Cisco đã tạo ra điện toán sương mù để mô tả việc mở rộng điện toán đám mây tới biên của doanh nghiệp. Đó là một nền tảng điện toán phi tập trung trong đó dữ liệu, tính toán, lưu trữ và ứng dụng được lưu trữ ở đâu đó giữa nguồn dữ liệu và đám mây.
Điện toán sương mù là gì?
Đám mây được kết nối với máy chủ vật lý thông qua kết nối mạng trong điện toán sương mù. Dung lượng lưu trữ, sức mạnh tính toán, dữ liệu và ứng dụng được đặt ở không gian giữa này. Các chức năng này tập trung vào máy chủ, đặt gần máy chủ và giúp xử lý nhanh hơn vì nó được thực hiện gần nơi tạo dữ liệu.
Sương mù, giống như điện toán biên, mang lợi ích và sức mạnh của đám mây đến gần hơn với nơi dữ liệu được tạo và sử dụng. Nhiều người nhầm lẫn giữa điện toán sương mù và điện toán biên vì cả hai đều ngụ ý đưa thông minh và xử lý đến gần nguồn dữ liệu hơn. Điều này thường được thực hiện để nâng cao năng suất, nhưng nó cũng có thể được sử dụng vì động cơ bảo mật và quy định.
Nguồn gốc của điện toán sương mù
Thuật ngữ điện toán sương mù được Ginny Nichols, một trong những người quản lý dòng sản phẩm của Cisco, đặt ra vào năm 2014. Như chúng ta đã biết từ khí tượng học, sương mù mô tả những đám mây gần mặt đất. Phương pháp tính toán này được gọi là “sương mù” vì nó tập trung vào rìa của mạng. Sau khi điện toán sương mù thu hút được sự chú ý, IBM đã đặt ra một thuật ngữ tương tự cho một phương pháp điện toán tương tự, điện toán ranh giới.
OpenFog Consortium được thành lập như một liên doanh giữa Cisco, Microsoft, Dell, Intel, Arm và Đại học Princeton. Các tổ chức khác đóng góp cho liên minh bao gồm General Electric (GE), Foxconn Technology Group và Hitachi. Mục tiêu chính của tập đoàn là thúc đẩy và tiêu chuẩn hóa điện toán sương mù. Hiệp hội OpenFog đã hợp nhất với Hiệp hội Internet Công nghiệp (IIC) vào năm 2019.
Điện toán sương mù hoạt động như thế nào?
Điện toán sương mù không thể thay thế cho điện toán đám mây; nó hoạt động song song với công nghệ đám mây. Mặc dù mạng sương mù bổ sung cho việc xử lý đám mây nhưng nó không hoàn toàn thay thế nó. Có thể phân tích biên bằng cách sử dụng tính năng tạo sương mù, nhưng đám mây thực hiện các phân tích dài hạn, tiêu tốn nhiều tài nguyên.
Các thiết bị biên và cảm biến thu thập dữ liệu nhưng đôi khi chúng thiếu khả năng tính toán và lưu trữ để thực thi các thuật toán phân tích và học máy phức tạp. Tuy nhiên, các máy chủ đám mây nhìn chung ở quá xa để có thể xử lý dữ liệu và phản hồi kịp thời.
Hơn nữa, việc kết nối tất cả các điểm cuối và phân phối dữ liệu thô lên đám mây qua internet có thể có ý nghĩa về quyền riêng tư, bảo mật và pháp lý, đặc biệt là khi xử lý dữ liệu nhạy cảm theo quy định của nhiều quốc gia khác nhau. Lưới điện thông minh, thành phố thông minh, tòa nhà thông minh, mạng phương tiện và mạng được xác định bằng phần mềm chỉ là một số hệ thống điện toán sương mù phổ biến.
Sự khác biệt giữa điện toán sương mù và điện toán biên là gì?
Đáng ngạc nhiên là điện toán sương mù cũng không nhằm mục đích thay thế điện toán biên. Theo Hiệp hội OpenFog của Cisco, có sự khác biệt cơ bản giữa hai phương pháp này. Vị trí trí tuệ và sức mạnh xử lý giúp phân biệt công nghệ điện toán ranh giới với điện toán sương mù. Thông tin có ở mạng cục bộ (LAN) trong môi trường sương mù với ít khả năng hiển thị. Dữ liệu được gửi từ điểm cuối đến cổng sương mù, cổng này truyền dữ liệu đến các nguồn để xử lý và truyền lại.
Trong điện toán biên, trí thông minh và sức mạnh có thể tồn tại ở điểm cuối hoặc cổng. Điện toán biên được cho là có một số ưu điểm, một trong số đó là nó loại bỏ các điểm lỗi vì mỗi thiết bị thực thi và xác định độc lập dữ liệu nào sẽ lưu trữ cục bộ và dữ liệu nào sẽ gửi đến cổng hoặc đám mây để phân tích thêm.
Cả hai phương pháp đều xác định phương thức kia là một kiểu con của chính chúng
Một số người bảo vệ rằng điện toán sương mù so với điện toán biên có khả năng mở rộng cao hơn và cung cấp góc nhìn toàn cảnh tốt hơn về mạng khi dữ liệu từ nhiều nguồn được tích hợp. Tuy nhiên, nhiều kỹ sư mạng cho rằng điện toán sương mù chỉ đơn giản là một thương hiệu của Cisco dành cho một dạng điện toán biên.
Mặt khác, OpenFog Consortium định nghĩa điện toán biên là một thành phần hoặc một tập hợp con của điện toán sương mù. Hãy coi điện toán sương mù là cách xử lý dữ liệu từ khi bắt đầu đến vị trí lưu trữ cuối cùng. Điện toán biên đòi hỏi phải xử lý dữ liệu gần với thời điểm tạo ra nó nhất có thể. Điện toán sương mù đề cập đến mọi thứ từ các kết nối mạng đưa dữ liệu từ biên đến điểm cuối của nó cho đến chính quá trình xử lý biên.
Lợi ích của điện toán sương mù
Nền tảng điện toán sương mù cung cấp cho các tổ chức nhiều tùy chọn hơn để xử lý dữ liệu ở bất cứ nơi nào hiệu quả nhất để thực hiện việc đó. Đối với các mục đích cụ thể, chẳng hạn như trong tình huống sản xuất, khi các thiết bị được kết nối phải có khả năng phản ứng với tình huống khẩn cấp càng sớm càng tốt thì dữ liệu cần được xử lý nhanh nhất có thể.
Điện toán sương mù cho phép kết nối mạng có độ trễ thấp giữa các thiết bị và điểm cuối phân tích. Kiến trúc giảm thiểu yêu cầu về băng thông so với việc dữ liệu đó phải được chuyển trở lại trung tâm dữ liệu hoặc đám mây để phân tích. Các tổ chức cũng có thể tận dụng khi không có kết nối băng thông để gửi dữ liệu nên phải xử lý kịp thời. Người dùng có thể sử dụng mạng sương mù để tạo các chức năng bảo mật như lưu lượng mạng được phân đoạn, tường lửa ảo, v.v.
Các trường hợp sử dụng điện toán sương mù
Lĩnh vực điện toán sương mù vẫn đang trong giai đoạn sơ khai. Tuy nhiên, có rất nhiều khả năng để sử dụng nó. Người ta đã chứng minh rằng điện toán sương mù có thể được sử dụng cho nhiều nhiệm vụ khác nhau.
Sự gia tăng của ô tô bán tự động và tự lái sẽ chỉ làm trầm trọng thêm lượng dữ liệu khổng lồ do ô tô tạo ra ngày nay. Để vận hành ô tô tự hành một cách hiệu quả, bạn cần có khả năng đánh giá một số dữ liệu nhất định trong thời gian thực, chẳng hạn như thời tiết, điều kiện lái xe và hướng dẫn. Những dữ liệu khác có thể cần thiết để giúp cải thiện việc bảo trì phương tiện hoặc giám sát việc sử dụng phương tiện. Môi trường điện toán sương mù sẽ cho phép hoạt động liên lạc của các nguồn dữ liệu này diễn ra ở cả biên (trong xe) và điểm cuối (nhà sản xuất).
Các hệ thống tiện ích cũng ngày càng sử dụng dữ liệu thời gian thực để chạy các quy trình một cách hiệu quả. Vì dữ liệu này thường nằm ở vùng sâu vùng xa nên nó phải được xử lý gần nơi nó được tạo ra. Những lần khác, dữ liệu phải được tổng hợp từ nhiều cảm biến. Cả hai khó khăn này đều có thể được giải quyết bằng kiến trúc điện toán sương mù và biên.
Từ các hệ thống sản xuất phải có khả năng phản ứng với các sự kiện khi chúng xảy ra cho đến các tổ chức tài chính sử dụng dữ liệu thời gian thực để hướng dẫn các quyết định giao dịch hoặc phát hiện gian lận. Các giải pháp điện toán sương mù có thể giúp việc truyền dữ liệu dễ dàng hơn bằng cách kết nối các địa điểm được tạo với các điểm đến cần đến.
Điện toán sương mù ảnh hưởng đến Internet of Things như thế nào?
Điện toán sương mù thường được sử dụng trong các ứng dụng IoT vì điện toán đám mây không phù hợp với nhiều người. Cách tiếp cận phân tán giải quyết các nhu cầu của IoT và IoT công nghiệp (IIoT) cũng như lượng dữ liệu khổng lồ được tạo ra bởi các cảm biến thông minh và thiết bị IoT, việc gửi lên đám mây để xử lý và phân tích sẽ tốn kém và tốn thời gian. Hệ thống IoT yêu cầu nhiều dữ liệu để hoạt động chính xác, do đó, có một lượng lưu lượng truy cập đáng kể trên mạng. Phương pháp điện toán sương mù giúp giảm mức tiêu thụ băng thông và liên lạc qua lại giữa các thiết bị và đám mây, làm giảm hiệu suất IoT.
Kết nối 5G có ý nghĩa gì đối với điện toán sương mù?
Điện toán sương mù là một loại kiến trúc trong đó dữ liệu từ các thiết bị IoT được truyền qua mạng lưới các nút trong thời gian thực. Thông tin được thu thập bởi các cảm biến phân tán thường được xử lý tại nút cảm biến, với thời gian phản hồi là một phần nghìn giây. Các nút thường xuyên gửi dữ liệu tóm tắt phân tích lên đám mây. Đó không phải là tất cả. Dữ liệu từ các nút khác nhau sau đó được xử lý trong phần mềm dựa trên đám mây, nhằm cung cấp thông tin thực tế.
Điện toán sương mù cần nhiều hơn là chỉ các chức năng điện toán. Nó đòi hỏi phải truyền dữ liệu nhanh chóng giữa các thiết bị và nút IoT. Mục đích là để có thể xử lý dữ liệu trong một phần nghìn giây. Tất nhiên, có nhiều lựa chọn kết nối khác nhau tùy theo tình huống. Ví dụ: một cảm biến sàn nhà máy được kết nối có thể yêu cầu kết nối có dây. Mặt khác, tài nguyên di động, chẳng hạn như ô tô tự hành hoặc tua-bin gió ở giữa cánh đồng, sẽ cần một loại kết nối khác. 5G là công nghệ không dây hấp dẫn cung cấp kết nối gigabit, rất quan trọng để phân tích dữ liệu trong thời gian gần như thực.
