雾计算:雾和云沿云到物的连续性

雾计算是在其他中,vwin免佣百家乐 and especially Industrial IoT orIIOT以及许多相关的应用程序,例如smart manufacturing,这个智能建筑,智能电网,石油和天然气,任何东西徳赢中国 还有更多。

Fog computing is on a growth trajectory to play a crucial role in IoT,5G和其他先进的分布式和连接系统 (克里斯汀·雷诺,451研究公关)

正如术语FOG所暗示的,FOG计算与云计算.它通常被称为云的扩展,连接物联网“物”的地方,或在数据产生源所在的“云到物”连续体的更广泛范围内。雾计算从早期就开始发展。正如您将阅读和看到的,下面的雾计算被视为物联网的必要条件,但也被视为5g,嵌入的artificial intelligence(ai)和“先进的分布式和连接系统”。

FOG计算旨在应对传统基于云的物联网系统在管理物联网数据和数据源沿着云到物联网的连续体生成的数据方面的挑战。It does so by decentralizing data analytics but also applications and management into the network with its distributed and federated compute model – in other words: in IoT at the edge.

雾计算

雾计算与边缘计算

雾计算这个词来自思科,is not a network technology.它是一种混合的系统级体系结构方法,通过这种方法,云计算和分布式处理和分析能力的可能性被带到网络的边缘,在我们的范围内,物联网网络。

Fog is hierarchical,边缘往往局限于少数外围层

It does so in a different way than边缘计算.In edge computing the aim is to bring the intelligence,analytics,计算,通信等。very close and increasingly into devices such as programmable logic controllers and other,越来越强大,越来越小,边缘设备和,经过分析等,到适当的系统或云(或数据中心).

对于那些想要一个真正正式的答案来回答雾计算和边缘计算的区别是什么,NIST(以下)有一个答案:“雾计算与云协同工作,而边缘是由云和雾的排除来定义的。Fog is hierarchical,边缘往往局限于少数外围层。此外,除了计算外,FOG还涉及网络,storage,控制和数据处理加速”。

Fog computing and edge computing: same drivers

FOG计算和边缘计算都有相同的驱动因素:边缘的数据处理和分析。原因是,不过,情况正在发生变化。

据国际数据中心称,所有物联网数据中的43%将在2019年发送至数据中心之前在边缘进行处理,进一步增强雾计算和边缘计算。当看到IT基础设施上的物联网,451研究发现,当今大多数组织都在边缘处理物联网工作负载,以增强安全性,处理实时操作动作触发器,and reduce IoT data storage and transport requirements.随着时间的推移,随着边缘的大数据和人工智能驱动分析以及该边缘的更繁重数据处理,这一点预计会发生变化。

“雾计算的任务越来越重要,driven by the recognition that traditional architectures can't deliver on the operational challenges for today's advanced digital applications" – Helder Antunes,OpenFog联盟主席兼思科高级总监 图片来源和礼貌Helder Antunes,LinkedIn)

In older research,from March 2017,Forrester Research stated that IoT will spawn a new infrastructure market with edge computing as the report name says.你可以,在其他几个国家中,download it via the Microsoft Azure resource center.As Microsoft puts it on its"Edge computing: IoT will spawn a new infrastructure market" page:“一个典型的分层网络将无法处理IOT带来的巨大流量增长”。尽管时间框架稍有不同,但到处都是相同的信息,当然要考虑到所有这些都会影响到雾计算和边缘计算的发展,而这两个方面与前面提到的几次不同。(再一次,although many use them interchangeably given the overlapping IoT and other use case context,类似范围和,thus,根据定义,同一市场以制造业为先).

雾节点在雾计算中的作用

在FOG计算中,目的是使数据分析等尽可能靠近数据源,但在这种情况下是为了FOG节点,雾聚集节点或,当由FOG(IOT)应用程序决定时,去云端。这是边缘计算的本质区别。

Fog nodes may be either physical or virtual elements and are tightly coupled with the smart end-devices or access networks.Fog nodes typically provide some form of data management and communication service between the peripheral layer where smart end-devices reside and the Cloud.雾节点尤其是虚拟的,也称为cloudlets,可以联合起来在分散的地理位置上提供功能的水平扩展 (2017年NIST雾计算定义草案中的NIST雾节点定义)

换句话说:在FOG计算中,FOG物联网应用程序将决定数据分析的最佳位置,根据数据,然后把它送到那个地方。

如果数据对时间敏感(通常低于或甚至远低于一秒钟)it is sent to the fog node which is closest to the data source for analysis.如果时间不敏感(通常为秒到分钟)它将转到雾聚合节点,如果它基本上可以等待,它将转到云,在其他中,大数据分析。

雾节点可以有多种形状。As long as a device has the capacities(计算,storage and connectivity)为了在边缘做它需要做的事,它可以是雾节点。可能是个开关,路由器,an industrial controller or even a video surveillance camera at some industrial location to name a few.

雾计算可视化解释-来源Cisco博客帖子宣布启动OpenFog联盟
雾计算直观解释- 消息来源Cisco博客文章宣布了OpenFog联盟的启动

雾节点也可以位于许多地方:在工厂地板上,在石油钻塔或汽车里,例如,provided there is connectivity of course.

很明显,如果一个雾节点需要以毫秒或至少在一秒钟内完成它需要做的事情,这通常是因为一个动作,自动化或其他需要遵循。如果没有连接,那就很难了。

实际雾计算

根据雾节点中的(物联网)数据分析采取的行动,如果FOG应用程序将数据从传感器或物联网终端设备发送到,也可以做成许多形状。

就像换能器 (传感器和执行器)它根据输入设置运动中的某个对象(输出),从而快速分析此处输入的数据。That output or action could be anything,ranging from automatically lowering temperature,改变系统参数或关闭/打开阀门或门以发出警报,通过信息提醒工程师,触发某种形式的可视化/可读/可视显示/图表的更改,例如,在SCADA/HMI系统还有更多。

Cisco技术雷达前后全图像和源的雾计算
雾的计算 思科技术雷达-前后- 完整图像和源

简单地说:不是通过网络传输所有数据然后进行处理,例如在云中,some operations,主要分析,在物联网设备附近执行(收集数据的地方),因此,网络的边缘或端点,过程物联网数据速度更快的原因有很多,其中速度很重要,但也不会浪费带宽,从而可以节省。

还有一点,但简而言之,这就是它的作用。Of course not all IoT data needs to be analyzed so fast that you need your analysis and computing power this close to the source and it isn't just about bandwith and latency.它还涉及优先事项。

雾计算提供了许多好处,例如:避免了更多带宽的成本,solving high latency on the network,less bottlenecks,降低了连接故障的风险,更高的分析和行动速度,等。

OpenFog联盟和OpenFog参考体系结构

2015年底,一系列物联网领导者推出了OpenFog联合体.目标:通过开发一个开放式体系结构来加速雾技术的部署,正如新闻稿所述。The founding partners were not the smallest and included(显然)思科,ARM,戴尔Intel,微软和普林斯顿大学。

将雾计算称为分布式云技术,可以实现许多实时性,data-intensive capabilities of the物联网,5G移动技术,以及人工智能应用,Cisco的Helder Antunes,联合体主席是谁写的博客帖子2018年初回顾了OpenFog联盟在2017年取得的一些成就。

雾计算的主要里程碑无疑是OpenFog参考体系结构如下图所示,describing the various interrelationships of fog computing components.您还可以在本文底部的视频中了解关于OpenFog联合体参考体系结构框架的更多信息。

OpenFog参考体系结构-FOG计算框架的各种组件及其相互连接方式-源代码和礼貌
OpenFog参考体系结构——FOG计算框架的各种组件以及它们是如何相互连接的- 来源和礼貌

对于那些对使用FOG计算感兴趣的人来说,第二个值得注意的事实是公开了OpenFOG安全需求和方法,这些需求和方法扩展了OpenFOG体系结构的安全方面以及分布式云环境中的安全挑战,以及which you can check out in PDF here.

Also in October 2017 the Institute of Electrical and Electronics Engineers Standards Association said it will use the OpenFog Reference Architecture as the basis for its work on fog standards.正如Helder Antunes所写,新成立的IEEEP1934标准雾计算和网络架构框架工作组预计将在2018年4月完成其工作的第一次迭代。您可以在我们关于雾标准化的文章中阅读更多关于雾计算和网络标准化工作组的工作/进展。

雾计算的定义——什么是雾计算?

这里是如何财团定义雾计算:

"Fog computing is a system-level horizontal architecture that distributes resources and services of computing,storage,从云到物的连续统一体中的任何地方的控制和联网。通过扩展云,使其更接近物联网数据的产生和作用,FOG允许在传感器附近执行延迟敏感计算,从而产生更高效的网络带宽和更功能、更高效的物联网解决方案。雾计算还通过更深入和更快的洞察力提供更大的业务灵活性,安全性提高,运营费用降低”。

然而,让我们再加上那个NIST,从其对云计算的研究和最近发布的草案中得知blockchain,也加入了雾计算的发展,seeking a formal definition of fog computing,正如它以前对各种云服务所做的那样。

评论于9月21日结束,2017,NIST特别出版物800-191(草案)将雾计算定义为“水平,physical or virtual resource paradigm that resides between smart end-devices and traditional cloud or data centers.这种模式支持垂直隔离,通过提供无处不在的、对延迟敏感的应用程序,可扩展的,分层的,联邦的,以及分布式计算,storage,and network connectivity".

下面来自NIST雾计算定义草案的图片显示了基于云的生态系统服务于智能终端设备的更广泛范围内的雾计算。

据NIST称,基于云的生态系统为智能终端设备提供更广泛的背景下的雾计算
根据NIST的数据,基于云的生态系统为智能终端设备提供服务,在更广泛的背景下进行雾计算,并补充说,需要注意的是,在作者看来,雾计算不被视为此类生态系统的强制层- 来源

NIST还提出了一个雾节点的正式定义,即它的草案文件,将雾节点定义为位于云和智能终端设备之间的智能终端设备访问网络的中间计算元素。

  • 从服务级别模型的角度来看,因为雾计算是云计算的一个扩展,NIST文件接管了著名的服务模型SaaS,paas和iaas也用于雾计算。
  • 从一个节点部署模型中,它识别了四种类型,与云相比,这四种类型也敲响了一些警钟:私有雾节点,雾公共节点,hybrid fog node and community fog node.

雾计算市场:到2022年为180亿美元

据调查,2017年10月底在雾世界大会上发布,到2022年,全球雾计算市场预计将超过180亿美元。

OpenFog联盟,which deems fog necessary for IoT,5G and embedded artificial intelligence,委托451项研究深入雾计算和网络的主要市场,将云计算与内部部署开支进行比较,并将市场细分为不同的细分市场(硬件,fog applications and services).

如下图所示,51.6 percent of revenue goes to hardware,其次是雾应用(19.9%)和服务(15.7%)。

最大的市场是交通运输,工业的,能源/公用事业和医疗保健。到2022年,云收入预计将增长147%,雾预计将进入现有设备和软件,使用新的单用途雾节点。雾作为服务(火焰原子吸收光谱法)should double its growth between 2018 and 2022.

FOG计算和网络-2022年FOG计算展望451年OpenFOG联盟研究-来源
FOG计算和网络——2022年FOG计算展望(451年),OpenFOG联盟研究- 来源

雾计算物联网平台

就像边缘计算一样,雾计算在物联网平台市场.

工业物联网平台越来越多地支持边缘能力物联网平台选择标准这些能力,以及对人工智能和其他技术的支持,因为前面提到的原因,比以前重要得多(边缘和雾计算的驱动程序).

物联网制造平台和iiot平台的几个供应商是OpenFog联盟的一部分,因此也是Fog计算生态系统的一部分。雾计算公司的例子包括雾角系统,同伴industry IoT middleware platform relayr和Nebbiolo Technologies。Foghorn和Relayr都在Machnation的物联网边缘记分卡;雷亚尔也在马钦邦IoT Application Enablement Platform scorecard雾号系统是ABI研究制造物联网平台评估.

回到OpenFog联合会的报告。在2017年雾世界大会上分享了主要成果。(第二次会议于2018年10月初举行),新闻稿中报道的另一项发现,除此之外,推动雾天增长的主要市场变化是否包括对能源基础设施现代化的投资?医疗和交通方面的人口变化和法规。

克里斯汀·雷诺,研究主任,Internet of Things,451研究,报告的主要作者在新闻发布会上:“通过我们的广泛研究,it's clear that fog computing is on a growth trajectory to play a crucial role in IoT,5G and other advanced distributed and connected systems.这不仅是确保云到物连续性最佳性能的技术途径,but it's also the fuel that will drive new business value."

The video that dives deeper into the OpenFog Reference Architecture and puts some other terms and pillars in perspectivecan be viewed on YouTube here.

雾计算:垂直和用例

思科公司Chuck Byers,OpenFog联盟架构框架工作组和技术委员会联席主席,提到垂直行业,中的用例和应用程序博客帖子.

  • Verticals range from运输与物流 (后者在物流4范围),智能建筑和城市,IoT in healthcare以及农业的公用事业/能源,石油和天然气,采矿业以及住宅和消费垂直行业。And of course manufacturing,永恒的第一产业物联网支出观点。
  • Use cases include smart highways,自动道路车辆,smart railways,maritime and drones(还有更多)and applications obviously depend on the use cases within a vertical.在智能铁路中,例如,考虑积极的列车控制安全系统,调度和调度,能源/燃料优化,乘客舒适性和机组通讯。

雾计算:很多好处,但并不总是最好的解决方案

我们会留下最后一句话,我们还能怎么做?对于Cisco的一些人,他在FOG联盟成立之际发表了博客,并举例说明了FOG计算的可能性,回到这个概述的根源和第一个版本。

FOG计算有效地解决了与安全相关的问题,认知,敏捷性,延迟和效率 (OpenFog财团PR)

我们引用:“雾计算可以为所有行业提供巨大的价值。例如,通过卫星将一天的数据从远程石油钻井平台传输到云端可能需要12天的时间。通过FOG计算,数据在本地进行处理,安全或设备警报可立即采取行动”。博客文章中的更多示例.

雾总是最好的解决办法吗?不,在某些情况下,云计算更适合.这是为了达到正确的平衡,为每个不同的场景选择最佳的组合。一如既往。

Fog computing is the system-level architecture that brings computing,storage,控制,网络功能更接近于云到物连续体中的数据产生源 (OpenFog财团PR)

此外,在一篇经常被引用的白皮书中,对,思科,标题为“雾计算和物联网:将云扩展到事物所在的位置”,作者概述了何时考虑雾计算。你可以在纸上读到(打开PDF) (例如)当在极端边缘收集数据时,例如在船上,道路或更接近,工厂楼层;当一个大的地理图形区域内有高数据生成时,当然,当分析这些数据并对其采取行动时,需要真正快速地进行).

上图:Shutterstock–Copy右边: 腓尼基人–所有其他图像均为其各自提及的所有者的财产。