Caracterización y análisis de rendimiento del protocolo Zenoh para su aplicación a entornos IIoT

Abstract

La conectividad y la automatización se han convertido en aspectos esenciales dentro de la Industria 4.0. La profunda evolución del Internet Industrial de las Cosas (IIoT, Industrial Internet of Things) y de los protocolos Internet de las Cosas (IoT, Internet of Things) han facilitado el intercambio de datos en tiempo real y la aparición de nuevos paradigmas de comunicación como Vehicle-to-everything (V2X) y Robot-to-Anything (R2X) han revolucionado la interacción entre vehículos, infraestructura y robots, mejorando la seguridad y eficiencia. En este contexto surge el protocolo Zenoh, destacando por su flexibilidad y eficiencia, siendo adecuado para una amplia gama de aplicaciones en distintas topologías de red. Este Trabajo profundiza en los fundamentos y en el funcionamiento de Zenoh a nivel de red. Se analiza su rendimiento en entornos IIoT mediante pruebas con dispositivos Raspberry Pi, comparándolo con Message Queuing Telemetry Transport (MQTT). El análisis se enfoca en la latencia, la fiabilidad de los datos y el manejo de la congestión, evaluando Zenoh con los protocolos de capa de transporte Transmission Control Protocol (TCP) y User Datagram Protocol (UDP)

Connectivity and automation have become essential aspects of Industry 4.0. The profound evolution of IIoT and IoT protocols has facilitated real-time data exchange, and the emergence of new communication paradigms such as V2X and R2X has revolutionized the interaction between vehicles, infrastructure, and robots, enhancing safety and efficiency. In this context, the Zenoh protocol emerges, notable for its flexibility and efficiency, making it suitable for a wide range of applications across various network topologies. This work delves into the fundamentals and operation of Zenoh at the network level. Its per formance in IIoT environments is analyzed through tests with Raspberry Pi devices, comparing it with MQTT. The analysis focuses on latency, data reliability, and congestion management, evaluating Zenoh with both TCP and UDP transport layer protocols