雾计算(雾联网，fogging)

雾计算的历史

2015年，思科与微软、戴尔、英特尔、Arm和普林斯顿大学合作成立了OpenFog联盟。通用电气(General Electric)、富士康(Foxconn)和日立(Hitachi)等其他机构也为该财团提供了资金。该联盟的主要目标是促进雾计算并使其标准化。该联盟于2019年与工业互联网联盟(IIC)合并。

雾计算与边缘计算

根据思科发起的OpenFog联盟，edge和fog计算的关键区别在于智能和计算能力的位置。在严格雾环境中，智能在局域网(LAN)，数据从端点传输到雾网关在那里，它然后被传输到源进行处理和返回传输。

在边缘计算中，智能和能力可以在端点或网关中。边缘计算的支持者称赞它减少了故障点，因为每个设备都可以独立操作，并决定哪些数据应该存储在本地，哪些数据应该发送到网关或云上进行进一步分析。与边缘计算相比，雾计算的支持者说，它具有更强的可扩展性，当多个数据点向网络输入数据时，可以提供更好的总体视图。

然而，值得注意的是，一些网络工程师认为fog计算只是思科的一种边缘计算方式。

雾计算的原理

雾网络是对云计算的补充，而不是取代;成雾使短期边缘分析，而云执行资源密集型的长期分析。虽然edge设备和传感器是数据生成和收集的地方，但它们有时不具备执行高级分析和机器学习任务所需的计算和存储资源。尽管云服务器有能力做到这一点，但它们往往距离太远，无法处理数据并及时作出响应。

此外，让所有端点通过互联网连接并将原始数据发送到云端可能会涉及隐私、安全和法律问题，尤其是在处理受不同国家法规约束的敏感数据时。流行的雾计算应用包括智能网格，智能城市智能建筑、汽车网络和软件定义网络。

雾计算的优点和缺点

像任何其他技术一样，雾计算有其优点和缺点。一些优点包括:

• 带宽保护。雾计算可以减少发送到云端的数据量，从而降低带宽消耗和相关成本。
• 改进响应时间。由于初始数据处理发生在数据附近，因此延迟减少，总体响应性得到提高。其目标是提供毫秒级的响应，使数据能够在接近实时的情况下处理。
• 网络无关的。尽管雾计算通常将计算资源置于LAN级别(与边缘计算的设备级别相反)，但网络可以被视为雾计算体系结构的一部分。但与此同时，fog computing与网络无关，因为网络可以是有线、Wi-Fi甚至5G网络。

当然，雾计算也有它的缺点，包括以下几点:

• 物理位置。因为雾计算与物理位置绑定，它破坏了与云计算相关的一些“任何时间/任何地点”的好处。
• 潜在的安全问题。在适当的情况下，雾计算可能会出现安全问题，例如Internet Protocol (IP)地址欺骗或中间人(MitM)攻击。
• 创业成本。雾计算是一种同时利用边缘和云资源的解决方案，这意味着有相关的硬件成本。
• 模糊的概念。尽管雾计算已经存在好几年了，但是由于不同的供应商对雾计算的定义不同，对雾计算的定义仍然有些模糊。

雾计算和物联网

因为云计算对许多物联网(物联网)应用时，经常使用雾计算。其分布式方法解决了物联网和工业物联网(IIoT)的需求，以及海量数据的智能传感器和物联网设备生成，将其发送到云处理和分析将是昂贵和耗时的。雾计算减少了所需的带宽，减少了传感器和云之间的来回通信，这可能会对物联网的性能产生负面影响。

雾计算的应用

fog计算有很多潜在的用例。雾计算的一个日益普遍的用例是交通控制。由于传感器(如用于检测流量的传感器)通常连接到蜂窝网络，城市有时会在蜂窝基站附近部署计算资源。这些计算能力使交通数据的实时分析成为可能，从而使交通信号能够对不断变化的情况做出实时反应。

这个基本概念也是正在扩展到自动驾驶汽车。自动驾驶汽车本质上是一种边缘设备，因为其巨大的车载计算能力。这些车辆必须能够从大量传感器获取数据，执行实时数据分析，然后做出相应的响应。

由于自动驾驶汽车的设计不需要云连接，人们很容易认为自动驾驶汽车不是联网设备。尽管自动驾驶汽车必须能够在完全没有云连接的情况下安全驾驶，但在可用的情况下仍然可以使用连接。一些城市正在考虑如何让一辆自动驾驶汽车使用与控制交通灯相同的计算资源进行操作。例如，这样的车辆可以作为边缘设备，使用自己的计算能力将实时数据转发给从其他来源获取交通数据的系统。底层的计算平台可以使用这些数据更有效地操作交通信号。

雾计算和5G

雾计算是一种计算架构，其中一系列节点实时接收来自物联网设备的数据。这些节点对它们接收到的数据执行实时处理，响应时间为毫秒。节点定期向云发送分析摘要信息。然后，基于云的应用程序分析从各个节点接收到的数据，目的是提供数据可行的见解。

这种体系结构需要的不仅仅是计算能力。它要求物联网设备和节点之间的高速连接。请记住，我们的目标是能够在几毫秒内处理数据。当然，连接性选项因用例而异。例如，工厂车间的物联网传感器可能会使用有线连接。然而，移动资源(如自动驾驶汽车)或孤立资源(如场地中央的风力涡轮机)将需要另一种连接形式。5G是一个特别有吸引力的选择，因为它提供了数据近实时分析所需的高速连接。