Unele procese industriale și de afaceri sunt atât de critice încât bazarea pe cloud computing va încetini productivitatea și eficiența întregului sistem. Aici, calculul de ceață îți vine în ajutor.
Spațiul tehnologic se schimbă rapid, iar noua tehnologie IT domină piața. Conform Gartner Hype Cycle 2022, în prezent, multe tehnologii de calcul și stocare creează un hype masiv într-o perioadă scurtă.
De exemplu, stocarea computațională, platformele cloud din industrie, arhitectura mesh de securitate cibernetică etc. sunt câteva. În operarea în cloud Industry, o tehnologie emergentă este Fog computing. Acesta creează o punte între edge computing extrem de rapid și cloud computing cu viteză intermediară.
Dacă afacerea dvs. este în sarcini supercritice care trebuie să aibă loc rapid cu securitate ridicată, atunci alegeți edge computing. Dar ce se întâmplă dacă hardware-ul edge computing nu poate procesa cantitatea de date pe care mașinile o produc la fața locului? Folosești rețele de ceață.
Citiți mai departe pentru a învăța calculul în ceață de la nivelul de bază, împreună cu câteva resurse de învățare ulterioară de înaltă calitate pentru a stăpâni calculul în ceață într-o capacitate de afaceri sau profesională.
Cuprins
Ce este Fog Computing?
Fog computing este o rețea descentralizată de infrastructură de calcul sau procese de procesare a datelor în care resursele de calcul sunt situate între dispozitiv sau sursa de date și orice centru de date central sau infrastructură de cloud computing terță parte.
Cisco a venit cu termenul de calcul în ceață în 2012 pentru a defini o alternativă la cloud computing care va rămâne mai aproape de mașinile sau aplicațiile în care viteza de procesare a datelor trebuie să fie mai rapidă, sau procesul poate încetini sau eșua.
Mai târziu, în 2015, dezvoltatori de hardware și software de top precum Intel, Microsoft, Dell Technologies, ARM Holdings și Cisco Systems au înființat Consorțiul OpenFog pentru a promova creșterea calculului de ceață.
În prezent, fog computing este un nume popular în nișele industriale în care procesarea datelor de mare viteză trebuie să se facă la marginea rețelei cloud. Are câteva sinonime, după cum am menționat aici:
- Rețea de ceață
- Aburire
Fog networking este o punte între edge computing și cloud computing. Pentru a economisi costurile cu lățimea de bandă și pentru a crește viteza de procesare, procesele de producție activate de IoT, automatizarea casei, sistemele de securitate etc., pot implementa un strat suplimentar de putere de calcul numit aburire.
Acest strat de calcul va avea stocare, capacitate de procesare și aplicații de analiză. În funcție de un set de instrucțiuni preconfigurat, datele vor merge direct la o infrastructură de calcul a ceață mai aproape de dispozitivul IoT sau de senzori care colectează date din mediul operațional.
Este același loc în care vă păstrați sistemul edge computing. Așadar, puteți considera că edge and fog computing sunt mai aproape unul de celălalt, iar cloud computing rămâne mult mai departe.
Dacă edge computing nu poate procesa date, datele colectate merg la un sistem de rețea de ceață. Fie va procesa datele și va instrui sistemele IoT cu unele decizii. Ulterior, va stoca datele procesate pe cloud în scopuri de arhivare.
Cum funcționează Fog Computing?
Un cadru de rețea de ceață constă din diverse componente hardware și funcții software, în funcție de aplicația sa industrială.
Acesta include adesea gateway-uri de calcul care colectează date de la mașini inteligente și surse de date la fața locului. De asemenea, o rețea de ceață poate accepta date de la diferite puncte finale de colectare, cum ar fi comutatoare și routere care conectează active digitale în cadrul unei rețele.
Principiul de funcționare al unui sistem de calcul cu ceață înseamnă în primul rând transportarea datelor de la și către dispozitive IoT sau senzori într-un mediu IoT. Iată cum are loc transferul de date în timpul aburirii:
- Un controler de automatizare monitorizează semnalele citite de la dispozitivele IoT conectate în rețea, senzori și alte mașini inteligente.
- Controlerul de automatizare rulează o aplicație sau un algoritm programat care, la rândul său, automatizează echipamentul IoT.
- Acest program preconfigurat folosește un server OPC Foundation standard pentru a transporta date la următorul dispozitiv din conducta de rețea de ceață. OPC Foundation este cunoscută și sub numele de Object Linking and Embedding for Process Control (OLEPC) sau Open Platform Communications (OPC).
- Programul poate folosi și orice alte gateway-uri.
- O mașină convertește aceste date într-un protocol de date pe care îl înțeleg diferite standarde de comunicații internet, cum ar fi HTTPS sau MQTT (MQ Telemetry Transport).
- Acum, rețeaua de internet sau intranet poate trimite cu ușurință datele convertite către unul sau mai multe noduri de ceață de la marginea norului pentru analiză.
- Nodurile de ceață vor instrui imediat dispozitivele IoT conectate despre ce trebuie să facă, analizând semnalul de mediu.
- Ulterior, nodul de ceață stochează datele pe un server cloud îndepărtat pentru audit, analiză și arhivare.
Acum, să ne dăm seama scurta diferență dintre ceață și edge computing.
Fog Computing vs. Edge Computing
Diferența principală dintre rețelele de margine și ceață este locația puterii de calcul.
În Edge computing, puterea de calcul și de luare a deciziilor ar putea fi încorporată pe dispozitivul IoT. De exemplu, camerele de securitate inteligente cu recunoaștere facială care sunt conectate la o rețea locală (LAN), precum și la stocarea în cloud.
Uneori, mai multe dispozitive IoT mai mici, cum ar fi actuatoare, senzori de temperatură, senzori de fluide, senzori de mișcare etc., conectate la un hub de calcul edge sunt, de asemenea, o arhitectură posibilă pentru o rețea de calcul edge.
Dimpotrivă, calculul de ceață plasează inteligența sau puterea de calcul pe LAN folosind un nod de ceață sau un hub de aburire. Hub-ul colectează semnale din lumea reală de la dispozitivele și procesele IoT și apoi instruiește mașinile inteligente conectate despre ce trebuie să facă. Nodul de ceață este, de asemenea, responsabil pentru trimiterea datelor către serverul cloud central pentru o analiză aprofundată, ceea ce nu este esențial pentru luarea deciziilor în timp real.
Cu toate acestea, unii experți IoT consideră că aburirea este doar standardul Cisco de edge computing.
Fog Computing vs. Cloud Computing
Acum că ați putea crede că ceața și cloud computing sunt foarte asemănătoare, este important să cunoașteți diferențele dintre fog computing și cloud computing.
Cloud computing creează un hub centralizat pentru toate nevoile de calcul și stocare. Face o rețea neinteligentă. Contrar; rețelele de ceață aduce inteligență la marginea unei rețele care este, de asemenea, conectată la un nor.
O astfel de inteligență de vârf reduce sarcina pe cloud computing și resursele de internet.
Componentele Fog Computing
Diferite companii IoT folosesc diferite moduri de a configura un sistem de rețea de ceață. Prin urmare, puteți găsi mai multe arhitecturi în ecosistemul de rețele de ceață. Cu toate acestea, următoarele sunt componente comune în orice arhitectură standard de aburire:
#1. Noduri virtuale și fizice
Acestea sunt pur și simplu dispozitive ale utilizatorului final, cum ar fi telefoanele mobile, diverși senzori dintr-o linie de producție, difuzoare inteligente, lumini inteligente și multe altele care generează date și execută instrucțiuni.
#2. Dispozitive de ceață sau noduri
Acestea sunt, în general, servere de ceață, porți de ceață și dispozitive de ceață. Dispozitivele de ceață stochează date, în timp ce o poartă de ceață analizează datele de la mai multe dispozitive de ceață. În cele din urmă, gateway-urile de ceață se ocupă de rutarea și redirecționarea datelor.
#3. Servicii de monitorizare
Aceste API-uri asigură că nodurile de ceață și dispozitivele IoT nu sunt blocate și comunică mereu.
#4. Programe de prelucrare a datelor
Aceste programe rulează pe un server de ceață pentru a filtra, procesa, curăța, reconstrui și, în sfârșit, stoca date pe cloud.
#5. Sisteme de management al resurselor
Funcționează ca unitate de echilibrare a sarcinii și supraveghează utilizarea tuturor nodurilor de ceață.
#6. Aplicații și instrumente de securitate
Criptarea datelor în tranzit și în repaus este întotdeauna necesară pentru a asigura calcularea securizată. Aceste componente asigură criptarea robustă a datelor digitale.
#7. GUI, software și aplicații
Acestea sunt aplicații și instrumente pe care utilizatorii umani sau operatorii fabricii le folosesc pentru a controla întregul sistem.
De ce și când aveți nevoie de calcul pentru ceață?
Fog computing permite companiilor bazate pe IoT să-și extindă operațiunile. Nu s-au putut baza pe cloud computing, deoarece atunci când observați o creștere a traficului sau a utilizatorului, cloud computing ar putea eșua.
Cloud computing este o sursă bună de putere de calcul cu costuri reduse, platformă de programare și stocare în masă. Cu toate acestea, nu te poți baza doar pe cloud sau virtualizare atunci când vine vorba de procese care necesită un nivel supercritic de precizie și viteză.
Când vorbim despre o latență practic zero într-o fabrică bazată pe sistem IoT sau într-un oraș inteligent, trebuie să configurați unul sau mai multe sisteme de rețea de ceață, în funcție de dimensiunea mediului IoT.
Alte motive notabile pentru implementarea aburirii sunt:
- Sistemele dvs. IoT colectează prea multe date și nu aveți nevoie de toate aceste date. Prin urmare, aburirea vă poate ajuta cu filtrarea datelor.
- Echipamentele IIoT în rețea trebuie să reacționeze într-o milisecundă de la detectarea unei anomalii. O astfel de viteză se poate întâmpla numai cu calculul marginii sau ceață.
În continuare, să explorăm beneficiile calculării în ceață.
Beneficiile Fog Computing
Găsiți mai jos potențialul rețelei de ceață în orașele inteligente, casele și automatizările industriale:
Minimizați latența
Dacă latența contează foarte mult pentru afacerea dvs., calculul în ceață este alegerea ideală. Efectuează analiza datelor într-un punct apropiat de sursa de date. Prin urmare, companiile se pot aștepta la o latență minimă în comparație cu celelalte tehnologii.
În special în industrii precum producția și energia, unde fiecare secundă este valoroasă, rețelele de ceață pot oferi alerte mai rapide, asigurând mai puțin timp pierdut.
Utilizare mai mică a lățimii de bandă
În calculul în ceață, analiza datelor nu implică mutarea datelor într-un server cloud. Prin urmare, nu este nevoie de o cantitate mare de lățime de bandă a rețelei. Nu numai că reduce dependența de internet, dar costă și companiile mai puțin.
Deși dispozitivele conectate continuă să genereze date pentru analiză, sarcinile sunt efectuate în cel mai apropiat punct. Ca urmare, majoritatea datelor nu au nevoie de transport.
Confidențialitate
În timp ce confidențialitatea datelor este esențială în lumea actuală, fog computing se ocupă de asta. Ori de câte ori întreprinderile trebuie să aplice un anumit nivel de confidențialitate, pot folosi rețele de ceață.
Toate datele esențiale sunt analizate local, deoarece o echipă IT supraveghează și sprijină cu atenție dispozitivul. Numai subseturile de date care necesită o analiză de nivel superior sunt trimise la serverul cloud.
Din acest motiv, datele procesate de calculul de ceață sunt comparativ mai sigure de invadatorii de confidențialitate.
Cost redus
Costul este adesea o preocupare majoră pentru toate tipurile de organizații. Dacă aleg aburirea, costul total pentru companie se reduce. Deoarece acest tip de calcul necesită mai puțină lățime de bandă a rețelei, costurile operaționale sunt reduse semnificativ.
Securitate Maximizată
Toate datele generate de IoT ar trebui protejate împotriva accesului neautorizat și a criminalilor cibernetici. În calculul de ceață, nodurile de ceață pot fi monitorizate și protejate folosind aceleași controale și politici pe care le au companiile pentru restul mediului lor IT. Drept urmare, datele rămân în siguranță în tranzit și în repaus.
Îmbunătățiți fiabilitatea
În cele mai multe cazuri, dispozitivele IoT trebuie să funcționeze în condiții de mediu dificile. Rețeaua de ceață poate îmbunătăți fiabilitatea datelor chiar și în aceste condiții dure, reducând în același timp nevoia de transmitere a datelor către cloud.
Analiză în timp real
Companiile care folosesc fog computing au, de asemenea, acces la analiza datelor în timp real. Ei pot valorifica această funcție pentru a rămâne în fața concurenților lor.
Companiile de producție și financiare trebuie să ia decizii instantanee folosind date de analiză. Aceștia pot beneficia de aburire cu transferul rapid de date în timp real.
Resurse de învățare
#1. Fog Computing: concepte, cadre și aplicații
Căutați o carte de stil pentru a învăța aburirea de la niveluri de bază până la niveluri avansate? Încercați această carte despre calculul de ceață de CRC Press pe Amazon.
Următoarele sunt caracteristicile notabile ale acestei cărți cartonate:
- Introducere și elemente de bază ale calculului de ceață
- Arhitectură de calcul de ceață
- Evaluarea calculului de ceață în IoT
- Învățare automată în calculul în ceață
- Securitatea informațiilor în calculul în ceață
- Aplicații și instrumente de simulare pentru calculul de ceață
- Diverse aplicații din lumea reală ale calculului de ceață
#2. Fog Computing și Internet-of-Things
Această conferință despre Fog Computing și Internet-of-Things a avut loc în trecutul recent. A vizat subiectul emergent al industriei IT.
Această carte rezumată a conferinței de calcul este disponibilă pe Amazon în versiuni cartonate și broșate.
Încheierea
Internetul obiectelor și Internetul industrial al obiectelor se dezvoltă rapid. Potrivit Statista, au existat 8,6 miliarde de dispozitive IoT și IIoT active în 2019. Numărul a crescut la 15,14 miliarde în 2023. O prognoză atent cercetată de aceeași companie de analiză statistică spune că lumea va vedea aproximativ 29,42 miliarde de dispozitive IoT active până în 2030.
Acest număr mare de dispozitive IoT acasă, municipalități inteligente și industrii vor avea nevoie de petabyți de lățime de bandă de internet dacă intenționează să lucreze la infrastructura de cloud computing.
Ca să nu mai vorbim de faptul că unele procese critice IoT nu vor atinge niciodată o viteză de procesare mai mare dacă rămân în cloud. Fog computing este o soluție rezonabilă între cloud și edge și puteți explora oportunități de afaceri sau posturi profesionale bine plătite atunci când învățați și stăpâniți fog computing.