Alcuni processi industriali e aziendali sono così critici che affidarsi al cloud computing rallenterà la produttività e l’efficienza dell’intero sistema. Qui, il fog computing viene in tuo soccorso.
Lo spazio tecnologico sta cambiando rapidamente e la nuova tecnologia IT domina il mercato. Secondo il Gartner Hype Cycle 2022, attualmente molte tecnologie di calcolo e storage stanno creando un enorme clamore in un breve periodo.
Ad esempio, l’archiviazione computazionale, le piattaforme cloud di settore, l’architettura mesh di sicurezza informatica, ecc., Sono alcuni. Nel funzionamento del cloud industriale, una tecnologia emergente è il Fog computing. Crea un ponte tra l’edge computing incredibilmente veloce e il cloud computing a velocità intermedia.
Se la tua azienda si occupa di attività supercritiche che devono svolgersi rapidamente con un’elevata sicurezza, allora scegli l’edge computing. Ma cosa succede se l’hardware di edge computing non è in grado di elaborare la quantità di dati che le macchine stanno producendo in loco? Usi la rete della nebbia.
Continua a leggere per imparare il fog computing dal livello base, insieme ad alcune ulteriori risorse di apprendimento di alta qualità per padroneggiare il fog computing in ambito aziendale o professionale.
Sommario:
Che cos’è il calcolo della nebbia?
Il fog computing è una rete decentralizzata di infrastrutture informatiche o processi di data crunching in cui le risorse di elaborazione si trovano tra il dispositivo o l’origine dati e qualsiasi data center centrale o infrastruttura di cloud computing di terze parti.
Cisco ha inventato il termine fog computing nel 2012 per definire un’alternativa al cloud computing che rimarrà più vicina alle macchine o alle app in cui la velocità di elaborazione dei dati deve essere più veloce, altrimenti il processo potrebbe rallentare o fallire.
Più tardi, nel 2015, i migliori sviluppatori di hardware e software come Intel, Microsoft, Dell Technologies, ARM Holdings e Cisco Systems hanno fondato l’OpenFog Consortium per promuovere la crescita del fog computing.
Attualmente, il fog computing è un nome popolare nelle nicchie industriali in cui l’elaborazione dei dati ad alta velocità deve essere eseguita ai margini della rete cloud. Ha alcuni sinonimi, come menzionato qui:
- Rete di nebbia
- Appannamento
Il fog networking è un ponte tra l’edge computing e il cloud computing. Per risparmiare sui costi della larghezza di banda e aumentare la velocità di elaborazione, i processi di produzione abilitati all’IoT, l’automazione domestica, i sistemi di sicurezza, ecc., possono implementare un ulteriore livello di potenza computazionale chiamato fogging.
Questo livello computazionale avrà storage, capacità di elaborazione e app di analisi. A seconda di una serie di istruzioni preconfigurate, i dati andranno direttamente a un’infrastruttura di fog computing più vicina al dispositivo IoT o ai sensori che raccolgono i dati dall’ambiente operativo.
È lo stesso posto in cui mantieni il tuo sistema di edge computing. Quindi puoi considerare l’edge e il fog computing come più vicini tra loro e il cloud computing rimane molto più lontano.
Se l’edge computing non è in grado di elaborare i dati, i dati raccolti vanno a un sistema di rete fog. Elaborerà i dati e istruirà i sistemi IoT con alcune decisioni. Successivamente, memorizzerà i dati elaborati sul cloud a scopo di archiviazione.
Come funziona il calcolo della nebbia?
Un framework di rete fog è costituito da vari componenti hardware e funzioni software a seconda della sua applicazione industriale.
Spesso include gateway informatici che raccolgono dati da macchine intelligenti in loco e fonti di dati. Inoltre, una rete fog può accettare dati da vari endpoint di raccolta come switch e router che collegano risorse digitali all’interno di una rete.
Il principio di funzionamento di un sistema di fog computing significa principalmente trasportare dati da e verso dispositivi IoT o sensori in un ambiente IoT. Ecco come avviene il trasferimento dei dati durante l’appannamento:
- Un controller di automazione monitora i segnali di lettura da dispositivi IoT in rete, sensori e altre macchine intelligenti.
- Il controller di automazione esegue un’app o un algoritmo programmato che, a sua volta, automatizza l’apparecchiatura IoT.
- Questo programma preconfigurato utilizza un server OPC Foundation standard per trasportare i dati al dispositivo successivo nella pipeline di fog networking. OPC Foundation è altrimenti noto come Object Linking and Embedding for Process Control (OLEPC) o Open Platform Communications (OPC).
- Il programma può utilizzare anche qualsiasi altro gateway.
- Una macchina converte questi dati in un protocollo dati comprensibile da vari standard di comunicazione Internet, come HTTPS o MQTT (MQ Telemetry Transport).
- Ora, la rete Internet o Intranet può facilmente inviare i dati convertiti a uno o più nodi fog ai margini del cloud per l’analisi.
- I nodi di nebbia istruiranno immediatamente i dispositivi IoT collegati su cosa fare analizzando il segnale ambientale.
- Successivamente, il nodo di nebbia memorizza i dati su un server cloud distante per scopi di controllo, analisi e archiviazione.
Ora, scopriamo la breve differenza tra fog e edge computing.
Calcolo della nebbia vs. Edge Computing
La differenza principale tra edge networking e fog networking è la posizione della potenza di calcolo.
Nell’edge computing, il potere di calcolo e decisionale potrebbe essere integrato nel dispositivo IoT. Ad esempio, telecamere di sicurezza intelligenti con capacità di riconoscimento facciale che sono collegate a una rete locale (LAN) e all’archiviazione cloud.
A volte, più dispositivi IoT più piccoli come attuatori, sensori di temperatura, sensori di fluidi, sensori di movimento, ecc., collegati a un hub di edge computing sono anche possibili architetture per una rete di edge computing.
Al contrario, il fog computing colloca l’intelligenza o la potenza di calcolo sulla LAN utilizzando un fog node o un fogging hub. L’hub raccoglie i segnali del mondo reale dai dispositivi e dai processi IoT e quindi istruisce le macchine connesse e intelligenti su cosa fare. Il nodo nebbia è anche responsabile dell’invio dei dati al server cloud centrale per un’analisi approfondita, che non è fondamentale per il processo decisionale in tempo reale.
Tuttavia, alcuni esperti di IoT ritengono che l’appannamento sia solo lo standard Cisco dell’edge computing.
Calcolo della nebbia vs. Cloud computing
Ora che potresti pensare che il fog e il cloud computing siano molto simili, è importante conoscere le differenze tra il fog computing e il cloud computing.
Il cloud computing crea un hub centralizzato per tutte le esigenze computazionali e di archiviazione. Rende una rete poco intelligente. Al contrario; fog networking porta l’intelligenza ai margini di una rete che è anche connessa a un cloud.
Tale edge intelligence riduce il carico sul cloud computing e sulle risorse Internet.
Componenti del Fog Computing
Diverse aziende IoT utilizzano modi diversi per configurare un sistema di reti fog. Quindi, potresti trovare più architetture nell’ecosistema di reti fog. Tuttavia, i seguenti sono i componenti comuni in qualsiasi architettura di fogging standard:
#1. Nodi virtuali e fisici
Questi sono semplicemente dispositivi dell’utente finale come telefoni cellulari, vari sensori in una linea di produzione, altoparlanti intelligenti, luci intelligenti e molti altri che generano dati ed eseguono istruzioni.
#2. Dispositivi di nebbia o nodi
Si tratta generalmente di server fog, gateway fog e dispositivi fog. I dispositivi Fog memorizzano i dati, mentre un Fog Gateway analizza i dati da più dispositivi Fog. Infine, i fog gateway si occupano del routing e del reinstradamento dei dati.
#3. Servizi di monitoraggio
Queste API assicurano che i nodi di nebbia e i dispositivi IoT non siano bloccati e comunichino sempre.
#4. Programmi per l’elaborazione dei dati
Questi programmi vengono eseguiti su un server fog per filtrare, elaborare, pulire, ricostruire e infine archiviare i dati nel cloud.
#5. Sistemi di gestione delle risorse
Funziona come unità di bilanciamento del carico e supervisiona l’utilizzo di tutti i nodi di nebbia.
#6. App e strumenti di sicurezza
La crittografia dei dati in transito e inattivi è sempre necessaria per garantire un fog computing sicuro. Questi componenti garantiscono una solida crittografia dei dati digitali.
#7. GUI, software e app
Si tratta di app e strumenti che gli utenti umani o gli operatori dell’impianto utilizzano per controllare l’intero sistema.
Perché e quando hai bisogno del Fog Computing?
Il fog computing consente alle aziende basate sull’IoT di aumentare le proprie operazioni. Non potevano fare affidamento sul cloud computing perché quando vedi un aumento del traffico o dell’utente, il cloud computing potrebbe semplicemente fallire.
Il cloud computing è una buona fonte di potenza di calcolo a basso costo, piattaforma di programmazione e archiviazione di massa. Tuttavia, non puoi fare affidamento solo sul cloud o sulla virtualizzazione quando si tratta di processi che richiedono un livello supercritico di precisione e velocità.
Quando si parla di latenza praticamente nulla in una fabbrica basata su sistemi IoT o in una smart city, è necessario configurare uno o più sistemi di rete fog a seconda delle dimensioni dell’ambiente IoT.
Alcuni altri motivi importanti per implementare l’appannamento sono:
- I tuoi sistemi IoT raccolgono troppi dati e non hai bisogno di tutti questi dati. Quindi, l’appannamento può aiutarti con il filtraggio dei dati.
- Le apparecchiature IIoT in rete devono reagire entro un millisecondo dal rilevamento di un’anomalia. Tale velocità può verificarsi solo con edge o fog computing.
Successivamente, esploriamo i vantaggi del fog computing.
Vantaggi del Fog Computing
Scopri di seguito il potenziale del fog networking nella smart city, nella casa e nell’automazione industriale:
Riduci al minimo la latenza
Se la latenza conta molto per la tua azienda, il fog computing è la scelta ideale. Esegue l’analisi dei dati in un punto vicino all’origine dati. Pertanto, le aziende possono aspettarsi una latenza minima rispetto alle altre tecnologie.
Soprattutto in settori come la produzione e l’energia, dove ogni secondo è prezioso, il fog networking può offrire avvisi più rapidi garantendo meno tempo perso.
Minore utilizzo della larghezza di banda
Nel fog computing, l’analisi dei dati non comporta lo spostamento dei dati in un server cloud. Pertanto, non è necessaria un’ampia quantità di larghezza di banda di rete. Non solo riduce la dipendenza da Internet, ma costa anche meno alle aziende.
Sebbene i dispositivi collegati continuino a generare dati per l’analisi, le attività vengono eseguite nel punto più vicino. Di conseguenza, la maggior parte dei dati non necessita di trasporto.
Riservatezza
Mentre la privacy dei dati è fondamentale nel mondo attuale, il fog computing se ne occupa. Ogni volta che le aziende devono applicare un certo livello di privacy, possono utilizzare il fog networking.
Tutti i dati mission-critical vengono analizzati localmente mentre un team IT supervisiona e supporta attentamente il dispositivo. Solo i sottoinsiemi di dati che richiedono un’analisi di livello superiore vengono inviati al server cloud.
Per questo motivo, i dati elaborati dal fog computing sono relativamente più sicuri dagli invasori della privacy.
Costo ridotto
Il costo è spesso una delle principali preoccupazioni per tutti i tipi di organizzazioni. Se scelgono l’appannamento, il costo complessivo per l’azienda si riduce. Poiché questo tipo di elaborazione richiede meno larghezza di banda di rete, i costi operativi vengono ridotti in modo significativo.
Massima sicurezza
Tutti i dati generati dall’IoT dovrebbero essere protetti da accessi non autorizzati e criminali informatici. Nel fog computing, i nodi di nebbia possono essere monitorati e protetti utilizzando gli stessi controlli e le stesse politiche che le aziende hanno per il resto del loro ambiente IT. Di conseguenza, i dati rimangono al sicuro in transito e inattivi.
Migliora l’affidabilità
Nella maggior parte dei casi, i dispositivi IoT devono funzionare in condizioni ambientali difficili. La rete Fog può migliorare l’affidabilità dei dati anche in queste condizioni difficili, riducendo al contempo la necessità di trasmissione dei dati al cloud.
Analisi in tempo reale
Le aziende che utilizzano il fog computing hanno anche accesso all’analisi dei dati in tempo reale. Possono sfruttare questa caratteristica per stare al passo con i loro concorrenti.
Le aziende manifatturiere e finanziarie devono prendere decisioni istantanee utilizzando i dati analitici. Possono trarre vantaggio dall’appannamento con il suo rapido trasferimento di dati in tempo reale.
Risorse di apprendimento
#1. Fog Computing: concetti, framework e applicazioni
Cerchi un libro in stile libro di testo per imparare l’appannamento dai livelli base a quelli avanzati? Prova questo libro sul fog computing di CRC Press su Amazon.
Le seguenti sono le caratteristiche notevoli di questo libro con copertina rigida:
- Introduzione e nozioni di base sul fog computing
- Architettura di calcolo della nebbia
- Valutazione del fog computing nell’IoT
- Apprendimento automatico nel fog computing
- La sicurezza delle informazioni nel fog computing
- App e strumenti di simulazione del fog computing
- Varie applicazioni del mondo reale del fog computing
#2. Fog Computing e Internet delle cose
Questo procedimento della conferenza su Fog Computing e Internet-of-Things ha avuto luogo nel recente passato. Ha preso di mira il tema emergente del settore IT.
Questo libro riassuntivo della conferenza informatica è disponibile su Amazon nelle versioni con copertina rigida e tascabile.
Avvolgendo
L’Internet of Things e l’Industrial Internet of Things stanno crescendo rapidamente. Secondo Statista, nel 2019 c’erano 8,6 miliardi di dispositivi IoT e IIoT attivi. Il numero è cresciuto fino a 15,14 miliardi nel 2023. Una previsione attentamente studiata dalla stessa società di analisi statistica afferma che il mondo vedrà circa 29,42 miliardi di dispositivi IoT attivi entro il 2030.
Questo numero enorme di dispositivi IoT a casa, nei comuni delle città intelligenti e nelle industrie richiederà petabyte di larghezza di banda Internet se intendono lavorare su un’infrastruttura di cloud computing.
Per non parlare del fatto che alcuni processi IoT critici non raggiungeranno mai una velocità di elaborazione maggiore se si attengono al cloud. Il fog computing è una soluzione ragionevole tra il cloud e l’edge e puoi esplorare opportunità di business o posizioni professionali ben pagate quando impari e padroneggi il fog computing.