Sommige industriële en bedrijfsprocessen zijn zo cruciaal dat het vertrouwen op cloud computing de productiviteit en efficiëntie van het hele systeem zal vertragen. Hier komt fog computing u te hulp.
De technologische ruimte verandert snel en nieuwe IT-technologie domineert de markt. Volgens de Gartner Hype Cycle 2022 zorgen veel reken- en opslaggerelateerde technologieën momenteel voor een enorme hype in korte tijd.
Computationele opslag, industriële cloudplatforms, cybersecurity-mesh-architectuur, enz. zijn bijvoorbeeld enkele voorbeelden. Een opkomende technologie in de cloud-industrie is Fog computing. Het creëert een brug tussen razendsnelle edge computing en cloud computing met gemiddelde snelheid.
Als uw bedrijf bezig is met superkritische taken die snel en met hoge beveiliging moeten plaatsvinden, dan kiest u voor edge computing. Maar wat als edge computing-hardware de hoeveelheid gegevens die de machines ter plaatse produceren niet kan verwerken? U gebruikt mistnetwerken.
Lees verder om Fog Computing vanaf het basisniveau te leren, samen met enkele hoogwaardige aanvullende leermiddelen om Fog Computing onder de knie te krijgen in een zakelijke of professionele hoedanigheid.
Wat is mistcomputing?
Fog computing is een gedecentraliseerd netwerk van computerinfrastructuur of processen van datacrunching waarbij computerresources zich bevinden tussen het apparaat of de gegevensbron en een centraal datacenter of cloud computing-infrastructuur van derden.
Cisco bedacht de term fog computing in 2012 om een alternatief voor cloud computing te definiëren dat dichter bij de machines of apps blijft waar de snelheid van de gegevensverwerking sneller moet zijn, anders kan het proces vertragen of mislukken.
Later in 2015 richtten vooraanstaande hardware- en softwareontwikkelaars zoals Intel, Microsoft, Dell Technologies, ARM Holdings en Cisco Systems het OpenFog Consortium op om de groei van fog computing te bevorderen.
Momenteel is fog computing een populaire naam in industriële niches waar snelle gegevensverwerking aan de rand van het cloudnetwerk moet plaatsvinden. Het heeft een paar synoniemen, zoals hier vermeld:
- Mist netwerken
- Beslaan
Fog-netwerken vormen een brug tussen edge computing en cloud computing. Om te besparen op bandbreedtekosten en de verwerkingssnelheid te verhogen, kunnen IoT-geactiveerde productieprocessen, domotica, beveiligingssystemen, enz. een extra laag rekenkracht inzetten die fogging wordt genoemd.
Deze rekenlaag heeft opslag-, verwerkingsmogelijkheden en analyse-apps. Afhankelijk van een vooraf geconfigureerde reeks instructies, gaan gegevens rechtstreeks naar een mistcomputerinfrastructuur die dichter bij het IoT-apparaat ligt of naar sensoren die gegevens verzamelen uit de operationele omgeving.
Het is dezelfde plaats waar u uw edge computing-systeem bewaart. Edge en fog computing kun je dus als dichter bij elkaar beschouwen en cloud computing blijft veel verder weg.
Als edge computing geen gegevens kan verwerken, gaan verzamelde gegevens naar een mistnetwerksysteem. Het zal ofwel de gegevens verwerken en de IoT-systemen instrueren met enkele beslissingen. Later slaat het de verwerkte gegevens op in de cloud voor archiveringsdoeleinden.
Hoe werkt mistcomputing?
Een mistnetwerkframework bestaat uit verschillende hardwarecomponenten en softwarefuncties, afhankelijk van de industriële toepassing.
Het bevat vaak computergateways die gegevens verzamelen van on-site intelligente machines en gegevensbronnen. Een mistnetwerk kan ook gegevens accepteren van verschillende verzamelingseindpunten, zoals schakelaars en routers die digitale activa binnen een netwerk verbinden.
Het werkingsprincipe van een fog computing-systeem betekent in de eerste plaats het transporteren van gegevens van en naar IoT of sensorapparaten in een IoT-omgeving. Zo vindt de gegevensoverdracht plaats tijdens het beslaan:
- Een automatiseringscontroller bewaakt leessignalen van op het netwerk aangesloten IoT-apparaten, sensoren en andere intelligente machines.
- De automatiseringscontroller voert een geprogrammeerde app of algoritme uit die op zijn beurt de IoT-apparatuur automatiseert.
- Dit vooraf geconfigureerde programma gebruikt een standaard OPC Foundation-server om gegevens naar het volgende apparaat in de mistnetwerkpijplijn te transporteren. OPC Foundation is ook wel bekend als Object Linking and Embedding for Process Control (OLEPC) of Open Platform Communications (OPC).
- Het programma kan ook andere gateways gebruiken.
- Een machine zet deze gegevens om in een gegevensprotocol dat verschillende internetcommunicatiestandaarden begrijpen, zoals HTTPS of MQTT (MQ Telemetry Transport).
- Nu kan het internet- of intranetnetwerk de geconverteerde gegevens eenvoudig naar een of meer mistknooppunten aan de rand van de cloud sturen voor analyse.
- Fog nodes zullen de aangesloten IoT-apparaten onmiddellijk instrueren wat ze moeten doen door het omgevingssignaal te analyseren.
- Later slaat het mistknooppunt de gegevens op een externe cloudserver op voor audit-, analyse- en archiveringsdoeleinden.
Laten we nu eens kijken naar het korte verschil tussen fog en edge computing.
Fog Computing Vs. Edge-computing
Het belangrijkste verschil tussen edge- en fog-netwerken is de locatie van de rekenkracht.
Bij Edge-computing kunnen de reken- en besluitvormingskracht in het IoT-apparaat worden ingebouwd. Bijvoorbeeld slimme beveiligingscamera’s met gezichtsherkenning die zijn verbonden met een lokaal netwerk (LAN) en met cloudopslag.
Soms zijn meerdere kleinere IoT-apparaten zoals actuatoren, temperatuursensoren, vloeistofsensoren, bewegingssensoren, enz., die zijn aangesloten op een edge computing-hub, ook mogelijke architectuur voor een edge computing-netwerk.
Fog computing daarentegen plaatst intelligentie of rekenkracht op het LAN met behulp van een mistknooppunt of een misthub. De hub verzamelt real-world signalen van IoT-apparaten en -processen en instrueert vervolgens de aangesloten, intelligente machines wat ze moeten doen. Het mistknooppunt is ook verantwoordelijk voor het verzenden van gegevens naar de centrale cloudserver voor diepgaande analyse, wat niet essentieel is voor realtime besluitvorming.
Sommige IoT-experts zijn echter van mening dat fogging slechts de Cisco-standaard van edge computing is.
Fog Computing Vs. Cloud computing
Nu je misschien denkt dat fog en cloud computing erg op elkaar lijken, is het belangrijk om de verschillen tussen fog computing en cloud computing te kennen.
Cloud computing creëert een gecentraliseerde hub voor alle reken- en opslagbehoeften. Het maakt een netwerk onintelligent. Integendeel; Fog Networking brengt intelligentie naar de rand van een netwerk dat ook is verbonden met een cloud.
Dergelijke edge-intelligentie vermindert de belasting van cloud computing en internetbronnen.
Componenten van Fog Computing
Verschillende IoT-bedrijven gebruiken verschillende manieren om een fog-netwerksysteem op te zetten. Daarom zou je meerdere architecturen kunnen vinden in het mistnetwerkecosysteem. De volgende zijn echter de gemeenschappelijke componenten in elke standaard vernevelingsarchitectuur:
#1. Virtuele en fysieke knooppunten
Dit zijn gewoon apparaten van eindgebruikers zoals mobiele telefoons, verschillende sensoren in een productielijn, slimme luidsprekers, slimme lampen en nog veel meer die gegevens genereren en instructies uitvoeren.
#2. Mistapparaten of knooppunten
Dit zijn over het algemeen mistservers, mistgateways en mistapparaten. Mistapparaten slaan gegevens op, terwijl een mistgateway gegevens van meerdere mistapparaten analyseert. Ten slotte zorgen mistgateways voor dataroutering en -omleiding.
#3. Bewakingsdiensten
Deze API’s zorgen ervoor dat mistknooppunten en IoT-apparaten niet vastlopen en altijd communiceren.
#4. Programma’s voor gegevensverwerking
Deze programma’s draaien op een mistserver om gegevens te filteren, verwerken, opschonen, reconstrueren en uiteindelijk op te slaan in de cloud.
#5. Middelenbeheersystemen
Het functioneert als de taakverdelingseenheid en houdt toezicht op het gebruik van alle mistknooppunten.
#6. Beveiligingsapps en -tools
Gegevensversleuteling tijdens verzending en in rust is altijd nodig om veilige fog computing te garanderen. Deze componenten zorgen voor een robuuste versleuteling van digitale gegevens.
#7. GUI, software en apps
Dit zijn apps en tools die menselijke gebruikers of exploitanten van installaties gebruiken om het hele systeem te besturen.
Waarom en wanneer heb je Fog Computing nodig?
Fog computing stelt op IoT gebaseerde bedrijven in staat om hun activiteiten op te schalen. Ze konden niet vertrouwen op cloud computing, want als je een toename in verkeer of gebruikers ziet, kan cloud computing gewoon mislukken.
Cloud computing is een goede bron van goedkope rekenkracht, een programmeerplatform en massaopslag. U kunt echter niet alleen vertrouwen op de cloud of virtualisatie als het gaat om processen die een superkritisch niveau van nauwkeurigheid en snelheid vereisen.
Als we het hebben over vrijwel nul latentie in een op het IoT-systeem gebaseerde fabriek of slimme stad, moet u een of meer mistnetwerksystemen opzetten, afhankelijk van de grootte van de IoT-omgeving.
Enkele andere opmerkelijke redenen om mist te implementeren zijn:
- Uw IoT-systemen verzamelen te veel gegevens en u hebt al deze gegevens niet nodig. Daarom kan fogging u helpen bij gegevensfiltratie.
- Genetwerkte IIoT-apparatuur moet binnen een milliseconde reageren na het detecteren van een afwijking. Een dergelijke snelheid kan alleen gebeuren met edge- of fog-computing.
Laten we vervolgens eens kijken naar de voordelen van fog computing.
Voordelen van Fog Computing
Ontdek hieronder het potentieel van mistnetwerken in slimme stads-, huis- en industriële automatisering:
Minimaliseer latentie
Als latentie erg belangrijk is voor uw bedrijf, is fog computing een ideale keuze. Het voert gegevensanalyse uit op een punt dicht bij de gegevensbron. Daarom kunnen bedrijven een minimale latentie verwachten in vergelijking met de andere technologieën.
Vooral in industrieën zoals productie en energie, waar elke seconde waardevol is, kan mistnetwerken snellere waarschuwingen bieden, waardoor er minder tijd verloren gaat.
Minder bandbreedtegebruik
Bij fog computing houdt data-analyse niet in dat de data naar een cloudserver worden verplaatst. Daarom is er geen grote hoeveelheid netwerkbandbreedte nodig. Het vermindert niet alleen de internetafhankelijkheid, maar kost bedrijven ook minder.
Hoewel de aangesloten apparaten gegevens blijven genereren voor analyse, worden de taken op het dichtstbijzijnde punt uitgevoerd. Als gevolg hiervan hebben de meeste gegevens geen transport nodig.
Privacy
Hoewel gegevensprivacy van cruciaal belang is in de huidige wereld, zorgt fog computing daarvoor. Wanneer bedrijven een bepaald niveau van privacy moeten toepassen, kunnen ze mistnetwerken gebruiken.
Alle bedrijfskritische gegevens worden lokaal geanalyseerd terwijl een IT-team het apparaat zorgvuldig begeleidt en ondersteunt. Alleen de gegevenssubsets die een analyse op een hoger niveau nodig hebben, worden naar de cloudserver verzonden.
Om deze reden zijn de gegevens die door fog computing worden verwerkt, relatief veiliger voor indringers van de privacy.
Lagere kosten
Kosten zijn vaak een grote zorg voor allerlei soorten organisaties. Als ze voor verneveling kiezen, nemen de totale kosten voor het bedrijf af. Aangezien dit type computergebruik minder netwerkbandbreedte nodig heeft, worden de operationele kosten aanzienlijk verlaagd.
Maximale beveiliging
Alle gegevens die door het IoT worden gegenereerd, moeten worden beschermd tegen ongeoorloofde toegang en cybercriminelen. Bij fog computing kunnen fog-knooppunten worden bewaakt en beschermd met dezelfde controles en beleidsregels die bedrijven hebben voor de rest van hun IT-omgeving. Als gevolg hiervan blijven de gegevens veilig tijdens het transport en in rust.
Verbeter de betrouwbaarheid
In de meeste gevallen moeten IoT-apparaten functioneren in moeilijke omgevingsomstandigheden. Fog-netwerken kunnen de betrouwbaarheid van de gegevens verbeteren, zelfs onder deze zware omstandigheden, terwijl de behoefte aan gegevensoverdracht naar de cloud wordt verminderd.
Realtime analyse
Bedrijven die gebruik maken van fog computing hebben ook realtime toegang tot data-analyse. Ze kunnen profiteren van deze functie om hun concurrenten voor te blijven.
Productie- en financiële bedrijven moeten onmiddellijke beslissingen nemen met behulp van analytische gegevens. Ze kunnen profiteren van mist door de snelle overdracht van real-time gegevens.
leermiddelen
#1. Fog Computing: concepten, kaders en toepassingen
Op zoek naar een boek in de stijl van een tekstboek om te leren beslaan van basis- tot geavanceerde niveaus? Probeer dit boek over fog computing van CRC Press op Amazon.
De volgende zijn de opvallende kenmerken van dit boek met harde kaft:
- Fog computing introductie en basis
- Fog computing-architectuur
- Beoordeling van fog computing in IoT
- Machine learning in mistcomputing
- Informatiebeveiliging in fog computing
- Fog computing-simulatie-apps en -tools
- Diverse real-world toepassingen van fog computing
#2. Fog Computing en internet der dingen
Deze conferentie over Fog Computing en Internet-of-Things vond in het recente verleden plaats. Het was gericht op het opkomende onderwerp van de IT-industrie.
Dit samenvattende boek over computerconferenties is beschikbaar op Amazon in hardcover- en paperbackversies.
Afsluiten
Het Internet of Things en het Industrial Internet of Things groeien snel. Volgens Statista waren er in 2019 8,6 miljard actieve IoT- en IIoT-apparaten. Het aantal groeide tot 15,14 miljard in 2023. Een zorgvuldig onderzochte voorspelling van hetzelfde statistische analysebedrijf zegt dat de wereld tegen 2030 ongeveer 29,42 miljard actieve IoT-apparaten zal zien.
Deze enorme aantallen IoT-apparaten thuis, slimme stadsgemeenten en industrieën zullen petabytes aan internetbandbreedte nodig hebben als ze van plan zijn om aan cloud computing-infrastructuur te werken.
Om nog maar te zwijgen van het feit dat sommige kritieke IoT-processen nooit een hogere verwerkingssnelheid zullen bereiken als ze zich aan de cloud houden. Fog computing is een redelijke oplossing tussen de cloud en edge, en u kunt zakelijke kansen of goedbetaalde professionele functies verkennen wanneer u fog computing leert en beheerst.
