Fog computing verwijst naar een gedecentraliseerde computerstructuur, waarin bronnen, inclusief de gegevens en applicaties, op logische locaties tussen de gegevensbron en de cloud worden geplaatst; het staat ook bekend onder de termen 'fogging' en 'fog networking'.

Het doel hiervan is om elementaire analytische services naar de rand van het netwerk te brengen, waardoor de prestaties verbeteren doordat de computerresources dichter bij de locatie worden geplaatst waar ze nodig zijn, waardoor de afstand wordt verkleind die gegevens op het netwerk moeten worden vervoerd, waardoor de algehele netwerkefficiëntie en -prestaties verbeteren. Fog computing kan ook worden ingezet vanwege veiligheidsredenen, omdat het de mogelijkheid heeft om bandbreedteverkeer te segmenteren en extra firewalls aan een netwerk te introduceren voor een betere beveiliging.

Fog computing heeft zijn oorsprong als een uitbreiding van cloud computing, wat het paradigma is om de gegevens, opslag en toepassingen op een verre server te hebben en niet lokaal te worden gehost. Met het cloud computing-model kan de klant de services van een provider kopen, die niet alleen de service levert, maar ook het onderhoud en upgrades, met het voordeel dat ze overal toegankelijk zijn en het werken door teams vergemakkelijken.

Geschiedenis van mistcomputing

De term mist computing is geassocieerd met Cisco, die de naam 'Cisco Fog Computing' registreerde, die op cloud computing speelde omdat de wolken in de lucht zijn en de mist naar de wolken verwijst die zich dicht bij de grond bevinden. In 2015 werd een OpenFog Consortium opgericht met de stichtende leden ARM, Cisco, Dell, Intel, Microsoft en Princeton University en extra bijdragende leden waaronder GE, Hitachi en Foxconn. IBM introduceerde de nauw gelieerde, en meestal synonieme (hoewel in sommige situaties niet precies) term 'edge computing'.

Voor-en nadelen

Fog computing heeft een aantal voordelen. Door de mogelijkheid toe te voegen gegevens te verwerken dichter bij waar het is gemaakt, probeert fog computing een netwerk te maken met een lagere latentie en met minder gegevens om te uploaden, verhoogt het de efficiëntie waarmee het kan worden verwerkt.

Er is ook het voordeel dat gegevens nog steeds kunnen worden verwerkt met mist computing in een situatie waarin er geen bandbreedte beschikbaar is. Fog computing biedt een intermediair tussen deze IoT-apparaten en de cloud computing-infrastructuur waarmee ze verbinding maken, omdat het gegevens kan analyseren en verwerken dichter bij waar het vandaan komt, filtert wat wordt geüpload naar de cloud.

Een nadeel van cloud computing is dat al deze computing via het netwerk sterk afhankelijk is van datatransport. Hoewel de toegang tot breedbandinternet in het laatste decennium over het algemeen is verbeterd, zijn er nog steeds uitdagingen met toegankelijkheid, piekcongestie, lagere snelheden op mobiele 3G- en 4G-cellulaire netwerken, evenals gelegenheden van beperkte beschikbaarheid van internet, hetzij ondergronds, off-the-grid of in een vliegtuig.

Dit gebrek aan consistente toegang leidt tot situaties waarin gegevens worden gemaakt met een snelheid die hoger is dan hoe snel het netwerk het voor analyse kan verplaatsen. Dit leidt ook tot bezorgdheid over de veiligheid van deze gegevens, die steeds vaker voorkomt naarmate apparaten voor Internet of Things meer gebruikelijk worden.

Fysiek komt deze extra rekenkracht dichter bij de locatie voor het maken van gegevens in een configuratie voor mistverwerking, te liggen bij een mistknooppunt, dat wordt beschouwd als een cruciaal ingrediënt in een cloud-mist-ding-netwerk. Het mistknooppunt, dat zich bevindt in een slimme router of gatewayapparaat, maakt het mogelijk dat gegevens worden verwerkt op dit slimme apparaat, zodat alleen de benodigde gegevens verder naar de cloud worden verzonden en de gebruikte bandbreedte wordt verlaagd.

Echte toepassingen van fog computing

Een voorbeeld van een use-case voor mist computing is een slim elektriciteitsnet. Elektrische netwerken zijn tegenwoordig vrij dynamisch, reageren op een verhoogd elektrisch verbruik en verlagen de productie wanneer het niet nodig is om zuinig te zijn. Om efficiënt te kunnen werken, vertrouwt een smart grid zwaar op realtime gegevens over elektrische productie en verbruik.

Fog computing is hier ideaal voor, omdat in sommige gevallen de gegevens op een externe locatie worden gemaakt en het beter is om deze daar te verwerken. In andere situaties zijn de gegevens niet van een geïsoleerde sensor, maar van een groep sensoren, zoals de elektrische meters van een wijk, en is het beter om de gegevens lokaal te verwerken en te aggregeren, dan om de gegevensdoorvoer te overbelasten door te verzenden de onbewerkte gegevens in zijn geheel.

Een ander gebruik van fog computing is voor IoT-toepassingen, zoals het volgende generatie slimmere transportnetwerk, bekend als V2V in de VS, en het Car-To-Car Consortium in Europa. Gesynchroniseerd met het 'internet van voertuigen', elk voertuig en verkeershandhavingsapparaat is een IoT-apparaat dat een gegevensstroom produceert en verbinding maakt met de andere voertuigen, evenals verkeerslichten en de straten zelf, met de belofte van veiliger vervoer voor een betere aanrijding vermijden met verkeer dat vloeiender verloopt.

Elk voertuig heeft het potentieel om behoorlijk wat gegevens te genereren, alleen op snelheid en richting, en ook tijdens het remmen door te geven aan andere voertuigen en hoe moeilijk. Aangezien de gegevens afkomstig zijn van bewegende voertuigen, moet deze draadloos worden verzonden op de 5,9 GHz-frequentie in de VS; indien niet correct gedaan, zou de hoeveelheid data gemakkelijk de eindige mobiele bandbreedte kunnen overbelasten. Een belangrijk onderdeel van het delen van de beperkte mobiele bandbreedte is de verwerking van gegevens op het niveau van het voertuig via een mistcomputerbenadering via een ingebouwde voertuigverwerkingseenheid.

Fog computing is ook toegepast in de industrie in het IIoT (Industrial Internet of Things). Hierdoor kunnen aangesloten productieapparaten met sensoren en camera's gegevens lokaal verzamelen en verwerken in plaats van al deze gegevens naar de cloud te verzenden. Door deze gegevens lokaal te verwerken, in één draadloos model uit de echte wereld, kon een 98% reductie in verzonden pakketgegevens, terwijl een gegevensnauwkeurigheid van 97% werd gehandhaafd, in een model voor mistcomputing met gedistribueerde gegevens. Bovendien zijn de energiebesparingen ideaal voor effectief energieverbruik, een cruciale functie bij het instellen van apparaten met batterijvoeding.

Hoewel fog computing een meer recente ontwikkeling is in het paradigma van cloud computing, heeft het een aanzienlijk momentum en is het goed gepositioneerd voor groei. Deze trend markeren is het Fog World Congress dat deze groeiende technologie benadrukt.

  • We bespreken hier ook containertechnologie