行業知識小課堂丨霧計算是什麼

當雲計算對於大多數人已經屬於耳熟能詳的名詞時,最近,邊緣計算的概念又成為被重點關注的熱點,而另外一個名詞——霧計算也已經逐漸進入了更多人的視線,那麼霧計算到底是什麼呢?它的原理是什麼?它的優勢和落地應用又是什麼呢

霧計算是什麼?

霧,指的是觸及地面的雲,和飄在高空的雲相比,霧更貼近地面,更貼近終端,更現實可及。

而在雲計算領域,霧計算是一種去中心化的計算結構,其邏輯是將包括數據、應用程序等資源放置在數據源和雲間,它也被稱為“霧”和“霧網絡”。

霧計算最初是以作為雲計算的擴展而產生的,雲計算實際上是將數據、存儲和應用程序放在遠程服務器上,而不是由本地託管。基於此,客戶可以從雲計算服務供應商手中購買服務,而且還能享受由供應商負責的維護升級服務,這些服務可以在任何地方任何時間均可以被訪問,從而能夠促進團隊的工作效率。

關於霧計算是什麼,思科對此是這樣自定義:“霧使雲延伸至產生和處理物聯網數據的事物之處,被稱為“霧節點”的設備可以通過網絡連接部署到任何地方:工廠車間、電線杆頂、沿著鐵路軌道、一輛車,或在一個石油鑽井平臺上。任何具有計算、存儲和連接網絡能力的設備都可以是霧節點。例如工業控制器、交換機、路由器、嵌入式的服務器和視頻監控攝像機。”

實際上,霧計算是將基本的數據分析任務移到網絡邊緣,經過“初級處理”和“過濾”後的必要數據再傳輸到雲端。霧計算通過將計算資源定位在更接近所需的位置來提高性能,從而縮短數據在網絡上傳輸的距離,提高整體網絡效率和性能。霧計算也可以出於安全原因進行部署,因為它能夠將帶寬流量進行分段,併為網絡引入額外的防火牆以提高安全性。

霧計算簡史

傳統雲計算的不足促使霧計算的誕生

從谷歌首席執行官埃裡克·施密特在2006年的搜索引擎大會首次提出雲計算概念以後,雲計算隨後經歷了迅速的發展,時至今日已經進入穩定發展的狀態。

但與此同時,雲計算在當今發展過程中也遇到了新的問題和挑戰:隨著智能設備性能不斷提高和逐漸普及,全球移動數據將會在即將到來的萬物互聯時代下呈現出瘋狂式的增長,面對大量的數據和新型的應用程序對服務質量的嚴苛需求,傳統雲計算的應對能力越來越顯得“捉襟見肘”,這樣的挑戰包括時延高、對移動場景支持不足、無法滿足地理位置分佈相關的感知環境的實時要求、帶寬不足以及安全性和隱私性受到威脅等。

2009 年卡內基梅隆大學的沙特亞教授等人在其發表的論文中提出“微雲(Cloudlet)”的概念。即指和雲有著同樣的技術標準,但鄰近用戶的新型計算模式,這是霧計算的雛形。

在2014年,思科(Cisco)在 Cisco Live 2014會議上首度提出“霧計算”概念,並強調霧計算是依託於現今無處不在的物聯網應用產生的一種新型計算模式。

我們現在所熟知的“霧計算”這個概念是由思科首創,2015年11月,ARM、戴爾、英特爾、微軟等幾大科技公司以及普林斯頓大學加入了這個概念陣營,併成立了非盈利性組織OpenFog Consortium (開放霧聯盟),旨在推廣和加快開放霧計算的普及,促進物聯網發展。目前,聯盟已經有了60名成員。

霧計算的優勢

霧計算是將雲擴展到更接近生成數據並對數據採取行動的地方,具有以下好處和優勢:

1、提高業務敏捷性:通過選用和使用合適的設備和工具,開發人員可以快速開發霧應用程序,並在需要時進行部署。機器製造商可以向客戶提供MaaS(監視即服務,Monitoring as a Service),霧應用程序可以將機器設備編程以滿足客戶具體需求的方式運行。

2、提高安全性:通過使用與IT環境其他部分相同的策略、管控和過程來保護霧節點,使用相同的物理安全和網絡安全解決方案。

3、加深數據洞察力和提高對隱私的控制:在本地分析敏感數據,企業IT團隊可以監控收集、分析和存儲數據的設備,能夠大大降低數據在傳輸過程中被竊取或遭遇丟失的安全隱患。

4、降低帶寬壓力,降低運營成本:在物理層面來看,這個更接近霧計算佈局中數據產生源的額外算力位於霧節點上,而霧節點被認為是“雲-霧-物”網絡的關鍵組成部分。位於智能路由器或網關設備中的霧節點允許在這些智能設備上處理數據,隨後再把有必要的數據進一步傳輸到雲端,這樣可以減少使用的帶寬。

霧計算的實際應用場所

Ⅰ、智能電網

目前,電網是動態的,在電力消耗欠缺高效性時會做出減低產電量的應對操作。為了有效運行,智能電網系統需要對關於電力生產及消耗的實時數據具有較高的依賴性和敏感度。

霧計算則在這個場景下可以被有效應用,因為在某些情況下,數據是在距離數據中心較遠的位置產生的,數據如果可以在數據產生之處就被處理則是一個十分好的選擇。在其他情況下,數據是來自一組傳感器而非僅僅某一個傳感器,例如某個住宅街區的電錶,最好在本地處理和彙總數據,而不是將整個原始數據原封不動地傳輸到數據中心再被處理,這樣一來會大大增加數據的吞吐量。

Ⅱ、物聯網

霧計算的另一個用例則是物聯網應用,例如下一代智能交通網絡——在美國的V2V和在歐洲的車車通信聯盟(car to car communication consortium)。在車輛互聯網下,每輛車和交通工具及設備均為物聯網設備,它們產生數據流且彼此連接,共同搭建和維護一個安全性更高的交通系統,以更大程度地避免交通擁堵,保持交通道路的暢通。

每輛車都有可以產生較多關於駕駛速度和方向的數據,並在制動時傳輸給其他車輛。由於數據來自於移動的車輛,在美國這需要以5.9GHz的頻率進行無線傳輸;如果進行傳輸出現錯誤,數據量很容易讓有限的移動帶寬超載。共享有限移動帶寬的關鍵是用車載車輛處理部件通過霧計算方法在車輛級別上處理數據。

霧計算也已經被應用於工業物聯網(IIOT)製造業中,帶有傳感器和攝像頭的聯網製造設備在本地收集和處理數據,而無需將所有這些數據發送到雲端。在一個現實世界無線模型中處理本地產生的數據,使得分佈式數據霧計算模型中傳輸的數據包減少98%,同時保證數據準確率高達97%。此外,節能是高效能耗的理想方案,這也是電池供電設備設置中的一個關鍵功能。

霧計算作為雲計算範式中一個較新的發展,其潛力巨大,目前也已經具備進一步不斷髮展成熟的條件。相比於雲計算,霧計算是一種更加新進和廣泛的計算模式,更具擴展性和可持續性。但是霧計算也不能完全取代雲計算,必須依託於雲計算才能更好地發揮其作用,因此雲計算和霧計算關係是相輔相成,相互聯繫的。


分享到:


相關文章: