Calculul de ceață

De la Wikipedia, enciclopedia liberă.
Salt la navigare Salt la căutare

Fog computing (sau Fog) este o arhitectură orizontală, la nivel de sistem, utilă pentru distribuirea fără probleme a resurselor și serviciilor de calcul, stocării datelor, controlului și funcționalității rețelei pe infrastructura care conectează Cloud-ul la Internetul obiectelor (IoT) [1] .

Ceața reprezintă în același timp o extensie și o îmbunătățire a paradigmei Cloud în sprijinul aplicațiilor IoT care trebuie să respecte parametrii precisi ai Calității Serviciului (QoS) care urmează a fi procesate [2] , cum ar fi latența și lățimea de bandă disponibile pentru o anumită conexiune [ 3] [4] [5] .

Motivație

Așa cum a prezis Mark Weiser în 1991 [6] , tehnologia dispare, amestecându-se chiar în țesătura vieții noastre de zi cu zi până când devine indistinctă de ea. Până în 2020, CISCO se așteaptă la prezența a peste 50 de miliarde de dispozitive conectate [7] , cu o medie de 7 de persoană (de exemplu, vehicule cu conducere automată , sisteme de automatizare a locuinței , dispozitive de sănătate electronică). Fiecare dintre aceste dispozitive, colectând continuu date, va crește cantitatea de informații care trebuie stocate în centrul de date , în așteptarea prelucrării ulterioare.

Dacă, pe de o parte, cantitatea de date colectate continuă să crească ( Big Data ), precum și capacitatea de calcul necesară procesării acestora, pe de altă parte, conectivitatea disponibilă pentru transportul informațiilor de la IoT la centrul de date nu este întotdeauna adecvată pentru domeniul de aplicare. În special, aplicațiile cu cerințe stricte în ceea ce privește timpul de răspuns sau securitatea nu sunt cel mai bine acceptate de paradigma Cloud actuală, care necesită deplasarea datelor de la limitele rețelei la structurile de procesare centralizate [8] [9] . Luați în considerare, de exemplu, sisteme de control pentru instalații industriale sau clădiri publice, dispozitive medicale conectate, infrastructuri pentru gestionarea eficientă a traficului vehiculelor.

Calculul cu ceață, prin exploatarea capacităților de calcul, stocare a datelor și rețea apropiate fizic de IoT și foarte distribuite, își propune să rezolve aceste probleme. Nodurile Fog, în rolul dublu al capacității de calcul și al filtrelor către și dinspre Cloud, vor face posibilă acceptarea aplicațiilor sensibile la timp , cu un consum ridicat de lățime de bandă sau cu cerințe de securitate IT specifice (care nu permit trecerea datelor pe „infrastructura publică Cloud” [5] .

Definiții

Deși schimbarea paradigmatică și tehnologică către ceață devine din ce în ce mai necesară, încă nu a fost dată o definiție precisă și comună a calculului ceații. Aici încercăm să ilustrăm dezbaterea științifică actuală raportând critic unele dintre definițiile dezvoltate până acum.

Prima încercare de a defini calculul de ceață datează din 2012 și se datorează lui Flavio Bonomi și colab.:

Fog computing este o platformă extrem de virtualizată care oferă capacitate de calcul, stocare de date și servicii de rețea între dispozitive finale și centre de date tradiționale de calcul cloud. Toate acestea, în general, dar nu exclusiv, sunt oferite la marginea rețelei. [2]

Autorii subliniază, de asemenea, că platforma Fog trebuie să se bucure de o distribuție geografică larg răspândită și trebuie să fie organizată ierarhic pentru a se asigura că analiza imediată (sau pe termen mediu) a informațiilor colectate are loc cât mai aproape de sursele IoT, în timp ce analiza istorică datele pot fi efectuate la nivel de Cloud. Potrivit Bonomi, caracteristicile Fog includ: conștientizarea locației , latențe scăzute, distribuție largă a infrastructurii, număr mare și mobilitate a nodurilor Fog, interacțiune în timp real, predominanță a accesului wireless la rețea, interoperabilitate și federație între diferiți manageri. În general, această primă definiție este în concordanță cu cea dată de CISCO [7] în același an:

Ceața extinde Cloud-ul pentru a fi mai aproape de senzorii și actuatorii IoT. Nodurile de ceață pot fi instalate oriunde există conectivitate la Internet [...]. Orice dispozitiv capabil de calcul, stocare date și conectivitate la rețea poate fi un nod Fog (de exemplu, controlere industriale, switch-uri, routere, servere dedicate și camere de supraveghere). [...] Analiza datelor IoT aproape de locul în care sunt generate minimizează latența. Reduce încărcarea internetului cu gigaocteți de trafic; păstrează date sensibile în rețeaua privată.

În 2014, Vaquero și colab. [10] au extins în mod substanțial definiția Fog, în favoarea unui concept mai fluid, constând în:

dispozitive descentralizate și omniprezente [care] comunică și cooperează potențial între ele și cu rețeaua pentru a efectua stocarea sau prelucrarea datelor [...] pentru a sprijini funcțiile de bază ale rețelei sau noile servicii și aplicații care rulează într-un mediu sandbox .

Mai mult, în conformitate cu Vaquero și colab. [10] , utilizatorii pot vinde o parte din dispozitivele lor pentru a găzdui astfel de servicii în schimbul stimulentelor de partajare. Această definiție amplă dezvăluie mai multe despre potențialul Fog ca paradigmă în care utilizatorii de rețea și dispozitivele lor sunt o parte fundamentală și integrală în furnizarea de servicii utilizatorilor înșiși. În aceeași direcție „centrată pe om” merg susținătorii calculului Edge-centric [11] , potrivit cărora Ceața ar trebui să încurajeze participarea umană, profitând de ocazia ratată de a folosi cantitatea enormă de resurse neutilizate pe dispozitivele personale moderne. În conformitate cu precedentele este definiția propusă de Mung Chiang [12] în 2016:

Ceața este o arhitectură care utilizează unul sau mai multe dispozitive de utilizator, sau situate aproape de utilizator la marginea rețelei, pentru a efectua o cantitate substanțială de operațiuni de stocare, comunicare și gestionare a datelor.

Chiang subliniază în mod clar tranziția paradigmatică de la Cloud la (sau cât mai aproape posibil) la utilizatorul final. Acolo unde stocarea datelor este apanajul centrelor de date, comunicarea are loc prin rețeaua principală și gestionarea este realizată de gateway-uri, Fog își propune să o distribuie pe dispozitivele care cooperează în rețea. În cele din urmă, definiția dată de OpenFog Consortium, fondată în 2015, pare până în prezent cel mai general [1] :

O arhitectură orizontală, la nivel de sistem, care distribuie resurse și servicii de calcul, stocare date, control și funcții de rețea oriunde între Cloud și IoT, pentru a accelera procesul de luare a deciziilor. Arhitecturile de ceață acceptă un subset specific de aplicații care nu pot fi implementate folosind doar arhitecturi Cloud sau numai dispozitive inteligente la marginea rețelei.

Notă

  1. ^ a b OpenFog Reference Architecture for Fog Computing ( PDF ), pe openfogconsortium.org . Adus la 5 aprilie 2017 (arhivat din original la 6 aprilie 2017) .
  2. ^ a b Flavio Bonomi și colab., Fog computing și rolul său în internetul lucrurilor. , în Proceedings of the first edition of the MCC workshop on Mobile cloud computing. ACM, 2012 ..
  3. ^ (EN) Antonio Brogi, Stephen Strong și Carlos Guerrero, How to place your apps in the fog: State of the art and open provocations in Software: Practice and Experience, n / a, n / a, DOI : 10.1002 / spe. 2766 . Adus la 17 decembrie 2019 .
  4. ^ Antonio Brogi și Stefano Forti, Implementarea conștientă de QoS a aplicațiilor IoT prin ceață , în IEEE Internet of Things Journal , vol. 4, nr. 5, 2017, pp. 1185-1192, DOI : 10.1109 / JIOT.2017.2701408 .
  5. ^ a b Michele Zanella, Giuseppe Massari și Andrea Galimberti, Back to the Future: Resource Management in Post-cloud Solutions , în Proceedings of the Workshop on INTelligent Embedded Systems Architectures and Applications , ACM, 2018, pp. 33–38, DOI : 10.1145 / 3285017.3285028 . Adus pe 24 octombrie 2019 .
  6. ^ Mark Weiser, Computerul pentru secolul 21. , în Scientific american , vol. 265, nr. 3.
  7. ^ a b Fog Computing and the Internet of Things: Extend the Cloud to Where the Things Are ( PDF ), pe cisco.com .
  8. ^ Shi, Weisong și Schahram Dustdar., The promise of edge computing , în Computer , 49.5 (2016): 78-81.
  9. ^ Stefano Forti, Gian-Luigi Ferrari și Antonio Brogi, Secure Cloud-Edge Deployments, with Trust , în Future Generation Computer Systems , vol. 102, 1 ianuarie 2020, pp. 775–788, DOI : 10.1016 / j.future.2019.08.020 . Adus la 17 decembrie 2019 .
  10. ^ a b Vaquero, Luis M. și Luis Rodero-Merino, Găsirea drumului în ceață: Către o definiție cuprinzătoare a calculului de ceață , în ACM SIGCOMM Computer Communication Review 44.5 (2014): 27-32 .
  11. ^ Garcia Lopez, Pedro, și colab., Edge-centric computing: Vision and provocări. , în ACM SIGCOMM Computer Communication Review 45.5 (2015): 37-42. .
  12. ^ Chiang, Mung, Fog networking: O privire de ansamblu asupra oportunităților de cercetare , în arXiv preprint arXiv: 1601.00835 (2016) .
Internet Portal internet : accesați intrările Wikipedia care se ocupă de internet
Adus de la „ https://it.wikipedia.org/w/index.php?title=Fog_computing&oldid=119668297 ”