Thế giới Internet tương lai với IPv6, IoT và Cloud

VietTimes -- IPv6 đảm bảo hạ tầng kết nối, nền tảng để xây dựng và phát triển mạng IoT, Cloud đóng vai trò thu thập, lưu trữ và phân tích các dữ liệu để giúp mạng IoT có thể hoạt động ổn định an toàn. Đây là các thành phần quan trọng, bổ trợ lẫn nhau để hình thành nên một thế giới Internet phát triển bền vững trong tương lai.

Ảnh minh hoạ.

Ảnh minh hoạ.

Chúng ta đang thực sự sống trong kỷ nguyên của Internet, mà xu hướng IoT đang dần dần trở nên phổ biến. IoT (Internet of Things) là một hệ sinh thái mà trong đó mỗi cá nhân, đồ vật đều được cung cấp một định danh riêng và tất cả đều có khả năng truyền tải, trao đổi thông tin, dữ liệu mà không cần đến sự tương tác trực tiếp giữa người với người hay người với máy tính.

Trong môi trường của IoT, tất cả các thiết bị đều có thể giao tiếp với nhau thông qua mạng Internet như: điện thoại thông minh, tai nghe, bóng đèn, tủ lạnh, ti-vi... IoT phát triển đồng nghĩa với sự gia tăng của số lượng các thiết bị kết nối và dữ liệu trao đổi trên mạng Internet. Theo thống kê của Cisco, năm 2016 cả thế giới đã có hơn 22 tỷ thiết bị kết nối vào mạng Internet và tổng dữ liệu Internet toàn cầu đã chính thức đạt mốc 1 ZB/ năm, trung bình 88.7 EB/ tháng.  ( 1 ZB = 1000 EB = 1012 GB).

Dự báo lưu lượng IP toàn cầu 2015 – 2020. (Nguồn: Cisco VNI Global IP Traffic Forecast, 2015 – 2020)Dự báo lưu lượng IP toàn cầu 2015 – 2020. (Nguồn: Cisco VNI Global IP Traffic Forecast, 2015 – 2020)

Theo dự báo của các chuyên gia, IoT sẽ còn phát triển mạnh hơn nữa trong những năm tới, đến năm 2020 sẽ có khoảng 50 tỷ thiết bị được kết nối. Điều này thực sự sẽ mở ra một viễn cảnh mới, một hệ thống Internet vô cùng rộng lớn và phát triển mạnh mẽ trong tương lai.

Xu hướng IoT và Cloud

50 tỉ thiết bị được kết nối vào năm 2020; đây là một con số khổng lồ và sẽ tạo ra một lượng dữ liệu vô cùng lớn được thu thập từ các thiết bị trong mạng IoT. Điều này đòi hỏi phải có nền tảng đủ mạnh và linh hoạt để phân tích, lưu trữ; đồng thời có khả năng phát triển các ứng dụng tương hỗ với IoT. Những yêu cầu trên sẽ hoàn toàn được đáp ứng, nếu chúng ta triển khai IoT kết hợp với hạ tầng điện toán đám mây (Cloud Computing).

Thế giới Internet tương lai với IPv6, IoT và Cloud  - ảnh 2Điện toán đám mây.

Điện toán đám mây có thể cung cấp cơ sở hạ tầng ảo hóa cho các ứng dụng, thiết bị giám sát, thiết bị lưu trữ, công cụ phân tích, nền tảng hình ảnh... Mô hình dựa trên tiện ích cung cấp bởi điện toán đám mây sẽ cho phép các doanh nghiệp và người dùng truy cập các ứng dụng theo yêu cầu mọi lúc, mọi nơi và bất cứ đâu. Một số nền tảng đám mây IoT lớn và phổ biến nhất hiện nay bao gồm Amazon Web Services, GE Predix, Google Cloud IoT, Microsoft Azure IoT Suite, IBM Watson và Salesforce IoT Cloud.

Nghiên cứu thống kê của Cisco đã  ước tính  lưu lượng “đám mây” có thể tăng 3,7 lần vào năm 2020, tăng 3,9 zettabytes (ZB) mỗi năm tính từ năm 2015, và  sẽ lên đến 14,1 ZB/năm vào năm 2020.

Dữ liệu lớn (Big Data) và IoT là  yếu tố cốt lõi trong sự tăng trưởng này. Theo các tính toán, đến năm 2020, cơ sở dữ liệu, số liệu phân tích và khối lượng công việc IoT sẽ chiếm 22% tổng khối lượng công việc, so với 20% vào năm 2015. Tổng khối lượng dữ liệu do IoT tạo ra sẽ đạt 600 ZB/năm vào năm 2020, gấp 275 lần so với lượng lưu lượng dự kiến từ trung tâm dữ liệu đến người dùng cuối/thiết bị (2,2 ZB); gấp 39 lần tổng lưu lượng của trung tâm dữ liệu (15,3 ZB).

Xu hướng điện toán đám mây công cộng (Public Cloud) đang phát triển nhanh hơn so với điện toán đám mây riêng (Private Cloud). Một số cuộc khảo sát cũng cho thấy, đến năm 2020,  có khoảng 68% khối lượng công việc trên đám mây  nằm trong các trung tâm dữ liệu đám mây công cộng , tăng so với  49% vào năm 2015; 32% khối lượng công việc trên đám mây sẽ là trong các trung tâm dữ liệu đám mây riêng , giảm so với  51% vào năm 2015.

Xu hướng phát triển phần mềm như dịch vụ SaaS (Software as a Service)  cho các ứng dụng trực tuyến sẽ tiếp tục tăng, thay thế dần  hạ tầng như dịch vụ IaaS (Infrastructure as a Service)  cho máy chủ trực tuyến, dung lượng, lưu trữ. Theo ước tính đến năm 2020, 74% khối lượng công việc của đám mây sẽ là SaaS (tăng từ 65% năm 2015), IaaS sẽ chiếm 17% (giảm từ 26% năm 2015), còn lại là sự phát triển của nền tảng như dịch vụ PaaS (Platform as a Service)  cho các công cụ phát triển, cơ sở dữ liệu, middleware.

Việc phát triển SaaS và nền tảng điện toán đám mây công cộng là sự phát triển tất yếu của công nghệ, trong đó sự phát triển của IoT cũng đóng vai trò quan trọng. Hai xu hướng công nghệ IoT và Cloud sẽ  song song tồn tại và tích hợp trong một hệ sinh thái bền vững.

Hệ sinh thái IoT.Hệ sinh thái IoT.

IPv6 đảm bảo cho sự phát triển của IoT và Cloud

IoT và Cloud phát triển đồng nghĩa với việc gia tăng số lượng thiết bị kết nối và định danh cho mỗi thiết bị trong mạng IoT. Với kịch bản lý tưởng, khi mỗi thiết bị kết nối vào mạng IoT sẽ sử dụng ít nhất một địa chỉ mạng. Với  không gian địa chỉ IPv4 chỉ cung cấp khoảng hơn 4 tỉ địa chỉ,các nhà cung cấp sẽ lựa chọn giải pháp chuyển đổi địa chỉ (NAT – Network Address Translation), tuy nhiên  phương pháp này chỉ là giải pháp kéo dài và duy trì sự tồn tại của IPv4. Đây không thể là giải pháp lâu dài và mang lại sự phát triển bền vững cho IoT. Ngoài ra việc sử dụng NAT còn kéo theo giảm sút về thời gian đáp ứng, chất lượng dịch vụ và kết nối đầu cuối tới đầu cuối (end-to-end) trên hệ thống.

Sự bùng nổ các ứng dụng, dữ liệu, các dịch vụ IT và hơn thế nữa cũng đã nhanh chóng làm cạn kiệt địa chỉ IPv4. Với việc phát triển IoT, gia tăng của dữ liệu lớn, sự dịch chuyển các dịch vụ, ứng dụng lên môi trường điện toán đám mây, cũng ngày càng bộc lộ những điểm hạn chế trong không gian địa chỉ kết nối của IPv4.

Thế hệ địa chỉ mới với không gian địa chỉ rộng lớn lên đến 3,4×1038, vì thế mỗi một người có thể được cung cấp tới  4.000 địa chỉ. Điều này cho thấy khả năng mở rộng vô cùng lớn của không gian địa chỉ IPv6 khi so  với IPv4, và vấn đề đáng lo ngại do sự thiết hụt địa chỉ IP trong việc phát triển IoT và Cloud sẽ được giải quyết hoàn toàn.

Trên GigaOm, với bài viết "Hàng tỷ thiết bị sẽ kết nối trực tuyến, các nhà cung cấp dịch vụ Cloud tốt hơn hết nên nhanh chóng khởi động IPv6", tác giả Barb Darrow nhận định: "Khi chúng ta đang tiến vào kỷ nguyên IoT, với hàng tỷ thiết bị kết nối trực tuyến, chúng ta sẽ cần rất nhiều các địa chỉ IP riêng biệt. Điều đó có nghĩa là các nhà cung cấp dịch vụ Cloud lớn sẽ bắt buộc phải hỗ trợ IPv6”.  Dịch chuyển các dịch vụ, ứng dụng lên môi trường điện toán đám mây cũng là thời điểm tốt để triển khai hỗ trợ IPv6. Phần lớn người dùng cuối và các nhà phát triển ứng dụng thường phải thay đổi hoặc điều chỉnh ứng dụng của họ khi dịch chuyển từ môi trường IT thông thường lên môi trường Cloud, nơi mà họ có thể có những lợi ích như tốc độ cung cấp ứng dụng, khả năng mở rộng,... Đảm bảo cho các ứng dụng và nền tảng Cloud sẵn sàng cho IPv6 là rất quan trọng cho bất cứ quyết định chuyển đổi nào.

Thế giới Internet tương lai với IPv6, IoT và Cloud  - ảnh 4

Ngoài lý do về khả năng kết nối và mở rộng tốt hơn của IPv6, thì vấn đề bảo mật cũng là một trong những lý do khiến IPv6 đóng vai trò quan trọng trong quá trình sử dụng, phát triển IoT và Cloud . Việc phát triển nhanh chóng về IoT và Cloud cũng đặt ra  những thách thức về  khả năng an toàn bảo mật.

Trong một môi trường mà dữ liệu được lưu trữ và chia sẻ liên tục như trong IoT, Cloud; việc tấn công và đánh cắp thông tin hoàn toàn có thể để lại những hậu quả nghiêm trọng. Bản thân IPv6 đã cung cấp các giải pháp bảo mật tốt hơn so với IPv4, bằng cách cho phép mặc định công nghệ IPSec, nghĩa là IPv6 có thể mã hóa các kết nối end-to-end. Quá trình mã hóa và kiểm tra độ toàn vẹn của dữ liệu trong các mạng riêng ảo VPN  (Virtual Private Network) là mặc định trong IPv6, có sẵn trong các kết nối và được hỗ trợ bởi tất cả các thiết bị và hệ thống tương thích.