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什么是雾计算

2019-08-16

发表日期:2019-8-5


 
对于云计算我们应该是相当的熟悉了,什么?还有不熟悉的?赶紧回去看我们的往期科普贴!

那么今天,我们就来聊聊云计算之外的雾计算吧。
 
我们知道,从2006年亚马逊提供云端服务开始,云计算已经发展了十多年了,在这发展的途中,由云计算衍生了许多新技术,而雾计算就是其中之一。
 
雾计算这个名字最初是由美国纽约哥伦比亚大学的斯特尔佛教授(Prof. Stolfo)起的,当时的意图是利用“雾”来阻挡黑客入侵,后来思科接手了这个名词并进行了理论性发展,在2011年提出了现在的“雾计算”概念,赋予了雾计算新的含义。
 
雾计算(Fog Computing),在该模式中数据、(数据)处理和应用程序集中在网络边缘的设备中,而不是几乎全部保存在云中,雾计算是云计算(Cloud Computing)的延伸概念。
而雾计算之所以叫做雾计算,也是因为云计算概念的延伸,这个因“云”而“雾”的命名源自“雾是更贴近地面的云”这一名句。我们知道,云计算寓意计算资源像天空中的云一般取之不竭,无论身在何处,抬头可见。但云高高的飘在天空中,而雾却可以就在我们身边,我们置身其中,触手可及。所以雾计算其实是比云计算离终端用户更近的计算。
 
雾计算可理解为本地化的云计算。
我们知道云和雾都是水的聚合物,那么云计算和雾计算其实在技术原理上也是相似的,他们都基于虚拟化技术,从共享资源池中,为多用户提供资源服务。
 
雾计算相较云计算更贴近地面!云计算重点放在研究计算的方式,雾计算更强调计算的位置。
雾计算介于云计算和个人计算之间的,是半虚拟化的服务计算架构模型。雾计算并非由性能强大的服务器组成,而是由性能较弱、更为分散的各类功能计算机组成,雾计算是将物理上分散的计算机联合起来,形成较弱的计算能力,不过这样的计算能力对于中小型的数据中心,完全够用了。
 
与云计算相比,雾计算所采用的架构更呈分布式,更接近网络边缘。雾计算将数据、数据处理和应用程序集中在网络边缘的设备中,而不像云计算那样将它们几乎全部保存在云中,数据的存储及处理更依赖本地设备,而非服务器。雾计算是新一代分布式计算,符合互联网的“去中心化”特征。雾计算是以个人云、私有云、企业云等小型云为主。 [1] 
 
雾计算顺应物联网发展
国家在大力发展物联网,物联网发展的最终结果就是将所有的电子设备、移动终端、家用电器等等一切都互联起来,这些设备不仅数量巨大,而且分布广泛,各种智能应用等对数据处理的低延迟、高速率、高安全性的要求越来越高,云计算的压力就越来越大,这时候它需要一个助手来分担它的压力。于是雾计算出现了。
 
随着物联网的发展和智能设备的增多,现实的需求对雾计算提出了要求,也为雾计算提供了发展机会。雾计算使得更多业务可以部署。在雾计算技术的加持下,生产效率和用户体验都将被大大提升。
 
自从思科提出了雾计算,已经有ARM、戴尔、英特尔、微软等几大科技公司以及普林斯顿大学加入了这个概念阵营,并成立了非盈利性组织开放雾联盟,旨在推广和加快开放雾计算的普及,促进物联网发展。
 
雾计算的特征
更轻压:计算资源有限相比较云平台的构成单位——数据中心,雾节点更加轻!雾计算能够过滤,如聚合用户消息(如不停发送的传感器消息),只将必要消息发送给云,减小核心网络压力。
 
更低层:雾节点在网络拓扑中位置更低,拥有更小的网络延迟(总延迟=网络延迟 计算延迟),反应性更强。
 
更可靠:雾节点拥有广泛的地域分布,为了服务不同区域用户,相同的服务会被部署在各个区域的雾节点上,使得高可靠性成为雾计算的内在属性,一旦某一区域的服务异常,用户请求可以快速转向其他临近区域,获取相关的服务。此外,由于使用雾计算后,相较云计算减少了发送到云端和从云端发送的数据量,和云计算相比延迟更短,安全风险也得到了进一步的降低!
 
更低延:除了物联网的应用外,网上游戏、视频传输、AR等也都需要极低的时延,这点雾计算也是有所发挥的。
 
更灵便:雾计算支持很高的移动性,手机和其他移动设备可以互相之间直接通信,信号不必到云端甚至基站去绕一圈!此外,雾计算也支持实时互动、多样化的软硬件设备以及云端在线分析等。
 
更节能:雾计算节点由于地理位置分散,不会集中产生大量热量,因此不需要额外的冷却系统,从而减少耗电,雾计算更省电![2]
 
雾计算的应用场景
火灾救援机器人就是雾计算应用的一个很好的例子。当机器人进入救援现场,第一步要做的是激光扫描现场地形,然后进行数据处理,建立现场地图,最后才能进行搜救行动——如果完全靠机器人自己来处理这些任务,就会浪费宝贵的电池电量和救援时间;如果传送到云端进行处理,又难以及时作出响应和决策。这时,在救援现场附近临时布置的雾计算节点,就可以发挥及时响应、提供更强大信息处理能力的作用。[3] 
 
车联网。车联网的应用和部署要求有丰富的连接方式和相互作用。车到车,车到接入点(无线网络,3G,LTE,智能交通灯,导航卫星网络等),接入点到接入点。雾计算能够为车联网的服务菜单中的信息娱乐,安全,交通保障等服务。智能交通灯特别需要对移动性和位置信息的计算,计算量不大,反对时延要求高,显然只有雾计算最适合。试想如果城市中的所有交通灯都需要有数据中心云计算来统一计算而指挥所有交通灯,这样不仅不及时也容易出错。智能交通灯本意是根据车流量来自动指挥车辆通行,避免无车遇红灯时,也要停车等到绿灯再走,那么实时计算非常重要,所以每个交通灯自己都有计算能力,从而自行完成智能指挥,这就是雾计算的威力。[4]
 
云雾搭配,干活不累
雾计算非常适合用于需要实时监控的物联网(IoT)中。在智能城市里,每秒都要处理大量数据(例如交通、风能、农业等),系统间需要频繁大量的沟通,并对环境作出即时回应。如果全部数据都由云端处理,一来会造成大量的网路流量,并有可能令云端超负荷,二来由于云服务器较远,因此未必能提供足够快的服务。雾计算能提供有效的中间处理,初步处理数据,并作出即时的回应,消除数据存储及数据传输的瓶颈。当数据需要大量计算时,就可以将数据传输到云端。云与雾互相配搭,将能最有效回应环境的需求。
 
参考资料:
1.雾计算 fog computing fogging-TechTarget云计算
2.怎么看待雾计算?- 知乎
3.IEEE:全球首个“雾计算”标准发布- C114中国通信网
4.雾计算-百度百科

 
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