Туманные вычисления ( англ. Fog computing) — разновидность архитектуры вычислений горизонтального типа, используемая для выполнения объемных вычислений, хранения и обработки данных внутри сети и локально и через Интернет .

История

Термин «туманные вычисления» берет свое начало в кандидатской диссертации профессора Джонатана Бар-Магенома Нумхаузера, изданной в 2011 году. В январе 2012 года Нумхаузер представил концепцию вычислений нового типа на Третьем международном конгрессе Silenced Writings в университете Алкала и опубликовал свою статью «„Туманные вычисления“: введение в эволюцию облачных вычислений » в официальном источнике.

Туманные вычисления привлекли внимание широкой аудитории благодаря интересу компании Cisco , рассматривающей их в качестве новой технологии, позволяющей организовать дополнительный уровень взаимодействия между конечными устройствами и облачными дата-центрами. 19 ноября 2015 года Cisco Systems , ARM Holdings , Dell , Intel , Microsoft и Принстонский университет основали консорциум для продвижения интересов и развития туманных вычислений.

Концепция

Концепция туманных вычислений предполагает дополнительный уровень работы с информацией как локально, так и в глобальной Сети, занимая промежуточное положение между облачными дата-центрами, конечными устройствами и другими элементами инфраструктуры данных. Туманные вычисления, в сравнении с облачными вычислениями, представляют еще один уровень сбора и анализа данных, более близкий к пользователю, в то время как граничные вычисления являются ближайшей к конечным устройствам точкой описываемой сети.

Сеть туманных вычислений представлена двумя плоскостями (уровнями) — (control plane) и (data plane). Например, в плоскости данных, туманные вычисления позволяют вычисляющим операторам находиться непосредственно в границах сети, а не на серверах дата-центров.

Преимущества туманных вычислений

Туманные вычисления в ряде случаев рассматриваются в качестве качественного дополнения, а также альтернативы облачным сетям. Исследователи выделяют следующие значимые преимущества данной технологии:

• Низкая и лучшая взаимосвязь с конечными устройствами;
• Более широкая география сетей;
• Мобильность;
• Очень большое количество узлов внутри сети данного типа;
• Улучшенные возможности использования технологий беспроводного доступа ;
• Расширенные возможности для работы потокового программного обеспечения и приложений, работающих в реальном времени;
• Неоднородность вычислительных сетей.

Применение

Туманные вычисления могут рассматриваться в рамках концепции Интернета вещей (IoT) , предполагающей построение сети между большим количеством устройств, ежедневно используемых людьми. Подобные сети могут включать такие устройства как, например, мобильные телефоны, носимые устройства для мониторинга здоровья, «умные» системы автомобилей и технику, предоставляющую возможности дополненной реальности, например, очки виртуальной реальности Google Glass .

, подразделение ВМС США , создает прототипы и тестирует масштабируемую, безопасную, защищенную от сбоев сеть для защиты стратегических военных объектов, как стационарных, так и мобильных. Разработанное службой программное обеспечение, работающее на узлах сети, способно достаточно быстро восстановить беспрепятственное управление устройствами в случае обрыва Интернет-соединения. Варианты использования проектируемых сетей в военных целях включают в себя, например, создание «умных» роев дронов .

Стандарт предоставляет метод, с помощью которого данные объектов, идентифицированных с помощью периферийных вычислений с использованием носителей данных автоматической идентификации (AIDC) , штрих-кода и/или метки RFID , могут считываться, интерпретироваться, проверяться и передаваться в «туман» вычислений, а затем и на периферию, даже если метка AIDC переместилась.

Отличия от облачных вычислений

Как облачные, так и туманные вычисления предоставляют конечным пользователям возможность хранения данных и управление ими с помощью приложений . Тем не менее, туманные вычисления находятся «ближе» к конечным пользователям и имеют более широкое географическое распространение. Само определение « туманные вычисления» призвано указать на дополнительный уровень архитектуры сети данных, который расположен структурно «ниже» облачных вычислений, по аналогии с облаками и туманом, явление которого можно наблюдать близко к земле.

«Облачные вычисления» — это практика использования сети удаленных серверов , размещенных в Интернете, для хранения, управления и обработки данных, а не локальных сервисов или персональных компьютеров. Облачные вычисления, в ряде случаев, отличаются большей вычислительной мощностью и максимальной плотностью обрабатываемых потоков данных.

Туманные вычисления облегчают работу сервисов обработки и хранения информации, а также сетевых служб, осуществляющих взаимосвязь между конечными устройствами и дата-центрами, использующими облачные технологии; они выступают в качестве дополнительного уровня сбора и обработки информации. Обычно туманные вычисления рассматривают как дополнительную часть инфраструктуры облачных вычислений.

По сравнению с облачными вычислениями, концепция туманных вычислений более ориентирована на близость к конечным пользователям и их целям (например, в плане эксплуатационных расходов, политики безопасности, использования ресурсов и т. д.). Данный тип вычислений также более плотно связан с географией данных и их контекстом (что касается вычислительных ресурсов и ресурсов IoT), предполагает снижение задержек обмена данными внутри сети и более экономичное использование пропускной способности Интернет-магистралей для достижения лучшего качества работы (QoS) . Сторонники туманных вычислений также отмечают улучшенные возможности периферийной аналитики и интеллектуального анализа потоков информации внутри сети описываемого типа. Это обеспечивает большую эффективность используемых пользовательских интерфейсов и улучшает защиту сети от сбоев, а также позволяет использовать новый вид вычислений в .

Туманные вычисления не следует путать и с граничными вычислениями . Старший директор по корпоративным стратегическим инновациям Cisco Хелдер Антунес утверждает, что граничные вычисления стоит рассматривать как составную часть, или подмножество туманных вычислений. Отличие заключается и в том, что граничные вычисления ориентированы исключительно на локальную обработку данных, таким образом, являясь конечным (и наиболее близким пользователю) звеном в экосистеме «облачных — туманных — граничных» вычислений. Туманные вычисления подразумевают не только обработку данных локально на устройствах, но и их передачу в конечную точку.

Критика

Туманные вычисления могут осуществляться как в больших облачных системах, так и в структурах больших данных , из-за чего, в процессе данных вычислений, наблюдаются трудности объективного доступа к информации. Это приводит к снижению качества получаемых результатов. Влияние туманных вычислений на облачные вычисления и системы больших данных может различаться. Вместе с тем, всем видам туманных вычислений присуще ограничение в распространении результатов производимых операций, проблема, которая была решена с созданием метрик, которые пытаются повысить их точность.

См. также

• Безопасность туманных вычислений
• Облачные вычисления
• Граничные вычисления
• Повсеместные вычисления
• Интернет вещей

Примечания