Noen industrielle og forretningsmessige prosesser er så kritiske at å stole på nettskydatabehandling vil redusere produktiviteten og effektiviteten til hele systemet. Her kommer tåkedatabehandling til unnsetning.
Teknologiområdet er i rask endring, og ny IT-teknologi dominerer markedet. I følge Gartner Hype Cycle 2022 skaper for tiden mange beregnings- og lagringsrelaterte teknologier massiv hype på kort tid.
For eksempel er beregningsbasert lagring, industriskyplattformer, Cybersecurity mesh-arkitektur, etc., noen. I skydrift i industrien er tåkedatabehandling en fremvoksende teknologi. Det skaper en bro mellom lynrask kantdatabehandling og skydatabehandling med middels hastighet.
Hvis virksomheten din er inne på superkritiske oppgaver som må skje raskt med høy sikkerhet, så velger du edge computing. Men hva om edge computing maskinvare ikke kan behandle mengden data maskinene produserer på stedet? Du bruker tåkenettverk.
Les videre for å lære tåkedatabehandling fra grunnnivå, sammen med noen videre læringsressurser av høy kvalitet for å mestre tåkedatabehandling i en bedrift eller profesjonell kapasitet.
Innholdsfortegnelse
Hva er Fog Computing?
Tåkedatabehandling er et desentralisert nettverk av datainfrastruktur eller prosesser for dataknusing der dataressurser er plassert mellom enheten eller datakilden og et sentralt datasenter eller tredjeparts cloud computing-infrastruktur.
Cisco kom opp med begrepet fog computing i 2012 for å definere et alternativ til cloud computing som vil holde seg nærmere maskinene eller appene der databehandlingshastigheten må være raskere, ellers kan prosessen sakte ned eller mislykkes.
Senere i 2015 etablerte topp maskinvare- og programvareutviklere som Intel, Microsoft, Dell Technologies, ARM Holdings og Cisco Systems OpenFog Consortium for å fremme veksten av tåkedatabehandling.
For tiden er tåkedatabehandling et populært navn i industrielle nisjer der høyhastighets databehandling må gjøres i utkanten av skynettverket. Den har noen få synonymer, som nevnt her:
- Tåkenettverk
- Tåke
Tåkenettverk er en bro mellom edge computing og cloud computing. For å spare på båndbreddekostnader og øke prosesseringshastigheten, kan IoT-aktiverte produksjonsprosesser, hjemmeautomatisering, sikkerhetssystemer osv. distribuere et ekstra lag med beregningskraft kalt tåke.
Dette beregningslaget vil ha lagrings-, prosesserings- og analyseapper. Avhengig av et forhåndskonfigurert sett med instruksjoner, vil data gå direkte til en tåkedatainfrastruktur nærmere IoT-enheten eller sensorer som samler inn data fra driftsmiljøet.
Det er det samme stedet der du oppbevarer edge-databehandlingssystemet. Så du kan vurdere kant- og tåkedatabehandling som nærmere hverandre, og skydatabehandling holder seg mye lenger unna.
Hvis edge computing ikke kan behandle data, går innsamlet data til et tåkenettverkssystem. Den vil enten behandle dataene og instruere IoT-systemene med noen avgjørelser. Senere vil den lagre de behandlede dataene på skyen for arkiveringsformål.
Hvordan fungerer tåkedatabehandling?
Et tåkenettverksrammeverk består av forskjellige maskinvarekomponenter og programvarefunksjoner avhengig av den industrielle applikasjonen.
Det inkluderer ofte databehandlingsgatewayer som samler inn data fra intelligente maskiner og datakilder på stedet. Dessuten kan et tåkenettverk akseptere data fra ulike innsamlingsendepunkter som brytere og rutere som kobler sammen digitale eiendeler i et nettverk.
Arbeidsprinsippet til et tåkedatasystem betyr først og fremst transport av data fra og til IoT eller sensorenheter i et IoT-miljø. Slik foregår dataoverføringen under dugging:
- En automatiseringskontroller overvåker lesesignaler fra nettverkstilkoblede IoT-enheter, sensorer og andre intelligente maskiner.
- Automatiseringskontrolleren kjører en programmert app eller algoritme som igjen automatiserer IoT-utstyret.
- Dette forhåndskonfigurerte programmet bruker en standard OPC Foundation-server for å transportere data til neste enhet i tåkenettverksrørledningen. OPC Foundation er ellers kjent som Object Linking and Embedding for Process Control (OLEPC) eller Open Platform Communications (OPC).
- Programmet kan også bruke alle andre gatewayer.
- En maskin konverterer disse dataene til en dataprotokoll som forskjellige internettkommunikasjonsstandarder forstår, som HTTPS eller MQTT (MQ Telemetry Transport).
- Nå kan internett- eller intranettnettverket enkelt sende de konverterte dataene til en eller flere tåkenoder på kanten av skyen for analyse.
- Tåkenoder vil umiddelbart instruere de tilkoblede IoT-enhetene om hva de skal gjøre ved å analysere miljøsignalet.
- Senere lagrer tåke-noden dataene på en fjern skyserver for revisjons-, analyse- og arkiveringsformål.
La oss nå finne ut den korte forskjellen mellom tåke og kantberegning.
Tåkeberegning vs. Edge Computing
Den primære forskjellen mellom kant- og tåkenettverk er plasseringen av datakraften.
I Edge-databehandling kan beregnings- og beslutningskraften være innebygd på IoT-enheten. For eksempel ansiktsgjenkjenningskompatible smarte sikkerhetskameraer som er koblet til et lokalnettverk (LAN) samt til skylagring.
Noen ganger er flere mindre IoT-enheter som aktuatorer, temperatursensorer, væskesensorer, bevegelsessensorer osv., koblet til en kantdatahub, også mulig arkitektur for et kantdatanettverk.
I motsetning til dette, plasserer tåkedatabehandling intelligens eller datakraft på LAN ved hjelp av en tåkenode eller tåkehub. Huben samler inn virkelige signaler fra IoT-enheter og prosesser og instruerer deretter de tilkoblede, intelligente maskinene om hva de skal gjøre. Tåkenoden er også ansvarlig for å sende data til den sentrale skyserveren for dybdeanalyse, noe som ikke er kritisk for sanntids beslutningstaking.
Noen IoT-eksperter mener imidlertid at dugging bare er Cisco-standarden for edge computing.
Tåkeberegning vs. Cloud Computing
Nå som du kanskje tror tåke og cloud computing er veldig like, er det viktig å vite forskjellene mellom tåkedatabehandling og skydatabehandling.
Cloud computing skaper en sentralisert hub for alle beregnings- og lagringsbehov. Det gjør et nettverk uintelligent. Motsatt; tåkenettverk bringer intelligens til kanten av et nettverk som også er koblet til en sky.
Slik kantintelligens reduserer belastningen på skydatabehandling og internettressurser.
Komponenter av tåkedatabehandling
Ulike IoT-selskaper bruker forskjellige måter å sette opp et tåkenettverkssystem på. Derfor kan du finne flere arkitekturer i tåkenettverksøkosystemet. Følgende er imidlertid de vanlige komponentene i enhver standard tåkearkitektur:
#1. Virtuelle og fysiske noder
Dette er rett og slett sluttbrukerenheter som mobiltelefoner, ulike sensorer i en produksjonslinje, smarthøyttalere, smarte lys og mange flere som genererer data og utfører instruksjoner.
#2. Tåkeenheter eller noder
Disse er vanligvis tåkeservere, tåkeporter og tåkeenheter. Tåkeenheter lagrer data, mens en tåkegateway analyserer data fra flere tåkeenheter. Til slutt tar tåkeporter seg for dataruting og omdirigering.
#3. Overvåkingstjenester
Disse API-ene sørger for at tåkenoder og IoT-enheter ikke stopper og alltid kommuniserer.
#4. Databehandlingsprogrammer
Disse programmene kjører på en tåkeserver for å filtrere, behandle, rense, rekonstruere og til slutt lagre data på skyen.
#5. Ressurshåndteringssystemer
Den fungerer som en lastbalanserende enhet og overvåker utnyttelsen av alle tåkenoder.
#6. Sikkerhetsapper og -verktøy
Datakryptering under overføring og hvile er alltid nødvendig for å sikre sikker tåkedatabehandling. Disse komponentene sikrer robust kryptering av digitale data.
#7. GUI, programvare og apper
Dette er apper og verktøy som menneskelige brukere eller anleggsoperatører bruker for å kontrollere hele systemet.
Hvorfor og når trenger du tåkedatabehandling?
Tåkedatabehandling gjør det mulig for IoT-baserte virksomheter å skalere opp driften. De kunne ikke stole på cloud computing fordi når du ser en økning i trafikk eller bruker, kan cloud computing bare mislykkes.
Cloud computing er en god kilde til lavkost beregningskraft, programmeringsplattform og masselagring. Du kan imidlertid ikke bare stole på skyen eller virtualisering når det kommer til prosesser som krever et superkritisk nivå av nøyaktighet og hastighet.
Når du snakker om praktisk talt null latens i en IoT-systembasert fabrikk eller smartby, må du sette opp ett eller flere tåkenettverkssystemer avhengig av størrelsen på IoT-miljøet.
Noen andre bemerkelsesverdige grunner til å implementere dugging er:
- IoT-systemene dine samler inn for mye data, og du trenger ikke alle disse dataene. Derfor kan tåke hjelpe deg med datafiltrering.
- Nettverkstilkoblet IIoT-utstyr må reagere innen et millisekund fra å oppdage en anomali. Slik hastighet kan bare skje enten med kant- eller tåkeberegning.
La oss deretter utforske fordelene med tåkedatabehandling.
Fordeler med tåkedatabehandling
Nedenfor finner du potensialet for tåkenettverk i smartby-, hjemme- og industriell automasjon:
Minimer latens
Hvis ventetid betyr mye for virksomheten din, er tåkedatabehandling et ideelt valg. Den utfører dataanalyse på et punkt nær datakilden. Derfor kan bedrifter forvente minimum latens sammenlignet med de andre teknologiene.
Spesielt i bransjer som produksjon og energi, hvor hvert sekund er verdifullt, kan tåkenettverk tilby raskere varsler som sikrer mindre tapt tid.
Mindre båndbreddebruk
I tåkedatabehandling innebærer ikke dataanalyse å flytte dataene til en skyserver. Derfor er det ikke behov for en omfattende mengde nettverksbåndbredde. Det reduserer ikke bare internettavhengigheten, men koster også bedrifter mindre.
Selv om de tilkoblede enhetene fortsetter å generere data for analyse, utføres oppgavene på det nærmeste punktet. Som et resultat trenger de fleste data ikke transport.
Personvern
Mens personvern er kritisk i dagens verden, tar tåkedatabehandling seg av det. Når bedrifter trenger å bruke et visst nivå av personvern, kan de bruke tåkenettverk.
Alle virksomhetskritiske data analyseres lokalt ettersom et IT-team nøye overvåker og støtter enheten. Bare dataundersettene som trenger analyse på høyere nivå sendes til skyserveren.
Av denne grunn er dataene som behandles av tåkedatabehandling relativt tryggere fra personverninntrengere.
Redusert kostnad
Kostnader er ofte en stor bekymring for alle typer organisasjoner. Hvis de velger tåke, reduseres den totale kostnaden for selskapet. Siden denne typen databehandling trenger mindre nettverksbåndbredde, reduseres driftskostnadene betydelig.
Maksimert sikkerhet
Alle data generert av IoT bør beskyttes mot uautorisert tilgang og cyberkriminelle. I tåkedatabehandling kan tåkenoder overvåkes og beskyttes ved hjelp av de samme kontrollene og retningslinjene bedrifter har for resten av IT-miljøet sitt. Som et resultat forblir dataene trygge under transport og hvile.
Forbedre påliteligheten
I de fleste tilfeller må IoT-enheter fungere under vanskelige miljøforhold. Tåkenettverk kan forbedre påliteligheten til dataene selv under disse tøffe forholdene, samtidig som behovet for dataoverføring til skyen reduseres.
Sanntidsanalyse
Bedrifter som bruker tåkedatabehandling har også tilgang til dataanalyse i sanntid. De kan dra nytte av denne funksjonen for å ligge foran sine konkurrenter.
Produksjons- og finansselskaper må ta umiddelbare beslutninger ved å bruke analysedata. De kan dra nytte av dugging med sin raske overføring av sanntidsdata.
Læringsressurser
#1. Fog Computing: konsepter, rammer og applikasjoner
Leter du etter en tekstbok for å lære dugging fra grunnleggende til avanserte nivåer? Prøv denne boken om tåkedatabehandling av CRC Press på Amazon.
Følgende er de bemerkelsesverdige egenskapene til denne innbundne boken:
- Tåkedatabehandling introduksjon og grunnleggende
- Tåkedatabehandlingsarkitektur
- Vurdering av tåkeberegning i IoT
- Maskinlæring i tåkedatabehandling
- Informasjonssikkerhet i tåkedatabehandling
- Tåkedatasimuleringsapper og -verktøy
- Ulike virkelige applikasjoner for tåkedatabehandling
#2. Tåkedatabehandling og tingenes internett
Denne konferansen om tåkeberegning og tingenes internett fant sted i den siste tiden. Den var rettet mot det nye temaet i IT-bransjen.
Denne sammendragsboken for datakonferanse er tilgjengelig på Amazon i innbundet og pocketversjon.
Innpakning
Internet of Things og Industrial Internet of Things vokser raskt. Ifølge Statista var det 8,6 milliarder aktive IoT- og IIoT-enheter i 2019. Antallet vokste til 15,14 milliarder i 2023. En nøye undersøkt prognose fra det samme statistiske analyseselskapet sier at verden vil se omtrent 29,42 milliarder aktive IoT-enheter innen 2030.
Disse enorme antallet IoT-enheter hjemme, smarte bykommuner og industrier vil kreve petabyte med internettbåndbredde hvis de planlegger å jobbe med nettsky-infrastruktur.
For ikke å nevne at noen kritiske IoT-prosesser aldri vil oppnå raskere prosesseringshastighet hvis de holder seg til skyen. Tåkedatabehandling er en rimelig løsning mellom skyen og kanten, og du kan utforske forretningsmuligheter eller høyt betalte profesjonelle stillinger når du lærer og mestrer tåkedatabehandling.