Τι είναι ο υπολογισμός ομίχλης;

Ο υπολογισμός ομίχλης είναι μια αναδυόμενη τεχνολογία που γεφυρώνει το χάσμα μεταξύ υπολογιστικής νέφους και υπολογιστικής άκρης. Είναι ουσιαστικά ένα αποκεντρωμένο δίκτυο υπολογιστικής υποδομής ή διαδικασιών επεξεργασίας δεδομένων.

Ο όρος «υπολογισμός ομίχλης» επινοήθηκε το 2012 από την Cisco, η οποία συνεργάστηκε με την Intel, τη Microsoft, την ARM Holdings και τη Dell για να σχηματίσει το OpenFog Consortium το 2015. Αυτή τη στιγμή, ο υπολογισμός ομίχλης έχει γίνει μια δημοφιλής ονομασία στις βιομηχανίες που χρειάζονται να επεξεργάζονται δεδομένα με υψηλή ταχύτητα. Ο υπολογισμός ομίχλης είναι επίσης γνωστός ως fogging και fog networking.

Περιεχόμενα

• 1 Επεξήγηση του υπολογισμού ομίχλης
• 2 Στοιχεία του υπολογισμού ομίχλης
• 3 Λειτουργική διαδικασία του υπολογισμού ομίχλης
• 4 Οφέλη του υπολογισμού ομίχλης
  • 4.1 Ελαχιστοποίηση καθυστέρησης
  • 4.2 Μέγιστη ασφάλεια
  • 4.3 Μειωμένη χρήση εύρους ζώνης
  • 4.4 Ιδιωτικότητα δεδομένων
  • 4.5 Κόστος
  • 4.6 Καλύτερη αξιοπιστία
  • 4.7 Ανάλυση σε πραγματικό χρόνο
• 5 Μειονεκτήματα του υπολογισμού ομίχλης
  • 5.1 Εξάρτηση από φυσική τοποθεσία
  • 5.2 Ανησυχίες σχετικά με την ασφάλεια
  • 5.3 Θέματα κλιμάκωσης

Επεξήγηση του υπολογισμού ομίχλης

Εάν η επιχείρησή σας απαιτεί ανάλυση δεδομένων σε υψηλή ταχύτητα και υπό ισχυρή ασφάλεια, ο υπολογισμός άκρης είναι η βιώσιμη επιλογή για εσάς. Ωστόσο, εάν το υλικό υπολογισμού άκρης δεν μπορεί να επεξεργαστεί τον όγκο δεδομένων που παράγεται στην τοποθεσία, θα πρέπει να επιλέξετε fog networking.

Ο υπολογισμός ομίχλης διαθέτει υποδομή υπολογισμού όπου λαμβάνει χώρα η υπολογιστική, η ανάλυση και οι εφαρμογές δεδομένων μεταξύ της πηγής δεδομένων και του νέφους. Φέρνει τη δύναμη του νέφους πιο κοντά στη συσκευή συλλογής δεδομένων.

Οι βιομηχανικές διαδικασίες που τροφοδοτούνται από IoT, τα συστήματα ασφαλείας και τα συστήματα αυτοματισμού σπιτιού χρησιμοποιούν τον υπολογισμό ομίχλης για ταχύτητα επεξεργασίας και οικονομία. Αυτό το δίκτυο διαθέτει χωρητικότητα αποθήκευσης, ικανότητα επεξεργασίας και εφαρμογές ανάλυσης. Με τη σωστή σειρά εντολών, τα συλλεγόμενα δεδομένα πηγαίνουν κατευθείαν σε μια υποδομή υπολογισμού ομίχλης κοντά στη συσκευή ή τους αισθητήρες IoT.

Είναι το ίδιο μέρος όπου βρίσκεται το σύστημα υπολογισμού άκρης. Σε περιπτώσεις που ο υπολογιστής άκρης δεν μπορεί να επεξεργαστεί δεδομένα, στέλνει τα συλλεχθέντα δεδομένα στον υπολογισμό ομίχλης. Αφού τα παραλάβει, το δίκτυο ομίχλης θα επεξεργαστεί τα δεδομένα και θα μοιραστεί την ανάλυση με τα συστήματα IoT. Στη συνέχεια, θα στείλει τα επεξεργασμένα δεδομένα στο νέφος για αρχειοθέτηση.

Στοιχεία του υπολογισμού ομίχλης

Δεδομένου ότι διαφορετικές εταιρείες IoT ρυθμίζουν το σύστημα υπολογισμού ομίχλης διαφορετικά, μπορείτε να συναντήσετε διάφορες αρχιτεκτονικές στο οικοσύστημα fog networking. Εδώ, ρίξτε μια ματιά στα στοιχεία που είναι συνήθως εμφανή σε μια τυπική αρχιτεκτονική fogging:

• Διαφορετικοί φυσικοί και εικονικοί κόμβοι, όπως κινητά τηλέφωνα, έξυπνα ηχεία, έξυπνα φώτα, αισθητήρες γραμμής παραγωγής κ.λπ., χρησιμοποιούνται για την παραγωγή δεδομένων και την εκτέλεση εντολών.
• Συσκευές, πύλες, και διακομιστές για αποθήκευση δεδομένων, δρομολόγηση δεδομένων και ανάλυση δεδομένων.
• Υπηρεσίες παρακολούθησης όπως διεπαφές προγραμματισμού εφαρμογών (API) για να διασφαλίσουν τη συνεχή λειτουργία των κόμβων ομίχλης και των συσκευών IoT.
• Προγράμματα επεξεργασίας δεδομένων για την εκτέλεση εργασιών όπως η επεξεργασία, η φιλτράρισμα, ο καθαρισμός, η ανασύνθεση και η αποθήκευση δεδομένων στο νέφος.
• Συστήματα διαχείρισης πόρων για την εξισορρόπηση του φορτίου και την επιτήρηση της ορθής χρήσης των κόμβων ομίχλης.
• Ισχυρά εργαλεία κρυπτογράφησης για την κρυπτογράφηση δεδομένων εν κινήσει και σε αδράνεια για ασφαλή υπολογισμό ομίχλης.

Διαβάστε επίσης: Τι είναι το NVMe Over TCP (NVMe/TCP)

Λειτουργική διαδικασία του υπολογισμού ομίχλης

Η μέθοδος λειτουργίας του fog networking είναι η εξής:

• Ένας ελεγκτής αυτοματισμού παρακολουθεί σήματα από διαφορετικές συσκευές και αισθητήρες του δικτύου και εκτελεί έναν αλγόριθμο ή πρόγραμμα για να αυτοματοποιήσει τον εξοπλισμό IoT.
• Αυτό το πρόγραμμα μεταφέρει δεδομένα στην επόμενη συσκευή του δικτύου χρησιμοποιώντας έναν τυπικό διακομιστή OPC Foundation, επίσης γνωστό ως Open Platform Communications (OPC) ή Object Linking and Embedding for Process Control (OLEPC).
• Ένα εργαλείο μετατρέπει αυτά τα δεδομένα σε τυπικά πρωτόκολλα δεδομένων όπως HTTPS ή MQTT.
• Αυτή τη στιγμή, τα μετατραπέντα δεδομένα αποστέλλονται στους κόμβους ομίχλης για ανάλυση χρησιμοποιώντας το διαδίκτυο ή το εσωτερικό δίκτυο.
• Μόλις λάβουν τα δεδομένα, οι κόμβοι ομίχλης δίνουν αμέσως οδηγίες στις συνδεδεμένες συσκευές IoT σχετικά με το τι μπορούν να κάνουν με την ανάλυση του περιβαλλοντικού σήματος.
• Τέλος, ο κόμβος ομίχλης αποθηκεύει τα δεδομένα σε έναν διακομιστή νέφους για έλεγχο, ανάλυση και αρχειοθέτηση.

Διαβάστε επίσης: Τι είναι ένα cluster;

Οφέλη του υπολογισμού ομίχλης

Ελαχιστοποίηση καθυστέρησης

Ο υπολογισμός ομίχλης είναι η σωστή επιλογή για επιχειρήσεις όπου η καθυστέρηση σημαίνει πολλά ή είναι υψίστης σημασίας. Εδώ, η ανάλυση δεδομένων λαμβάνει χώρα κοντά στην πηγή δεδομένων. Ως εκ τούτου, παρέχει ελάχιστη καθυστέρηση σε σύγκριση με άλλες τεχνολογίες.

Δείτε το παράδειγμα της διανομής ενέργειας και της βιομηχανίας υγειονομικής περίθαλψης, όπου κάθε δευτερόλεπτο είναι πολύτιμο. Σε αυτές τις περιπτώσεις, ο υπολογισμός ομίχλης μπορεί να σας ειδοποιήσει γρηγορότερα από άλλες τεχνολογίες, έτσι ώστε να χαθεί λιγότερος χρόνος στη διαδικασία.

Μέγιστη ασφάλεια

Τα δεδομένα που παράγονται από συσκευές IoT χρειάζονται την απόλυτη προστασία από την unauthorized access από κυβερνοεγκληματίες. Στον υπολογισμό ομίχλης, μπορείτε να παρακολουθείτε τους κόμβους ομίχλης και να διασφαλίσετε την προστασία τους χρησιμοποιώντας τις ίδιες πολιτικές και ελέγχους που χρησιμοποιείτε για το υπόλοιπο περιβάλλον IT. Όλα αυτά διασφαλίζουν ότι τα δεδομένα παραμένουν ασφαλή κατά τη μετάβαση και σε αδράνεια.

Μειωμένη χρήση εύρους ζώνης

Η χρήση του εύρους ζώνης του δικτύου είναι περιορισμένη στον υπολογισμό ομίχλης επειδή, εδώ, η ανάλυση δεδομένων δεν χρειάζεται να μεταφέρει δεδομένα σε έναν διακομιστή νέφους. Επιπλέον, μειώνει την εξάρτηση του διαδικτύου των εταιρειών για ανάλυση.

Ενώ οι συνδεδεμένες συσκευές συνεχώς παράγουν δεδομένα που χρειάζονται ανάλυση, η πλειονότητα της ανάλυσης γίνεται στο πλησιέστερο σημείο. Έτσι, μόνο μια περιορισμένη ποσότητα δεδομένων χρειάζεται μεταφορά.

Ιδιωτικότητα δεδομένων

Ο υπολογισμός ομίχλης είναι επίσης πολύ καλός στην εξασφάλιση της ιδιωτικότητας των δεδομένων. Οι επιχειρήσεις που ασχολούνται με προσωπικές πληροφορίες και κρίσιμα δεδομένα διαπιστώνουν ότι ο υπολογισμός ομίχλης είναι επωφελής. Εδώ, όλα τα ευαίσθητα δεδομένα αναλύονται τοπικά υπό την αυστηρή επίβλεψη της ομάδας IT που παρέχει την απαραίτητη υποστήριξη στη συσκευή.

Ωστόσο, υποσύνολα δεδομένων που απαιτούν υψηλότερο επίπεδο ανάλυσης μεταφέρονται στον διακομιστή νέφους. Παρ' όλα αυτά, τα δεδομένα που επεξεργάζονται σε αυτόν τον τύπο υπολογισμού είναι συγκριτικά ασφαλέστερα.

Κόστος

Όλη η έννοια του υπολογισμού ομίχλης περιλαμβάνει λιγότερα έξοδα από τον υπολογισμό νέφους. Η ανάγκη για λιγότερη εύρος ζώνης σημαίνει μείωση στους λειτουργικούς πόρους. Οι εταιρείες που επιλέγουν αυτόν τον τύπο υπολογισμού παρατηρούν μείωση του συνολικού κόστους στην εταιρεία. Δεδομένου ότι αυτός ο τύπος υπολογισμού χρειάζεται λιγότερη εύρος ζώνης δικτύου, το λειτουργικό κόστος μειώνεται σημαντικά.

Καλύτερη αξιοπιστία

Οι συσκευές IoT συχνά πρέπει να λειτουργούν σε δύσκολες περιβαλλοντικές συνθήκες. Ο υπολογισμός ομίχλης μειώνει την ανάγκη μετάδοσης δεδομένων στον διακομιστή νέφους και έτσι βελτιώνει την αξιοπιστία δεδομένων ακόμη και υπό αυτές τις εχθρικές συνθήκες.

Ανάλυση σε πραγματικό χρόνο

Οι εταιρείες που εκτελούν υπολογισμούς ομίχλης μπορούν επίσης να έχουν πρόσβαση δεδομένων ανάλυσης σε πραγματικό χρόνο. Δεδομένου ότι δεν χρειάζεται να περιμένουν πολύ καιρό για αυτά τα δεδομένα, τους βοηθά να είναι πιο μπροστά από τους ανταγωνιστές τους.

Ειδικά οι εταιρείες χρηματοδότησης, τραπεζών και παραγωγής χρειάζονται δεδομένα ανάλυσης για άμεσες αποφάσεις. Ο υπολογισμός ομίχλης ωφελεί τέτοιες επιχειρήσεις με τη γρήγορη και άμεση μετάδοση δεδομένων.

Μειονεκτήματα του υπολογισμού ομίχλης

Εξάρτηση από φυσική τοποθεσία

Ο υπολογισμός ομίχλης πραγματοποιείται σε μια τοποθεσία κοντά στη συσκευή που προμηθεύει τα δεδομένα. Επομένως, δεν είναι δυνατόν να αποκτηθεί πρόσβαση από απομακρυσμένη τοποθεσία.

Ανησυχίες σχετικά με την ασφάλεια

Ο υπολογισμός ομίχλης δεν είναι απαλλαγμένος από ζητήματα ασφάλειας. Μπορεί να πέσει θύμα spoofing διευθύνσεων IP ή επιθέσεων Man-in-the-Middle (MitM). Δεδομένου ότι η έννοια του υπολογισμού ομίχλης είναι ακόμη σε πρώιμο στάδιο ανάπτυξης, οι προγραμματιστές ακόμη ερευνούν τις αδυναμίες ασφάλειας για να γεφυρώσουν τα κενά.

Θέματα κλιμάκωσης

Ο υπολογισμός ομίχλης είναι ένα περίπλοκο μοντέλο υπολογισμού όπου έρχεται μια επιπλέον στρώση μεταξύ των συστημάτων αποθήκευσης και την επεξεργασία δεδομένων. Απαιτεί περισσότερο ακριβό υ hardware, όπως δρομολογητές, πύλες, κόμβοι κ.λπ. Εν τέλει γίνεται δύσκολη η κλιμάκωση των μοντέλων υπολογισμού ομίχλης.

Επόμενο, Τι είναι ένα υπολογιστικό δίκτυο;