Un dispositivo informático es un sistema informático con una combinación de hardware , software o firmware que está diseñado específicamente para proporcionar un recurso informático particular. Dichos dispositivos se conocen como electrodomésticos debido a la similitud en la función o la gestión con un electrodoméstico , que generalmente están cerrados y sellados , y no pueden ser reparados por el usuario o el propietario. El hardware y el software se entregan como un producto integrado e incluso pueden preconfigurarse antes de la entrega a un cliente, para proporcionar una solución llave en mano para una aplicación particular. A diferencia de las computadoras de uso general, los electrodomésticos generalmente no están diseñados para permitir que los clientes cambien el software y el sistema operativo subyacente , o para reconfigurar de manera flexible el hardware.
Tradicionalmente, las aplicaciones de software se ejecutan sobre un sistema operativo de propósito general , que utiliza los recursos de hardware de la computadora (principalmente memoria, almacenamiento en disco, potencia de procesamiento y ancho de banda de red) para satisfacer las necesidades informáticas del usuario. El principal problema con el modelo tradicional está relacionado con la complejidad. Es complejo integrar el sistema operativo y las aplicaciones con una plataforma de hardware, y complejo brindarle soporte después.
Al limitar estrictamente las variaciones de hardware y software, el dispositivo se puede implementar fácilmente y se puede utilizar sin tener conocimientos de TI tan amplios (o profundos). Además, cuando aparecen problemas y errores, el personal de soporte rara vez necesita analizarlos en profundidad para comprender el asunto a fondo. El personal solo necesita capacitación sobre el software de administración del dispositivo para poder resolver la mayoría de los problemas.
En todas las formas de modelo de dispositivo informático, los clientes se benefician de una operación sencilla. El dispositivo tiene exactamente una combinación de hardware, sistema operativo y software de aplicación, que se ha preinstalado en la fábrica. Esto evita que los clientes tengan que realizar un trabajo de integración complejo y simplifica enormemente la resolución de problemas. De hecho, esta característica de "operación llave en mano" es el beneficio principal que buscan los clientes al comprar dispositivos.
Para ser considerado un dispositivo, el dispositivo (de hardware) debe estar integrado con el software, y ambos se suministran como un paquete. [ cita requerida ] Esto distingue a los electrodomésticos de las soluciones "caseras" o de las soluciones que requieren implementaciones complejas por parte de integradores o revendedores de valor agregado (VAR).
El enfoque de dispositivos ayuda a desacoplar los distintos sistemas y aplicaciones, por ejemplo, en el centro de datos. Una vez que se desacopla un recurso, en teoría también se puede centralizar para que se comparta entre muchos sistemas, se gestione y optimice de forma centralizada, todo ello sin necesidad de realizar cambios en ningún otro sistema.
Ventajas y desventajas del enfoque basado en dispositivos informáticos
La principal desventaja de implementar un dispositivo informático es que , dado que están diseñados para suministrar un recurso específico, suelen incluir un sistema operativo personalizado que se ejecuta sobre hardware especializado, y es poco probable que ninguno de ellos sea compatible con los demás sistemas implementados previamente. Los clientes pierden flexibilidad.
Se podría pensar que un sistema operativo integrado propietario, o un sistema operativo dentro de una aplicación, puede hacer que el dispositivo sea mucho más seguro frente a los ciberataques habituales. Sin embargo, la realidad es todo lo contrario. La seguridad por oscuridad es una mala decisión de seguridad y los dispositivos suelen estar plagados de problemas de seguridad, como lo demuestra la proliferación de dispositivos IoT . [1]
Tipos de electrodomésticos
Un dispositivo de seguridad de red Niksun utilizado por el ejército de EE. UU. (2016)
La variedad de dispositivos informáticos refleja la amplia gama de recursos informáticos que proporcionan a las aplicaciones. Algunos ejemplos:
Aparatos de almacenamiento
Proporcionar cantidades masivas de almacenamiento y funcionalidad adicional de nivel superior (por ejemplo, duplicación de discos y distribución de datos ) para múltiples sistemas conectados mediante el paradigma informático de redes de área de almacenamiento local transparentes. [2] [ cita irrelevante ]
Dispositivos informáticos que son software de copia de seguridad integrado y destinos de copia de seguridad, a veces con hipervisores para respaldar la recuperación ante desastres local de servidores protegidos. Suelen ser una puerta de entrada a una solución completa de recuperación ante desastres como servicio (DRaaS).
dispositivos informáticos que están diseñados para proteger las redes informáticas del tráfico no deseado.
Dispositivos de puerta de enlace IIoT y MES
Dispositivos informáticos diseñados para traducir datos de forma bidireccional entre sistemas de control y sistemas empresariales. Las aplicaciones de firmware integradas y propietarias que se ejecutan en el dispositivo utilizan conexiones punto a punto para traducir datos entre dispositivos de campo en sus protocolos de automatización nativos y sistemas MES a través de sus API , ODBC o interfaces RESTful .
una aplicación de software que se puede combinar con un sistema operativo (JeOS) suficiente para que funcione en un hardware estándar de la industria o en una máquina virtual. En esencia, la distribución de software o el firmware que ejecuta un dispositivo informático.
Consisten en un sistema operativo integrado de "estilo hipervisor" que se ejecuta en el hardware del dispositivo. La capa de hipervisor se adapta al hardware del dispositivo y el cliente no puede modificarla, pero el cliente puede cargar otros sistemas operativos y aplicaciones en el dispositivo en forma de máquinas virtuales.
Electrodomésticos
Un enrutador inalámbrico Linksys sobre un módem de cable Comcast en un entorno doméstico (2006)
Además de su implementación en centros de datos, muchos dispositivos informáticos son utilizados directamente por el público en general. Entre ellos se incluyen: [ cita requerida ]
Los usos del consumidor enfatizan la necesidad de que un aparato tenga una fácil instalación, configuración y operación, siendo necesario poco o ningún conocimiento técnico.
El mundo de la automatización industrial ha sido rico en electrodomésticos. Estos electrodomésticos han sido reforzados para soportar temperaturas y vibraciones extremas. Estos electrodomésticos también son altamente configurables, lo que permite la personalización para satisfacer una amplia variedad de aplicaciones. Los beneficios clave de un electrodoméstico en la automatización son:
Tiempo de inactividad reducido : un dispositivo averiado generalmente se reemplaza con un reemplazo COTS (" comercial listo para usar ") y su tarea se vuelve a cargar rápida y fácilmente desde una copia de seguridad.
Altamente escalables : los dispositivos suelen ser soluciones específicas para un área de una planta o un proceso. A medida que cambian los requisitos, se logra la escalabilidad mediante la instalación de otro dispositivo. Los conceptos de automatización se replican fácilmente en toda la empresa mediante la estandarización de los dispositivos para realizar las tareas necesarias, en lugar de tener que desarrollar esquemas de automatización personalizados para cada tarea.
Bajo costo total de propiedad (TCO ) : los dispositivos son desarrollados, probados y respaldados por proveedores de productos de automatización y se someten a un nivel de pruebas de calidad mucho más amplio que las soluciones de automatización diseñadas a medida. El uso de dispositivos en la automatización reduce el nivel de pruebas necesarias en cada aplicación individual.
Tiempo de diseño reducido : los dispositivos realizan funciones específicas y, aunque son altamente configurables, suelen estar autodocumentados. Esto permite que las soluciones basadas en dispositivos se transfieran de un ingeniero a otro con una necesidad mínima de capacitación y documentación.
PLC (controlador lógico programable) : Los controladores lógicos programables son dispositivos que se utilizan normalmente para el control discreto y ofrecen una amplia gama de opciones de entrada y salida. Se configuran mediante lenguajes de programación estandarizados como IEC-1131.
SLC (controlador de lazo único) : los controladores de lazo único son dispositivos que monitorean una variable de entrada y efectúan cambios en una salida de control (variable manipulada) para mantener la variable de entrada en un punto de ajuste.
PAC (controlador de automatización programable) : los controladores de automatización programables son dispositivos que incorporan propiedades tanto de los PLC como de los SLC, lo que permite la integración del control analógico y discreto.
EATM (módulos de transacción de dispositivos empresariales) : los módulos de transacción de dispositivos empresariales son dispositivos que afectan las transacciones de datos desde los sistemas de automatización de la planta a los sistemas empresariales de la empresa. Se comunican con los equipos de la planta a través de varios protocolos de automatización de proveedores y se comunican con los sistemas empresariales a través de protocolos de comunicación de bases de datos como JMS ( servicio de mensajes Java ) y SQL ( lenguaje de consulta estructurado ).
Estructura interna
Existen varios patrones de diseño adoptados por los proveedores de dispositivos informáticos, algunos de los cuales se muestran a continuación. Dado que todo el concepto de un dispositivo se basa en mantener estos detalles de implementación fuera del alcance del usuario final, es difícil hacer coincidir estos patrones con dispositivos específicos, en particular porque pueden cambiar y lo hacen sin afectar las capacidades externas o el rendimiento.
Chip especial : el fabricante fabrica un ASIC , sin ningún "software" o sistema operativo independiente. El dispositivo tiene una interfaz limitada, normalmente una consola de terminal o basada en la web, para permitir que el personal de TI realice alguna configuración básica. El fabricante suele proporcionar alguna forma de acceder a mecanismos de configuración más profundos. El dispositivo de computación Java Vega 3 de Azul Systems es un ejemplo; las modificaciones especiales de hardware del chip permiten escalar las aplicaciones Java.
Núcleo de software especial : el proveedor utiliza o crea una computadora de propósito general y diseña un nuevo sistema operativo que integra la aplicación en el sistema operativo. El IOS de Cisco es un ejemplo; el sistema operativo similar a Unix tiene funciones de firewall y comandos de configuración de red/firewall integrados. A veces, el dispositivo también está sellado, por lo que el consumidor no tiene acceso para reinstalar el sistema operativo o reemplazarlo por otro sistema operativo. El consumidor también puede estar restringido a un pequeño grupo de comandos de configuración, mientras que las funciones más detalladas y de nivel inferior del sistema operativo solo están disponibles para el proveedor. Cuanto más se lleva a cabo este enfoque "bloqueado", más se acerca este tipo de dispositivo a parecerse a un dispositivo ASIC.
Aplicación especializada : se utilizan sistemas operativos y computadoras comerciales, pero la interfaz de usuario y la "caja" están diseñadas de modo que el usuario no pueda acceder a nada en la computadora, excepto a la interfaz de la aplicación que ha creado el proveedor. Dado que la arquitectura informática subyacente está bloqueada y es esencialmente invisible, resulta difícil discernir que el dispositivo realmente funciona sobre hardware y sistemas operativos de propósito general. Linux, y BSD en menor grado, se ha convertido en el sistema operativo de elección para este tipo de dispositivo. Recientemente, el término dispositivo de software también se ha utilizado para describir una combinación de caja negra preempaquetada.
Dispositivo virtual : en este caso, el hardware en sí ha desaparecido por completo y se ha convertido en un dispositivo virtual (también conocido como dispositivo de software virtual) que utiliza cualquiera de varias tecnologías de máquina virtual . En esta máquina virtual se encuentra esencialmente la misma pila de software más el sistema operativo que en la alternativa de "aplicación especializada".
A veces, estas técnicas se combinan. Por ejemplo, un dispositivo VPN puede contener un firewall de software de acceso limitado que se ejecuta en Linux, con un ASIC de cifrado para acelerar el acceso a la VPN.
Algunos dispositivos informáticos utilizan almacenamiento de estado sólido , mientras que otros utilizan un disco duro para cargar un sistema operativo. Nuevamente, los dos métodos pueden combinarse: un servidor de impresión ASIC puede permitir un disco duro opcional para la cola de trabajos, o un dispositivo basado en Linux puede codificar Linux en el firmware , de modo que no se necesite un disco duro para cargar el sistema operativo. [5]
^ "Los problemas de seguridad y privacidad que trae consigo la Internet de las cosas". Business Insider .
^ Centro de datos SAN Archivado el 2 de mayo de 2005 en Wayback Machine - Network World
^ Enrutadores Archivado el 9 de septiembre de 2011 en Wayback Machine - About.com
^ Definición de: dispositivo de red - Pcmag.com
^ Smith, Bob; Hardin, John A; Phillips, Graham; Pierce, Bill (2007). Diseño de dispositivos Linux: una guía práctica para construir dispositivos Linux. No Starch Press. pp. xvii. ISBN978-1-59327-140-4. Consultado el 6 de mayo de 2008 .
Enlaces externos
Comentarios del grupo asesor de ARC sobre los módulos de transacciones de dispositivos empresariales
Dispositivos informáticos: Informe Monash, diciembre de 2006
