No Image

Что такое туманные вычисления cisco

СОДЕРЖАНИЕ
0 просмотров
22 января 2020

Hierarchical Navigation

Блог Мачека Кранца (Maciej Kranz), вице-президента и генерального менеджера отдела корпоративных технологий компании Cisco

Размышляя об «облаке», мы представляем себе множество функций, которые витают где-то высоко над нами, выполняя вычисления и обеспечивая сетевую связь и хранение данных. В нашем воображении, к этому огромному репозиторию функциональности можно получить доступ отовсюду и с помощью любого устройства, лишь бы оно поддерживало полосу пропускания, достаточную для обработки потока данных.
Обладая практически неограниченными возможностями и масштабируемостью, облачные технологии стали одним из ключевых катализаторов развития Интернета. Между тем, для Интернета вещей (Internet of Things, IoT) требуется нечто большее. Интернет вещей — это необъятное скопление подключенных датчиков, камер, смартфонов, компьютеров и устройств, которые взаимодействуют с приложениями, веб-сайтами, социальными медиа и другими устройствами. Чтобы извлечь из этого максимальную пользу, необходимо обрабатывать и анализировать данные, которые генерируют все эти объекты, в реальном времени.
Например, расположенные вокруг торгового центра камеры и датчики могут непрерывно передавать данные о потоке клиентов и трафике. Торговый центр извлекает определенную пользу из получаемых данных, отсылая их в облако для анализа и выявления долговременных тенденций. Но эту пользу можно многократно увеличить, если система сможет обрабатывать данные локально и в реальном времени, а затем мгновенно предпринимать соответствующие меры, вызывая, к примеру, дополнительных кассиров перед наплывом покупателей.

Для такого рода приложений, работающих в реальном времени и занимающих большую полосу пропускания, нужна новая распределенная модель, в которой функционал облачных вычислений, сетевого взаимодействия и хранения спускается с облака на землю, на самую границу сети. Мой друг Флавио Бономи (Flavio Bonomi) вместе с партнерами из академических и отраслевых кругов без устали работал над продвижением концепции туманной структуры, мысль о которой ему навеяли густые облака над Сан-Франциско, туманом опускавшиеся на землю. В туманных вычислениях создается платформа, которую мы называем «туманным узлом». Она образует сервисный уровень, на котором действуют функции вычисления, сетевого взаимодействия и хранения, связывающие оконечные устройства «на земле» с облачными ЦОДами. Туман не есть отдельная архитектура — он лишь продлевает существующую облачную архитектуру до границы сети, как можно ближе к источникам данных, делая возможными обработку и анализ данных в реальном времени.

Туманные вычисления продлевают действие облачного функционала до границы сети. Источник: Cisco, 2015

Туманные вычисления решают ряд самых распространенных сегодня проблем, среди которых:

  • высокая задержка в сети;
  • трудности, связанные с подвижностью оконечных точек;
  • потеря связи;
  • высокая стоимость полосы пропускания;
  • непредвиденные сетевые заторы;
  • большая географическая распределенность систем и клиентов.

Туманные структуры как ключевой катализатор развития Всеобъемлющего Интернета (Internet of Everything, IoE) найдут себе применение во множестве областей жизни и экономики, от розничной торговли и здравоохранения до добычи нефти и газа. Приведу лишь один пример: профилактическое обслуживание автомобиля. Датчики в новом подключенном автомобиле генерируют до двух петабайт данных в год. Было бы слишком непрактично и чересчур дорого передавать все эти данные в облако для обработки в реальном времени, но туман превращает такие автомобили в ЦОДы на колесах, которые в состоянии классифицировать и индексировать данные, а затем генерировать аварийные сигналы, если необходимо вмешательство человека — например, когда перегрелся двигатель или снизилось давление в шинах.
Интернет вещей способствует сдвигу архитектуры к границе сети, приближая обработку, аналитику и даже приложения к источникам данных и делая возможным в реальном времени реагировать на поступающую в реальном времени информацию.
Подробнее о решениях Cisco для туманных вычислений в Интернете вещей здесь — http://www.cisco.com/web/solutions/trends/iot/fog-computing.html .

О компании Cisco

Cisco, мировой лидер в области информационных технологий, помогает компаниям использовать возможности будущего и собственным примером доказывает, что, подключая неподключенное, можно добиться поразительных результатов.

Чистый объем продаж компании в 2014 финансовом году составил 47,1 млрд долларов. Информация о решениях, технологиях и текущей деятельности компании публикуется на сайтах www.cisco.ru и www.cisco.com.

Cisco, логотип Cisco, Cisco Systems и логотип Cisco Systems являются зарегистрированными торговыми знаками Cisco Systems, Inc. в США и некоторых других странах. Все прочие торговые знаки, упомянутые в настоящем документе, являются собственностью соответствующих владельцев.

Читайте также:  Электродвигатель с маленькими оборотами

Дополнительная информация:

Дополнительную информацию рад предоставить
Александр Палладин, глава пресс-службы Cisco в России/СНГ
тел. (985) 226-3950

Еще одна технология, которую Россия решила поддерживать вслед за Hyperloop и квантовой телепортацией

Colin Anderson / Getty Images

Судя по всему, российские элиты продолжают искать пути, чтобы разрушить сырьевое проклятие страны. Недавно к списку передовых технологий, которые собираются продвигать в стране, – квантовой телепортации, высокоскоростному трубопроводу Hyperloop и блокчейну, – добавилось новое направление с не менее интригующим названием: президент Владимир Путин поручил проработать вопрос о развитии в стране технологии «туманных вычислений» (fog computing). Slon Magazine разобрался, что в реальности стоит за этими словами.

Что такое туманные вычисления?

Это модель, в которой для хранения данных, их анализа и принятия решений используются ресурсы устройств, работающих «на земле» (персональных компьютеров, гаджетов, бытовых приборов, дронов, видеокамер и так далее), а не центральных узлов сети.

Проще понять смысл термина, отталкиваясь от понятия «облако», с которым уже многие знакомы. В облачной модели основные функции выполняют централизованные дата-центры, которые собирают данные с крайних узлов сети и находят им дальнейшее применение. Облака, содержащие миллионы терабайт информации, есть у всех IT-гигантов: Apple, Google, Intel и других. В облачной модели многое зависит от пропускной способности каналов, по которым идет обмен информацией между облаком и периферией. По замыслу авторов идеи туманных вычислений, передача значительной части этой работы «на места» позволит увеличить скорость принятия решений. Централизованное «облако» и децентрализованный «туман» не исключают друг друга, а скорее взаимодополняют.

Где можно использовать модель?

Туманные решения лучше всего пригодны для интернета вещей – сети, в которой различные устройства взаимодействуют друг с другом и окружающей средой на основе определенных правил (давно не было дождя – поливается грядка) или по команде человека. Если удастся добиться успешного воплощения модели в жизнь, она будет наиболее эффективна в сферах, где критически важна оперативность реагирования и безопасность: в медицине, электроэнергетике, автомобилестроении и так далее. Следом предположительно последуют отрасли, где оперативность будет не так сильно важна, однако дополнительная автоматизация может увеличить эффективность процессов.

Что такое туманные вычисления
и почему без них не построить никакого интернета вещей

Туманные вычисления призваны расширить облачные функции хранения, вычисления и сетевого взаимодействия. Концепция предполагает обработку данных на конечных устройствах сети (компьютерах, мобильных устройствах, датчиках, смарт-узлах и т.п.), а не в облаке, решая таким образом основные проблемы, возникающие при организации интернета вещей.

Содержание

Концепция

Термин Fog Computing («туманные вычисления») был введен в оборот вице-президентом компании Cisco Флавио Бономи (Flavio Bonomi) в 2011 году. Он предложил концепцию Fog Computing по аналогии с «облачными вычислениями» (Cloud Computing), как расширение «облака» до границ сети. Технологически, концепция Fog Computing тесно связана с распределёнными (облачными) дата-центрами, в которых серверы дата-центров могут располагаться во многих местоположениях, вплоть до границы сети. Дата-центры могут быть небольшими (контейнерного, модульного или мобильного исполнения), являясь фактически «выносами» крупных дата-центров. Таким образом, отличительная черта Fog Computing — приближенность к конечным пользователям и поддержка их мобильности.

Развитие интернета вещей (IoT, Internet of Things) потребовало поддержки мобильности устройств IoT для различных местоположений с геолокацией и с небольшой задержкой на обработку данных. Поэтому была предложена новая платформа для удовлетворения таких требований, которая и получила название Fog computing – «туманные вычисления». Её основной особенностью является обработка данных в непосредственной близости от источников их получения, без необходимости их передачи в крупные дата-центры только для того, чтобы их там обработать и передать назад результаты.

Таким образом, становится ясным происхождение термина «туманные вычисления»: когда густое облако опускается до поверхности земли (на границу сети), мы видим туман.

Стандартизация

В 2015 году с целью выработки единых подходов к реализации Fog компаниями ARM, Cisco, Dell, Intel, Microsoft, а также Принстонским Университетом (Princeton University), в США был создан консорциум OpenFog Consortium. В дальнейшем, в консорциум OpenFog вошло много других компаний (General Electric, Hitachi, ZTE и др), а также университетов, например, ShanghaiTech University. К 2018 году в OpenFog выходят более 50 членов. Консорциум OpenFog разрабатывает стандартную архитектуру OpenFog RA [1] (OpenFog Reference Architecture).

Читайте также:  Текст для 2 класса без знаков препинания

Реализация и архитектура

Как Cloud, так и Fog Computing, используют сходные ИТ-ресурсы: вычислительные устройства (серверы и процессоры компьютеров пользователей), узлы коммутации сети и системы хранения данных. Однако, расширение облака до границ сети не сводится лишь к масштабированию этого облака. Техническая реализация, а также спектр приложений Fog, могут значительно отличаться от Cloud. Fog предназначен, в основном, для приложений и услуг, которые плохо работают в архитектуре Cloud Computing, либо вообще не могут в ней работать. В основном, это область интернета вещей, нарастающее развитие которого не может быть полностью поддержано только при помощи решений Cloud [2] . Развитие IoT столкнулось с необходимостью фильтрации и предварительной обработки данных перед отправкой в облако. В основном, это следующие приложения:

  • Приложения, требующие низкой и предсказуемой задержки передачи информации по сети, например, игровые приложения или видеоконференции.
  • Приложения для транспорта, такие как: беспилотные автомобили, скоростные поезда, интеллектуальные транспортные системы и др.
  • Приложения, требующие локальной обработки данных в реальном времени, такие как: интеллектуальные системы электроснабжения (Smart Grid), интеллектуальные транспортные системы (ИТС), геофизическая разведка недр, управление трубопроводами, сенсорные сети мониторинга окружающей среды и пр.

Fog не является альтернативой для Cloud. Напротив, Fog плодотворно взаимодействует с Cloud, особенно в администрировании и аналитике данных, и такое взаимодействие порождает новый класс приложений.

Архитектура Fog Computing представляет собой некую «прослойку» на границе между облаком и устройствами интернета вещей с сенсорами, а также мобильными устройствами пользователей.

Основные архитектурные отличия Fog от Cloud:

  • Обеспечение качества услуг (QoS, Quality of Service), что требует динамической адаптации приложений к состоянию сети.
  • Отслеживание местоположения (Location Awareness) для того, чтобы поддерживать стабильность работы приложения в условиях мобильности терминала.
  • Отслеживание контекстной информации (Context Awareness), т.е. способность обнаруживать наличие доступных ресурсов поблизости, чтобы задействовать их в работе приложения, с возможностью горизонтального взаимодействия.

В архитектуре Fog сетевые узлы (Fog Sites), расположенные ближе к облачным дата-центрам, обладают большей вычислительной мощностью и бóльшим объемом данных в системах хранения. Сетевые узлы, расположенные ближе к сенсорам интернета вещей и мобильным устройствам, обладают большей интерактивностью и быстрым откликом. Отличительной особенностью Fog является то, что в качестве сетевого узла могут выступать устройства пользователя, такие как персональные компьютеры, домашние шлюзы, телеприставки и мобильные устройства. Чтобы устройство пользователя могло работать как узел сети Fog, пользователь должен дать оператору связи соответствующее разрешение на использование вычислительной мощности своего гаджета в фоновом режиме, в обмен на различные льготы со стороны оператора.

Типовое применение Fog Computing

Некоторые сценарии использования

Сценариев использования Fog Computing может быть очень много, и развитие смежных технологий будет позволять всё новые сценарии. По данным Ovum, Fog Computing является основной средой для интернета вещей [3] .

Автономные системы управления транспортом (ADS, Autonomous Driving System)

ADS используют различные многорежимные сенсоры, технологии компьютерного зрения и анализа изображений, спутниковое и сетевое позиционирование на картах и предиктивную аналитику, на базе которых ADS помогает управлять водителю или управляет самостоятельно движущимся транспортным средством. В таких приложениях требуется высокое быстродействие, поэтому Fog-узел с элементами искусственного интеллекта необходимо размещать непосредственно в транспортном средстве. [4] .

Fog-системы в электронном здравоохранении (eHealth)

Fog-системы в медицине применяются в тех случаях, когда необходимо произвести оперативный анализ полученных данных с носимых пациентом датчиков и предпринять немедленные действия в соответствии с планом лечения [5] .

Например, Fog-технологии уже применяются для контроля состояния больных диабетом и автоматического введения инъекций [6] . Сенсор на теле пациента определяет критическое значение содержания сахара в крови, и через Fog-сеть выдает сигнал на выполнение инъекции при помощи микро-шприца, также расположенного на теле пациента. Таким образом, пациент избавляется от необходимости постоянно производить измерения и делать инъекции самому.

Читайте также:  Что дает дополнительная оперативная память

Fog-проекты облачных провайдеров

В 2016 году три крупнейших провайдера облачных платформ — Amazon, Google и Microsoft — начали несколько проектов использования Fog Computing в своих экосистемах IoT, в которых применяется т.н. «безсерверная архитектура» (serverless architecture).

Безсерверная архитектура позволяет выполнять исходный код тысяч и миллионов пользователей (в частности, fog-устройств) внутри вычислительной среды, не заботясь о масштабировании ресурсов.

Компания Microsoft анонсировала поддержку функций Azure (Azure Functions) внутри платформы разработки SDK (Software Development Kit). Функции Azure вначале были введены в семейства облачных продуктов с безсерверной архитектурой (Serverless Architecture), разработанных в Microsoft.

Компания Amazon разработала платформу Greengrass с поддержкой т.н. Lambda-функций (безсерверной архитектуры) в устройствах IoT при взаимодействии с облачной платформой AWS. Greengrass — это контейнер исполнения программного модуля, который может быть запущен непосредственно на Fog-устройстве, а не на сервере в дата-центре. Устройства с Greengrass могут обмениваться информацией между собой вне зависимости от наличия внешнего интернета, т.е. горизонтально между Fog-устройствами при помощи различных радио-протоколов интернета вещей.

Google представил платформу для интернета вещей Andro >

Эти проекты показывают тенденцию «коммодитизации» устройств IoT, то есть проектирование и создание их на базе общедоступных элементов Fog Computing.

В России технологии IoT и Fog Computing используются, например, в решениях «интеллектуальный карьер» российской компании «ВИСТ Майнинг Технолоджи» (слово «майнинг» в названии российской компании используется в своём исходном значении – добыча полезных ископаемых).

Преимущества и прогнозы

Fog Computing – новая ступень развития облачных вычислений, которая снижает задержки, возникающие при передаче данных в центральное облако и обеспечивает новые возможности создания интеллектуальных устройств интернета вещей [7] .

Преимуществом туманных вычислений является снижение объема данных, передаваемых в облако, что уменьшает требования к пропускной способности сети, увеличивает скорость обработки данных и снижает задержки в принятии решений. Туманные вычисления решают ряд самых распространенных проблем, среди которых:

  • высокая задержка в сети;
  • трудности, связанные с подвижностью оконечных точек;
  • потеря связи;
  • высокая стоимость полосы пропускания;
  • непредвиденные сетевые заторы;
  • большая географическая распределенность систем и клиентов.

Глобальный рынок Fog-систем оценивается в $18 млрд к 2022 году [8] .

Самый большой потенциал развития технологии Fog computing имеют в следующих отраслях: энергетика, коммунальные службы, и транспорт, сельское хозяйство, торговля, а также здравоохранение и промышленное производство.

Энергетический сектор и коммунальные службы представляют собой наибольший рынок для систем Fog computing, с потенциалом роста до $3,84 млрд к 2022 году.

Сектор транспорта – второй по значимости потенциальный рынок для Fog computing с потенциалом роста до $3,29 млрд к 2022 году

Отрасль медицины представляет третий по величине рынок Fog computing, объём которого оценивается в $2,74 млрд к 2022 году.

Развитие в России

2016: Кремль поручил подготовить инфраструктуру туманных вычислений

1 июля 2016 года стало известно о том, что Кремль поручил Минкомсвязи, Минпромторгу, а также другим ведомствам подготовить инфраструктуру туманных вычислений.

По данным «Коммерсанта», администрация президента направила в Минкомсвязи, Минпромторг, «Ростелеком» и Агентство стратегических инициатив (АСИ) письмо с подписью президента Владимира Путина на тему развития туманных вычислений в России.

Поручено проработать внедрение туманных вычислений в экономику России, а также создание программно-аппаратных комплексов, необходимых для работы инфраструктуры туманных вычислений, — сообщил изданию человек, близкий к Кремлю.

Другой источник в одном из профильных министерств в разговоре с газетой уточнил, что результаты выполнения поручения нужно представить в октябре 2016 года. Отмечается, что инициатива по работе в данной сфере исходит от «Ростелекома» и АСИ, чью идею поддержали в администрации президента.

«Коммерсантъ» сообщает, что Минпромторг обратился к нескольким российским технологическим компаниям с просьбой предоставить экспертизу проекта. В частности, соответствующую просьбу министерство направило компании «Т-Платформы», которая занимается разработкой вычислительной техники. [9]

«>

Комментировать
0 просмотров
Комментариев нет, будьте первым кто его оставит

Это интересно
No Image Компьютеры
0 комментариев
No Image Компьютеры
0 комментариев
No Image Компьютеры
0 комментариев
No Image Компьютеры
0 комментариев
Adblock detector