cómo el desarrollador puede abstraerse de la ubicación de los datos que su aplicación necesita en cada momento, ya que el propio framework se encargará de ponerlos a disposición de la misma cuando sea necesario.

En el segundo de los escenarios, Ditas pretende demostrar la facilidad de desarrollar aplicaciones que requieran procesar y mover datos desde los centros de salud donde han sido recopilados hasta entornos Cloud, garantizando el cumplimiento con la seguridad y políticas de privacidad con que cuentan este tipo de datos y que el framework propuesto por Ditas permitirá definir.

El consorcio, liderado por la empresa española de transformación digital Atos, está compuesto por un total de 8 socios de 6 países europeos diferentes. El proyecto, que arrancó en enero de 2017, tiene una duración de tres años y cuenta con un presupuesto de 4,4 millones de euros financiados por la Comisión Europea a través del programa ICT (Information and Communication Technologies) perteneciente a Horizonte 2020.

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Aitor Fernández, investigador del centro tecnológico IK4-Ideko.

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