تکنولوژی Fog Computing مفهوم Cloud computing را به Network Edge گسترش داده و آنرا برای اینترنت اشیا (IoT) و سایر برنامه‌های کاربردی که به تعامل به موقع نیاز دارند، ایده‌آل ساخته است.
Fog Computing به مفهوم ساختار شبکه‌ای گفته می‌شود که از لبه‌های خارجی شبکه یعنی جایی که داده‌ها تولید می‌شوند، تا جایی که در نهایت ذخیره می‌شوند بسط داده می‌شود. این داده‌ها می‌توانند داخل Cloud یا دیتاسنتر سازمان باشند.
Fog لایه دیگری از محیط شبکه توزیع شده است و با Cloud computing و اینترنت اشیا (IoT) ارتباط و پیوستگی دارد. IaaS Public یا زیرساخت عمومی به عنوان یک سرویس Cloud Vendor می‌تواند به عنوان یک Endpoint جهانی و سطح بالا برای داده‌ها درنظر گرفته شود و Edge شبکه جایی است که داده‌های تجهیزات IoT ساخته می‌شوند.
تکنولوژی Fog Computing ایده‌ی شبکه توزیع شده‌ای است که این دو محیط را به هم متصل می‌کند. Mung Chiang رئیس دانشکده مهندسی دانشگاه Purdue و یکی از بهترین محققان کشور در حوزه Fog و Edge Computing توضیح می‌دهد که: « Fog، ارتباط لازم برای اینکه چه داده‌هایی به Cloud ارسال شوند و چه داده‌هایی بطور Local در Edge تحلیل گردد را فراهم می‌کند.»
طبق گفته OpenFog Consortium برخی از کمپانی‌ها و سازمان‌های تحقیقاتی از پیشرفت استانداردها در این تکنولوژی طرفداری می‌کنند، Fog Computing یک معماری system-level است که توزیع منابع و سرویس‌های Computing، Storage، کنترل و شبکه را در امتداد Cloud و اشیا انجام می‌دهد.»
مزیت‌های تکنولوژیFog Computing
اساسا توسعه Framworkهای Fog Computing به سازمان‌ها انتخاب‌های بیشتری برای پردازش داده‌ها در هرجا که مناسب‌تر است، می‌دهد. برای برخی از برنامه‌های کاربردی، داده‌ها شاید نیازمند پردازش هرچه سریع‌تر باشند. برای مثال، در یک نمونه تولیدی، ماشین‌های متصل باید قادر باشند تا به یک رخداد به‌سرعت پاسخ دهند.
Fog Computing می‌تواند اتصالات شبکه‌ای با حداقل تاخیر میان تجهیزات و Endpointهای تحلیلی ایجاد کند. این معماری به نوبه خود به پهنای باند کمتری نیاز دارد تا حالتی که داده‌ها برای پردازش باید بصورت کامل به دیتاسنتر یا Cloud بازگردانده شوند. همچنین می‌تواند در سناریوهایی که هیچ پهنای باندی برای ارسال داده‌ها متصل نیست استفاده شود، بنابراین داده باید در نزدیکی جایی که تولید می شوند، پردازش گردند. از مزیت‌های اضافه شده دیگر این است که کاربران می‌توانند ویژگی‌های امنیتی را از ترافیک شبکه بخش‌بندی شده تا فایروال‌های مجازی در شبکه Fog قرار دهند تا از آن محافظت کنند.
برنامه‌های کاربردی Fog Computing
تکنولوژی Fog Computing پایه‌های نوظهور معرفی در پیادهسازیهای رسمی است اما موارد استفاده متنوعی وجود دارند که به عنوان سناریوهای ایده‌آل و بنیادی برای Fog Computing شناخته شده‌اند.
ماشین‌های متصل یا Connected Cars: ظهور ماشین‌های نیمه خودمختار و خودران تنها میزان داده‌های زیادی که اتومبیل‌ها از قبل ایجاد کرده بودند را افزایش می‌دهد. عملکرد مستقل اتومبیل‌ها نیازمند قابلیت تحلیل داده‌های مشخص به‌صورت Local در کمترین زمان ممکن، مانند داده‌های محیط پیرامون، شرایط رانندگی و مسیرهاست. مابقی داده‌ها شاید مستلزم ارسال به کارخانه برای کمک به بهبود تعمیر و نگهداری خودرو و یا پیگیری استفاده از اتومبیل باشد. یک محیط Fog Computing ارتباط را برای تمامی منابع داده‌ها چه در Edge (درون خودرو) و چه به Endpoint (کارخانه) فراهم می‌کند.
استفاده از داده‌های لحظه‌ای در شهرها و شبکه‌های هوشمند مانند Connected Cars رو به افزایش است تا راه‌اندازی سیستم‌ها، کارآمدتر باشد. برخی اوقات این داده‌ها در مناطق دورافتاده‌تر است بنابراین پردازش آن در نزدیکی محل ساخت، امری ضروریست. در زمان‌های دیگر داده‌ها نیاز دارند تا از سنسورهای زیادی جمع‌آوری شوند. معماری‌های Fog Computing می‌تواند برای حل هردو این مشکلات توصیه شود.
تحلیل به موقع: یک دسته از موارد استفاده نیازمند تحلیل به موقع هستند. از سیستم‌های تولیدی که نیازمند واکنش سریع به رویدادها هستند گرفته تا نهادهای مالی که از داده‌های بلادرنگ برای اطلاع رسانی تصمیمات تجاری و مانیتورکردن کلاهبرداری استفاده می‌کنند. پیادهسازیهای Fog Computing به تجهیزات، در انتقال داده‌ها بین مکان ساخت آن و مکان‌های مختلفی که باید برود کمک می‌کند.
Fog Computing و 5G Mobile Computing
برخی از متخصصان بر این باورند که معرفی قابل انتظار اتصال 5G mobile در سال 2018 و پس از آن می‌توانست فرصت‌های بیشتری برای Fog Computing ایجاد کند. Andrew Duggan معاون ارشد برنامه‌ریزی تکنولوژی و معماری شبکه در CenturyLink توضیح می‌دهد که:« تکنولوژی 5G در برخی موارد نیازمند پیاده‌سازی انبوه آنتن‌هاست.» در برخی شرایط آنتن‌ها باید در کمتر از 20کیلومتری یکدیگر باشند. در این شرایط، یک معماری Fog Computing ممکن است میان این ایستگاه‌ها ایجاد شود، که شامل کنترلرهای متمرکز برای مدیریت برنامه‌های کاربردی اجرایی در شبکه 5G بوده و اتصالات به دیتاسنترهای back-end یا Cloudها را رسیدگی می‌کند.
تکنولوژی Fog Computing چگونه کار می‌کند؟
یک ساختار Fog Computing می‌تواند شامل کارکردها و اجزای متنوعی باشد. همچنین می‌تواند شامل Gatewayهای Fog Computing باشد که داده‌های جمع‌آوری شده اینترنت اشیا (IoT) را قبول می‌کند. این ساختار می‌تواند شامل مجموعه Endpointهای جزئی و دقیق با سیم و بدون سیم، Routerهای ناهموار و امکانات سوئیچ کردن باشد. سایر جنبه‌ها ممکن است شامل امکانات فرضی مشتری (CPE) و Gatewayها برای دستری به Edge Nodeها باشد. همچنین معماری‌های Fog Computing پشته می‌توانند شبکه‌های هسته‌ای، Routerها و نهایتا سرویس‌ها و سرورهای جهانی Cloud را دستکاری کند.
OpenFog Consortium، معماری‌های مرجع توسعه گروهی سه هدف توسعه ساختار Fog را شرح داده است:
- محیط‌های Fog باید بطور افقی ایستا باشند بدان معنا که از موارد استفاده عمودی صنعتی پشتیبانی کند.
- قادر باشد درتمامی سلسله Cloud اشیا کار کند
- یک تکنولوژی در سطح سیستم باشد که از اشیا یا Edgeهای شبکه درمیان Cloud و پروتکل‌های مختلف شبکه گسترش یابد.
آیا Fog Computing و Edge Computing یک چیز هستند؟
Helder Antunes سرپرست ارشد نوآوری استراتژیک سازمانی در سیسکو و عضو OpenFog Consortium می‌گوید کهEdge Computing زیر مجموعه‌ای از Fog Computing است. ازتکنولوژی Fog Computing باید به عنوان راهی برای پردازش داده‌ها از جایی که تولید شده تا جایی که ذخیره می‌شود، یاد کرد. Edge Computing تنها به پردازش داده‌ها در نزدیکی مکان تولید آن اشاره دارد. Fog Computing نه تنها پردازش Edge را دربر دارد بلکه اتصالات شبکه‌ای لازم برای بازگردانی داده‌ها از Edge به Endpoint آنها را نیز داراست.
