Что такое туманные вычисления?

Прежде чем объяснять туманные вычисления, нам нужно убедиться, что у нас есть четкое представление об облачных вычислениях — концепции, которая стала общепринятым термином в нашем лексиконе.

Облачные вычисления относится к доступу «по запросу» к вычислительным ресурсам, вычислительной мощности и хранилищу данных без необходимости использования локального оборудования или какого-либо активного управления со стороны пользователя. На рис. 1 ниже показана очень общая архитектура того, как компании с несколькими площадками развертывают промышленное облачное решение.

Рис. 1. Архитектура облачных вычислений. Предоставлено автором.

В рамках облачной архитектуры очень популярными стали несколько различных моделей внедрения, наиболее заметными из которых являются «инфраструктура как услуга» (IaaS), «платформа как услуга» (PaaS) и «программное обеспечение как услуга» (SaaS). ). То, как вы хотите использовать облако для своей организации, поможет вам выбрать наиболее подходящую модель.

IEEE 1934 определяет туманные вычисления как «горизонтальную архитектуру системного уровня, которая распределяет ресурсы и услуги вычислений, хранения, управления и сетей в любом месте континуума «облако-вещи». Он поддерживает отраслевые вертикали и домены приложений, позволяет распространять службы и приложения ближе к источникам, производящим данные, и распространяется от вещей, через границы сети, через облако и через несколько уровней протоколов».

Короче говоря, это означает, что туманные вычисления фокусируются на перемещении определенных ресурсов облачных вычислений от облака к отдельным устройствам. . При туманных вычислениях на каждом заводе размещается дополнительный компьютер, как правило, на уровне локальной сети, для локальной концентрации (или агрегирования) данных. Он регулирует, какая информация должна обрабатываться локально, а какая может быть выгружена в облако, выступая в качестве посредника между локальными устройствами и удаленными серверами. Обычно это помогает в двух случаях:

• Уменьшение количества необходимых облачных подключений.
• Ускоренная локальная обработка:как показано на рис. 2, туманный компьютер отправляет консолидированные и значимые данные в облако, где информация о каждом растении анализируется в сочетании с информацией о других растениях.

Рис. 2. Архитектура туманных вычислений. Предоставлено автором.

В чем разница между туманными вычислениями и граничными вычислениями?

Помимо туманных вычислений, вы, возможно, слышали еще один термин:граничные вычисления. . Они одинаковы? Если нет, то в чем разница?

В зависимости от того, кого вы спросите или с какой компанией вы работаете, ответ может сильно отличаться. Некоторые утверждают, что туман и граничные вычисления — это одно и то же, тогда как другие утверждают, что это совершенно разные вещи.

Туманные и граничные вычисления, по крайней мере, в промышленных и производственных приложениях, — это системы, которые пытаются собирать и обрабатывать данные с локальных активов/устройств более эффективно, чем традиционные облачные архитектуры. Ключевое различие между этими идеями заключается в том, где в конечном итоге происходит обработка и «разум». .

Например, если датчик может хранить свои необработанные измеренные значения один раз в минуту локально в течение 30 дней, он может передавать сводные данные на вычислительный ресурс (сервер) в локальной сети только один раз в час и часть что данные датчиков могут быть отправлены на облачные компьютеры для обработки. Это значительно сократило передачу данных и позволило собрать подробную историю, если датчик зафиксировал что-то интересное.

Ваше определение края и тумана зависит от того, где вы проводите границу вокруг сбора необработанных данных, хранения данных и использования вычислительных ресурсов.

Преимущества туманных вычислений

Рассмотрим пример выше. Представляли ли вы, сколько вычислительной мощности требуется для агрегирования, анализа и расчета желаемого результата 100 датчиков? Как насчет 10 000 датчиков? Требуемое хранилище, трафик данных и пропускная способность сети растут в геометрической прогрессии по мере добавления дополнительных источников данных.

Туманные вычисления помогут вам:

• Уменьшите задержку в сети и трафик данных
• Увеличьте эффективную пропускную способность сети
• Вертикально изолировать сеть
• Простое и эффективное масштабирование развертывания
• Управление конфиденциальностью и безопасностью данных

Адаптируя технологии туманных вычислений, вы можете создавать и развертывать «умные» и эффективные решения IIoT небольшими шагами. Однако вместо того, чтобы думать о «облаке, тумане и краю», вам следует переформулировать свое мышление вокруг вопроса:«Какая комбинация лучше всего подходит для моих конкретных потребностей? Таким образом, это не рассматривается как «одно или другое» решение, а скорее как совместная адаптация различных технологий и архитектур.