IoT, tingenes internett, har forandret IT-landskapet over hele verden og regnes allerede som en nøkkelteknologi for mange fremtidsrettede prosjekter. Tradisjonelle IoT-arkitekturer, der data samles inn og behandles sentralt, kan ikke skaleres ubegrenset på grunn av begrensninger som båndbredde. Innenfor fog computing utvikles det nå mulige løsninger for å håndtere slike utfordringer knyttet til implementering av IoT.

Hva er tåkeberegning? En definisjon

Fog computing er en skyteknologi der data som genereres av sluttbrukerutstyr ikke lastes direkte opp til skyen, men i stedet forbehandles i desentraliserte minidatasentre. Konseptet innebærer en nettverksstruktur som strekker seg fra nettverkets ytterste kant (der data genereres av IoT-enheter) til et sentralt datapunkt i en offentlig sky eller til et privat datasenter (privat sky).

Målet med «fogging» er å redusere kommunikasjonsavstandene og minske dataoverføringen gjennom eksterne nettverk. Fog-noder danner et mellomlag i nettverket der det avgjøres hvilke data som skal behandles lokalt, og hvilke som skal videresendes til skyen eller til et sentralt datasenter for videre analyse eller behandling.

Følgende skjematiske illustrasjon viser de tre lagene i tåkeberegningens arkitektur:

Image: Schematic diagram of an IoT architecture’s edge, fog, and cloud layers
In fog computing, data storage and preprocessing resources are available in a decentralised manner across the network. Instead of having to rely solely on a public cloud or a central data centre, these resources can be accessed through fog nodes on an intermediate layer within the network.
  • Kantlag: Kantlaget omfatter alle de «smarte» enhetene (kantenheter) i en IoT-arkitektur. Data som genereres i kantlaget, behandles enten direkte på enheten eller overføres til en server (tåkenode) i tåkelaget.
  • Tåkelag: Tåkelaget omfatter en rekke kraftige servere som mottar data fra kantlaget, forbehandler dem og laster dem opp til skyen etter behov.
  • Skylag: Skylaget er det sentrale dataendepunktet i en fog computing-arkitektur.

OpenFog Consortium (nå Industry IoT Consortium (IIC)) har utviklet en referansearkitektur for fog-systemer. Du finner flere white papers om fog computing på IICs nettsted.

Hvordan skiller tåkeberegning seg fra skyberegning?

Det som skiller tåke- og skybasert databehandling fra hverandre, er måten ressursene tilbys på og hvordan dataene behandles. Skybasert databehandling foregår vanligvis i sentraliserte datasentre. Ressurser som prosessorkraft og lagringsplass samles av backend-servere og gjøres tilgjengelige for klienter via nettverket. Kommunikasjonen mellom to eller flere sluttbruker-enheter foregår alltid via en server i bakgrunnen.

Systemer som de som brukes i smart produksjon krever kontinuerlig datautveksling mellom utallige sluttbrukerapparater, noe som presser en slik arkitektur til det ytterste. Fog computing benytter seg av mellomliggende databehandling nær datakilden for å redusere datatrafikken til datasenteret.

Hvordan skiller tåkeberegning seg fra kantberegning?

Det er imidlertid ikke bare datagjennomstrømningen i store IoT-arkitekturer som setter skybasert databehandling på prøve. Et annet problem er ventetid. Sentralisert databehandling er alltid forbundet med en tidsforsinkelse på grunn av lange overføringsveier. Sluttbrukerutstyr og sensorer må kommunisere med hverandre via serveren i datasenteret, noe som resulterer i en forsinkelse i den eksterne behandlingen av både forespørselen og svaret. Slike ventetider blir problematiske i IoT-støttede produksjonsprosesser der sanntidsinformasjonsbehandling er et must for at maskiner skal kunne reagere umiddelbart når en hendelse inntreffer.

En løsning på forsinkelsesproblemet er edge computing, et konsept innenfor rammen av fog computing der databehandlingen ikke bare er desentralisert, men foregår direkte i sluttbrukerutstyret i nettverkets ytterkant. Hver smarte enhet er utstyrt med sin egen mikrokontroller, som muliggjør grunnleggende databehandling og kommunikasjon med andre IoT-enheter og sensorer. Dette reduserer ikke bare forsinkelsen, men også datatrafikken i det sentrale datasenteret.

Selv om fog computing og edge computing er nært beslektede begreper, er de ikke det samme. Den avgjørende forskjellen ligger i hvor og når dataene behandles. Ved edge computing behandles dataene der de genereres, og i de fleste tilfeller sendes dataene videre umiddelbart etter at de er behandlet. Fog computing, derimot, samler inn og behandler rådata fra flere kilder i et datasenter som ligger mellom datakilden og et sentralisert datasenter. Ved å behandle dataene på denne måten unngår man å sende irrelevante data eller resultater til det sentrale datasenteret. Hvorvidt edge computing, fog computing eller en kombinasjon av begge deler er det beste, avhenger i stor grad av den enkelte brukssituasjonen.

Hva er fordelene med tåkeberegning?

Fog computing tilbyr løsninger på en rekke problemer knyttet til skybaserte IT-infrastrukturer. Teknologien prioriterer korte kommunikasjonsveier og holder opplastingen til skyen på et minimum. Her er de viktigste fordelene:

  1. Mindre nettverkstrafikk: Fog computing reduserer trafikken mellom IoT-enheter og skyen.
  2. Kostnadsbesparelser ved bruk av tredjepartsnettverk: Nettverksleverandører har høye kostnader for høyhastighetsopplasting til skyen. Fog computing reduserer disse.
  3. Tilgjengelighet uten nettilgang: I en fog computing-arkitektur er IoT-enheter også tilgjengelige uten nettilgang.
  4. Mindre ventetid: fog computing forkorter kommunikasjonsveiene, noe som fremskynder automatiserte analyse- og beslutningsprosesser.
  5. Datasikkerhet: i fogging blir enhetsdata ofte forbehandlet av det lokale nettverket. Dette muliggjør en implementering der sensitive data kan forbli innenfor selskapet eller krypteres eller anonymiseres før de lastes opp til skyen.

Hva er ulempene ved tåkeberegning?

Desentralisert databehandling i minidatasentre har også sine ulemper. De største ulempene er kostnadene og kompleksiteten ved å vedlikeholde og administrere et distribuert system. Ulempene ved fog computing-systemer er:

  1. Høyere maskinvarekostnader: Fog computing krever at IoT-enheter og sensorer er utstyrt med ekstra prosessorenheter for å muliggjøre lokal databehandling og kommunikasjon mellom enheter.
  2. Økte vedlikeholdskrav: desentralisert databehandling krever mer vedlikehold, siden behandlings- og lagringsstedene er spredt over hele nettverket og, i motsetning til skyløsninger, ikke kan vedlikeholdes eller administreres sentralt.
  3. Ytterligere krav til nettverkssikkerhet: Fog computing er sårbar for man-in-the-middle-angrep.
Go to Main Menu