Razumevanje računarstva u magli: Šta je to i kako funkcioniše?
Određeni industrijski i poslovni procesi zahtevaju brzu reakciju i obradu podataka, te oslanjanje na cloud tehnologiju može usporiti efikasnost sistema. U takvim situacijama, računarstvo u magli dolazi kao rešenje.
Tehnološki pejzaž se neprestano menja, a nove IT tehnologije brzo osvajaju tržište. Prema Gartner Hype Cycle za 2022. godinu, mnoge tehnologije povezane sa računarstvom i skladištenjem doživljavaju veliki rast popularnosti u kratkom vremenskom periodu.
Primeri takvih tehnologija su cloud skladištenje, industrijske platforme u oblaku i mrežna arhitektura sajber bezbednosti. U domenu cloud rada, računarstvo u magli se ističe kao tehnologija u usponu, gradeći most između brzog edge računarstva i cloud računarstva srednje brzine.
Ukoliko vaše poslovanje obuhvata kritične zadatke koji zahtevaju brzu realizaciju i visok nivo sigurnosti, edge računarstvo može biti vaš izbor. Međutim, šta se dešava kada hardver za edge računarstvo ne može da podnese količinu podataka koju generišu mašine na terenu? Tu na scenu stupa mreža računarstva u magli.
Nastavite čitanje kako biste saznali sve o računarstvu u magli, od osnovnih koncepata do naprednih resursa za učenje, koji će vam pomoći da ovladate ovom tehnologijom u poslovnom ili profesionalnom kontekstu.
Šta je računarstvo u magli?
Računarstvo u magli predstavlja decentralizovanu mrežu računarske infrastrukture, ili proces razdvajanja podataka, gde se računarski resursi nalaze između uređaja ili izvora podataka i centralnog data centra ili cloud infrastrukture treće strane.
Cisco je 2012. godine skovao termin „računarstvo u magli“ kako bi opisao alternativu cloud računarstvu, koja ostaje bliža mašinama ili aplikacijama gde je potrebna veća brzina obrade podataka, jer u suprotnom proces može biti usporen ili neuspešan.
Kasnije, 2015. godine, vodeći programeri hardvera i softvera, kao što su Intel, Microsoft, Dell Technologies, ARM Holdings i Cisco Systems, osnovali su OpenFog konzorcijum kako bi podržali rast računarstva u magli.
Danas je računarstvo u magli popularno u industrijskim nišama gde je neophodna brza obrada podataka na samoj ivici cloud mreže. Neki od sinonima za ovu tehnologiju su:
- Fog networking
- Maglovito računarstvo
Fog networking služi kao most između edge i cloud računarstva. Proizvodni procesi sa omogućenim IoT-om, kućna automatizacija i bezbednosni sistemi mogu iskoristiti dodatni sloj računarske snage, poznat kao maglovito računarstvo, kako bi uštedeli na troškovima propusnog opsega i povećali brzinu obrade.
Ovaj računarski sloj obuhvata aplikacije za skladištenje, obradu i analizu. Zavisno od predefinisanog skupa instrukcija, podaci se šalju direktno u infrastrukturu magle koja je bliža IoT uređaju ili senzorima koji prikupljaju podatke iz operativnog okruženja.
To je takođe mesto gde se nalazi vaš edge računar. Stoga, edge i maglovito računarstvo su bliži jedno drugom, dok cloud računarstvo ostaje znatno udaljenije.
Ukoliko edge računarstvo ne može obraditi podatke, prikupljeni podaci se šalju u sistem umrežavanja magle. Magla će obraditi podatke i uputiti IoT sisteme o određenim odlukama. Obradjeni podaci se kasnije čuvaju u oblaku za arhiviranje.
Kako funkcioniše računarstvo sa maglom?
Mrežni okvir magle se sastoji od različitih hardverskih komponenti i softverskih funkcija, zavisno od njegove industrijske primene.
Obično uključuje računarske prolaze koji prikupljaju podatke sa pametnih mašina i izvora podataka na terenu. Takođe, maglovita mreža može prihvatiti podatke sa različitih krajnjih tačaka prikupljanja, kao što su prekidači i ruteri koji povezuju digitalna sredstva u okviru mreže.
Princip rada sistema maglovitog računarstva prvenstveno se zasniva na transportu podataka do i od IoT ili senzorskih uređaja u IoT okruženju. Proces prenosa podataka tokom zamagljivanja odvija se na sledeći način:
- Kontrolor za automatizaciju nadgleda signale sa umreženih IoT uređaja, senzora i drugih pametnih mašina.
- Kontrolor automatizacije pokreće programiranu aplikaciju ili algoritam koji, zauzvrat, automatizuje IoT opremu.
- Ovaj unapred konfigurisani program koristi standardni OPC Foundation server za transport podataka do sledećeg uređaja u mreži magle. OPC fondacija je poznata kao povezivanje objekata i ugrađivanje za kontrolu procesa (OLEPC) ili komunikacije otvorene platforme (OPC).
- Program takođe može koristiti bilo koji drugi mrežni prolaz.
- Mašina pretvara ove podatke u protokol podataka koji razumiju različiti standardi za internet komunikaciju, kao što su HTTPS ili MQTT (MQ Telemetry Transport).
- Sada, internet ili intranet mreža mogu lako poslati konvertovane podatke u jedan ili više čvorova magle na ivici cloud-a radi analize.
- Čvorovi magle će odmah uputiti povezane IoT uređaje o tome šta treba da rade na osnovu analize ekološkog signala.
- Kasnije, čvor magle čuva podatke na udaljenom serveru u cloudu radi revizije, analize i arhiviranja.
Pogledajmo sada kratku razliku između magle i edge računarstva.
Fog Computing vs. Edge Computing
Primarna razlika između umrežavanja edge i magle je lokacija računarske snage.
U edge računarstvu, računarska i odlučivačka snaga mogu biti ugrađene u sam IoT uređaj. Na primer, pametne sigurnosne kamere sa prepoznavanjem lica koje su povezane na lokalnu mrežu (LAN), kao i na cloud skladište.
Ponekad su višestruki manji IoT uređaji, kao što su aktuatori, senzori temperature, senzori fluida i pokreta, povezani sa edge računarom, što takođe predstavlja moguću arhitekturu edge računarske mreže.
S druge strane, računarstvo u magli postavlja inteligenciju, odnosno računarsku snagu na LAN, koristeći čvor magle. Čvorište prikuplja signale iz stvarnog sveta sa IoT uređaja i procesa, a zatim daje uputstva povezanim inteligentnim mašinama o tome šta treba raditi. Čvor magle je takođe odgovoran za slanje podataka centralnom cloud serveru radi dubinske analize, koja nije kritična za donošenje odluka u realnom vremenu.
Međutim, pojedini stručnjaci za IoT smatraju da je zamagljivanje samo Cisco standard za edge računarstvo.
Fog Computing vs. Cloud Computing
Sada, kada možda mislite da su magla i cloud računarstvo veoma slični, važno je uočiti razlike između ove dve tehnologije.
Cloud računarstvo kreira centralizovano čvorište za sve potrebe računarstva i skladištenja, što mrežu čini neinteligentnom. Nasuprot tome, maglovita mreža donosi inteligenciju na ivicu mreže, koja je takođe povezana sa cloud-om.
Takva ivica inteligencije smanjuje opterećenje cloud računarstva i internet resursa.
Komponente računarstva magle
Različite IoT kompanije koriste različite načine za postavljanje mrežnog sistema magle. Stoga, možete pronaći više arhitektura u mrežnom ekosistemu magle. Međutim, sledeće su uobičajene komponente u bilo kojoj standardnoj arhitekturi magle:
#1. Virtuelni i fizički čvorovi
To su krajnji korisnički uređaji, kao što su mobilni telefoni, razni senzori u proizvodnoj liniji, pametni zvučnici i svetla, koji generišu podatke i izvršavaju instrukcije.
#2. Uređaji za maglu ili čvorovi
Uglavnom su to serveri za maglu, kapije za maglu i uređaji za maglu. Uređaji za maglu čuvaju podatke, dok kapija za maglu analizira podatke sa više uređaja za maglu. Kapije za maglu se brinu za rutiranje i preusmeravanje podataka.
#3. Monitoring Servisi
Ovi API-ji osiguravaju da čvorovi magle i IoT uređaji nisu u zastoju i da neprekidno komuniciraju.
#4. Programi za obradu podataka
Ovi programi rade na serveru za maglu kako bi filtrirali, obradili, očistili, rekonstruisali i sačuvali podatke u cloudu.
#5. Sistemi za upravljanje resursima
Ovaj sistem funkcioniše kao jedinica za balansiranje opterećenja i nadgleda korišćenje svih čvorova magle.
#6. Sigurnosne aplikacije i alati
Šifrovanje podataka u tranzitu i u mirovanju je neophodno da bi se osiguralo bezbedno računarstvo u magli. Ove komponente obezbeđuju robusno šifrovanje digitalnih podataka.
#7. GUI, softver i aplikacije
To su aplikacije i alati koje koriste krajnji korisnici ili operateri postrojenja za kontrolu celog sistema.
Zašto i kada vam je potreban računar za maglu?
Računarstvo u magli omogućava preduzećima baziranim na IoT da povećaju svoje poslovanje. Oslanjanje na cloud računarstvo nije dovoljno, jer kada se javi porast saobraćaja ili korisnika, cloud može jednostavno zakazati.
Cloud računarstvo je dobar izvor jeftine računarske snage, platforme za programiranje i masovnog skladištenja. Međutim, ne možete se osloniti samo na cloud ili virtuelizaciju kada su u pitanju procesi koji zahtevaju natkritični nivo tačnosti i brzine.
Kada govorimo o gotovo nultom kašnjenju u fabrici zasnovanoj na IoT sistemu ili pametnom gradu, morate implementirati jedan ili više sistema maglovite mreže, u zavisnosti od veličine IoT okruženja.
Drugi značajni razlozi za primenu zamagljivanja su:
- Vaši IoT sistemi prikupljaju previše podataka i nisu vam svi podaci potrebni. Dakle, zamagljivanje vam može pomoći u filtriranju podataka.
- Umrežena IIoT oprema treba da reaguje u roku od milisekunde od otkrivanja anomalije. Takva brzina se može desiti samo sa računarstvom edge ili magle.
Sada, pogledajmo koje su to prednosti računarstva u magli.
Prednosti računarstva sa maglom
U nastavku pogledajte potencijal umrežavanja magle u pametnoj gradskoj, kućnoj i industrijskoj automatizaciji:
Minimiziranje kašnjenja
Ukoliko je kašnjenje kritično za vaše poslovanje, računarstvo u magli je idealno rešenje. Analiza podataka se vrši na samom mestu, blizu izvora podataka. Zbog toga, kompanije mogu očekivati minimalno kašnjenje u poređenju sa drugim tehnologijama.
Posebno u industriji, poput proizvodnje i energetike, gde je svaka sekunda bitna, umrežavanje magle nudi brža upozorenja, obezbeđujući manje izgubljenog vremena.
Manje korišćenje propusnog opsega
U računarstvu u magli, analiza podataka ne uključuje premeštanje podataka na cloud server. Samim tim, nema potrebe za velikim propusnim opsegom mreže, što ne samo da smanjuje zavisnost od interneta, već i umanjuje troškove za kompanije.
Iako povezani uređaji nastavljaju da generišu podatke za analizu, zadaci se obavljaju na najbližoj tački. Kao rezultat, većina podataka ne zahteva transport.
Privatnost
S obzirom na to da je privatnost podataka kritična u današnjem svetu, računarstvo u magli brine i o tome. Kad god je preduzećima potreban određeni nivo privatnosti, oni mogu da iskoriste mrežu magle.
Svi kritični podaci se lokalno analiziraju, dok IT tim nadgleda i podržava uređaj. Samo oni podaci kojima je potrebna analiza na višem nivou se šalju na cloud server.
Iz tog razloga, podaci koji se obrađuju pomoću računarstva u magli su znatno sigurniji od napada na privatnost.
Smanjeni troškovi
Troškovi su često glavna briga svih vrsta organizacija. Ako se odluče za zamagljivanje, kompanija smanjuje ukupne troškove. S obzirom na to da je ovom tipu računarstva potreban manji propusni opseg mreže, operativni troškovi se značajno smanjuju.
Maksimalna sigurnost
Svi podaci koje generiše IoT moraju biti zaštićeni od neovlašćenog pristupa i sajber kriminalaca. U računarstvu sa maglom, čvorovi se mogu nadgledati i zaštititi korišćenjem istih kontrola i politika koje kompanije imaju za ostatak svog IT okruženja. Kao rezultat toga, podaci ostaju bezbedni u tranzitu i mirovanju.
Poboljšana pouzdanost
U većini slučajeva, IoT uređaji moraju da funkcionišu u teškim uslovima životne sredine. Umrežavanje magle može poboljšati pouzdanost podataka, čak i pod ovim teškim uslovima, dok istovremeno smanjuje potrebu za prenosom podataka u cloud.
Analitika u realnom vremenu
Kompanije koje koriste računarstvo u magli takođe imaju pristup analitici podataka u realnom vremenu. Oni mogu da iskoriste ovu mogućnost kako bi bili korak ispred svojih konkurenata.
Proizvodne i finansijske kompanije moraju da donose trenutne odluke koristeći analitičke podatke. Zahvaljujući brzom prenosu podataka u realnom vremenu, one mogu imati koristi od zamagljivanja.
Resursi za učenje
#1. Fog Computing: Koncepti, okviri i aplikacije
Tražite knjigu u stilu udžbenika kako biste naučili zamagljivanje od osnovnog do naprednog nivoa? Isprobajte ovu knjigu o računarstvu magle od CRC Press-a na Amazonu.
Sledi pregled značajnih karakteristika ove knjige:
- Uvod i osnove računarstva magle
- Arhitektura računara magle
- Procena računarstva magle u IoT-u
- Mašinsko učenje u računarstvu magle
- Sigurnost informacija u računarstvu magle
- Aplikacije i alati za simulaciju računarstva magle
- Različite primene računarstva magle u stvarnom svetu
#2. Fog Computing i Internet-of-Things
Ova zbirka konferencije o računarstvu u magli i Internetu stvari održana je u skorijoj prošlosti i bavi se ovom novom temom u IT industriji.
Ova knjiga sa sažetkom konferencije o računarstvu je dostupna na Amazonu u verzijama sa tvrdim i mekim povezom.
Zaključak
Internet stvari i industrijski internet stvari brzo rastu. Prema Statista-i, bilo je 8,6 milijardi aktivnih IoT i IIoT uređaja u 2019. godini. Taj broj je porastao na 15,14 milijardi u 2023. godini. Pažljivo istražena prognoza iste kompanije za statističku analizu predviđa da će svet imati oko 29,42 milijardi aktivnih IoT uređaja do 2030. godine.
Ovim ogromnim brojem IoT uređaja u domovima, pametnim gradovima i industriji biće potrebni petabajti internet propusnog opsega ako planiraju da koriste infrastrukturu cloud računarstva.
Da ne spominjemo da određeni kritični IoT procesi nikada neće postići veću brzinu obrade ako budu vezani za cloud. Računarstvo u magli je razumno rešenje između clouda i edge-a, te možete istražiti poslovne mogućnosti ili dobro plaćene profesionalne pozicije kada naučite i ovladate računarstvom u magli.