IoT, sakernas internet, har förändrat IT-landskapet över hela världen och ses redan som en nyckelteknologi för många framtidsinriktade projekt. Traditionella IoT-arkitekturer, där data samlas in och bearbetas centralt, kan inte skalas upp i oändlighet på grund av begränsningar som bandbredd. Inom fog computing utvecklas möjliga lösningar för att hantera sådana problem som är förknippade med implementeringen av IoT.

Vad är fog computing? En definition

Fog computing är en molnteknik där data som genereras av slutanordningar inte laddas direkt till molnet utan istället förbehandlas i decentraliserade minidatacenter. Konceptet innefattar en nätverksstruktur som sträcker sig från nätverkets yttre gräns (där data genereras av IoT-enheter) till en central dataändpunkt i ett offentligt moln eller till ett privat datacenter (privat moln).

Syftet med ”fogging” är att förkorta kommunikationsavstånden och minska dataöverföringen via externa nätverk. Fog-noder bildar ett mellanliggande lager i nätverket där det beslutas vilka data som ska behandlas lokalt och vilka som ska vidarebefordras till molnet eller till ett centralt datacenter för vidare analys eller bearbetning.

Följande schematiska illustration visar de tre lagren i fog computing-arkitekturen:

Bild: 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.
  • Kantlager: Kantlagret omfattar alla ”smarta” enheter (kant-enheter) i en IoT-arkitektur. Data som genereras från kantlagret bearbetas antingen direkt på enheten eller överförs till en server (dimnod) i dimlagret.
  • Dimskikt: Dimskiktet omfattar ett antal kraftfulla servrar som tar emot data från kantskiktet, förbehandlar den och laddar upp den till molnet efter behov.
  • Molnlagret: Molnlagret är den centrala datapunkten i en fog computing-arkitektur.

En referensarkitektur för fog-system har utvecklats av OpenFog Consortium (numera Industry IoT Consortium (IIC)). Du hittar fler vitböcker om fog computing på IIC:s webbplats.

Hur skiljer sig fog computing från cloud computing?

Det som skiljer fog computing från cloud computing är tillhandahållandet av resurser och hur data bearbetas. Cloud computing sker vanligtvis i centraliserade datacenter. Resurser som processorkraft och lagringsutrymme samlas av backend-servrar och görs tillgängliga för kunderna via nätverket. Kommunikationen mellan två eller flera slutanordningar sker alltid via en server i bakgrunden.

System som de som används inom smart tillverkning kräver att data kontinuerligt utbyts mellan otaliga slutanordningar, vilket pressar en sådan arkitektur över dess gränser. Fog computing använder mellanliggande bearbetning nära datakällan för att minska datagenomströmningen till datacentret.

Hur skiljer sig fog computing från edge computing?

Det är dock inte bara datagenomströmningen i storskaliga IoT-arkitekturer som pressar molnberäkningen till sina gränser. Ett annat problem är latensen. Centraliserad databehandling är alltid förknippad med en tidsfördröjning på grund av långa överföringsvägar. Slutapparater och sensorer måste kommunicera med varandra via servern i datacentret, vilket resulterar i en fördröjning av både den externa bearbetningen av begäran och svaret. Sådana latensider blir problematiska i IoT-stödda produktionsprocesser där informationsbearbetning i realtid är ett måste för att maskinerna ska kunna reagera omedelbart när en incident inträffar.

En lösning på latensproblemet är edge computing, ett koncept inom ramen för fog computing där databehandlingen inte bara är decentraliserad utan sker direkt i slutanordningen i nätverkets utkant. Varje smart enhet är utrustad med en egen mikrokontroller, vilket möjliggör grundläggande databehandling och kommunikation med andra IoT-enheter och sensorer. Detta minskar inte bara latensen utan också datagenomströmningen i det centrala datacentret.

Fog computing och edge computing är nära besläktade, men de är inte samma sak. Den avgörande skillnaden ligger i var och när data bearbetas. Med edge computing bearbetas data där den genereras, och i de flesta fall skickas data omedelbart efter bearbetningen. Fog computing samlar däremot in och bearbetar rådata från flera källor i ett datacenter som ligger mellan datakällan och ett centraliserat datacenter. Genom att bearbeta data på detta sätt kan man undvika att vidarebefordra irrelevant data eller resultat till det centrala datacentret. Om edge computing, fog computing eller en kombination av båda är bäst beror i hög grad på det enskilda användningsfallet.

Vilka är fördelarna med fog computing?

Fog computing erbjuder lösningar på en rad problem som är förknippade med molnbaserade IT-infrastrukturer. Det prioriterar korta kommunikationsvägar och minimerar uppladdningen till molnet. Här är de viktigaste fördelarna:

  1. Mindre nätverkstrafik: fog computing minskar trafiken mellan IoT-enheter och molnet.
  2. Kostnadsbesparingar genom användning av tredjepartsnätverk: nätverksleverantörer har höga kostnader för höghastighetsuppladdning till molnet. Fog computing minskar dessa kostnader.
  3. Offline-tillgänglighet: i en fog computing-arkitektur är IoT-enheter också tillgängliga offline.
  4. Mindre fördröjning: fog computing förkortar kommunikationsvägarna, vilket påskyndar automatiserade analys- och beslutsprocesser.
  5. Datasäkerhet: vid fogging förbehandlas enhetsdata ofta av det lokala nätverket. Detta möjliggör en implementering där känslig data kan förbli inom företaget eller krypteras eller anonymiseras innan den laddas upp till molnet.

Vilka är nackdelarna med fog computing?

Decentraliserad bearbetning i minidatacenter har också sina nackdelar. De största nackdelarna är kostnaden och komplexiteten i att underhålla och hantera ett distribuerat system. Nackdelarna med fog computing-system är:

  1. Högre hårdvarukostnader: fog computing kräver att IoT-enheter och sensorer utrustas med ytterligare processorenheter för att möjliggöra lokal databehandling och kommunikation mellan enheter.
  2. Ökade underhållskrav: decentraliserad databehandling kräver mer underhåll, eftersom bearbetnings- och lagringsplatserna är fördelade över hela nätverket och, till skillnad från molnlösningar, inte kan underhållas eller administreras centralt.
  3. Ytterligare krav på nätverkssäkerhet: fog computing är sårbart för man-in-the-middle-attacker.
Gå till huvudmeny