云计算 vs. 雾计算:物联网的发展是否会「云开雾散」?

云计算 vs. 雾计算:物联网的发展是否会「云开雾散」?

编者注:与「云计算」相对,「雾计算」成了近来新兴的科技名词。与传统云计算不同,雾计算着重于网络边缘部位的信息计算,它令设备对信息的即时处理更为便捷,有着云计算所不可替代的优势。在「物联网」产业蓬勃发展的今天,云计算与雾计算又会如何助其一臂之力?

本文编译自 Medium,原文标题「Cloud Computing vs. Fog Computing」


物联网(Internet of Things,简称 IoT)是自上世纪 90 年代末兴起的一个概念。它主要解决物品与物品 (Thing to Thing,T2T),人与物品 (Human to Thing,H2T),人与人 (Human to Human,H2H)之间的互连。

但是,物联网所创造的价值并不真正来源于它所运用的数据,而是源自对这些数据的解读。解读后的信息可以令我们获悉其内涵的科学价值,提高设备的效率、可靠性、和利用率,并由此为我们的生活带来便利。

从供应链管理到自动化制造,甚至再到车辆停泊管理和废弃物处理,物联网正通过多种形式实现着它的价值。它使得企业得以用同样的投入获得更大的产出、或是用更少的投入获得同样的产出(如制造、农业、能源领域);提升人类的健康与安全系数(如灾难预警、老人赡养、环境监测、辅助执法等);也能为人类生活带来更佳的体验(如交通疏导等)。

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但,若想真正通过物联网来节约时间、节省成本,我们必须了解它所利用的数据从何而来——一般来讲,这些数据都会来自集中而可伸展的(scalable)的云计算平台。这些云计算平台都是为物联网中的设备、物联网独有的连通性、以及物联网对于数据管理的需要而特殊设计的。


云计算

简单说来,云计算(cloud computing)是将备用存储空间与计算基础结构连接起来的一种使用互联网的方式,这种网络使用方式也备受公司与企业的青睐。在物联网语境下,云计算为公司对物联网的各级部署管理(包括设备位置信息与管理、记账、安全协议、数据分析等等)提供了一种灵活的解决方法。

正是因为云服务的强大,才使得软件开发者得以基于云计算来研发并升级物联网应用程序。物联网的愿景十分宏伟:人们将会通过物联网建立一个由无数高度智能、相互联系的物品组成的世界。要想让这愿景成为现实,其关键就在于把握云计算的「请求式可伸展性(on-demand scalability)」。

很多科技巨头都将云存储和云计算作为一项服务提供给物联网市场。微软有他们的 Azure 系列(微软一款基于云计算的操作系统,可以用来创建云中运行的应用或者基于云的特性来加强现有应用,提供数据库、云服务、云存储、人工智能互联网等云端服务);云服务大亨 Amazon Web Services(AWS)有 AWS Greengrass,AWS IoT Platform,AWS IoT Button 等一系列针对物联网的云服务;IBM 同样通过 Bluemix 云服务来使用户获得 Watson 的使用权限。这样的例子不胜枚举。

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尽管云服务产品丰富多样,但是它们的共同特征就是令用户能够在便捷灵活地使用多样 IT 产品的同时,无需购买繁多的硬件设施和软件程序。如此一来,云计算服务还同样可将管理维护软硬件的麻烦一同省掉,可谓一举三得。

但是,对于想要拥有较低延迟率或数据传输量有限的应用程序和服务来说,云计算就显得心有余而力不足了。这时候,开发者们都希望将问题放置在网络边缘(edge,通常是指网络的接入层,就是靠近用户端)来加以解决。

美国商业管理顾问公司 Senza Fili Consulting 的董事长 Monica Paolini 在 LinkedIn 中写道:「近几年,社会上掀起了一场『将所有东西都置于云端』的浪潮。云端是一个高度集中的平台,随着虚拟化技术的发展应运而生。它满足了人们对降低产品成本、节约市场推广时间、提高创造自由性的渴望。然而在此过程中,我们却忽视了软件运行的『实际位置』对软件表现、网络资源利用效率、和用户体验的重大影响。物理距离将会不可避免地增加反应延迟。」


雾计算

雾计算(Fog Computing)的命名来源于「雾是更贴近地面的云」这一名句。在雾计算模式中,数据、(数据)处理和应用程序集中在网络边缘的设备中,而不是几乎全部保存在云中,它是云计算的延伸概念。

为使「边缘-边缘」的跨产业物联网部署成为可能,OpenFog Consortium(多个高科技公司与学术机构所成立的联合组织,旨在促进多领域的云计算标准化与推广)被有识之士建立起来。他们通过建立一个参考体系结构(reference architecture)来增强网络边缘与云端间连接的互操作性(interoperability)。

该组织现已发现多个需使用边缘计算来实现物联网应用的案例,包括:智能建筑、无人机运送服务、实时地下影像、交通拥堵管理、以及视频监控等等。该组织在今年 2 月曾公布了其雾计算参考体系结构的执行概要。

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OpenFog Consortium 主席,思科(Cisco,世界知名网络解决方案供应商、「雾计算」概念首创公司)企业战略创新团队资深总监 Helder Antunes 称该雾计算参考体系结构的公布象征着一个「通用框架」的建立,该框架会促使物联网被社会所采纳。他还说:「尽管雾计算已逐渐开始于智能城市、联网汽车、无人机等其他领域崭露头角,它仍需要一个通用的、可互操作的平台来推进此项数字革命的进步。」

Edge X Foundry 是另一个致力于提升网络边缘互操作性的项目,它类似于一个开放资源联盟,由 Linux Foundation 进行管理。戴尔科技集团(Dell Technologies)曾对该项目植入 12 万 5 千余条内部种子代码。

如果你想对类似 Edge X Foundry 的开放式资源项目做进一步了解的话(比如,它们是如何影响物联网的),可以点击参考这篇文章:《开放式资源与物联网:合作带来创新》(英文)https://www.link-labs.com/blog/open-source-iot-product-development


云计算+雾计算:双管齐下

以自动驾驶(autonomous driving)为例:细胞网络将配备有激光探测与测量系统(Light Detection And Ranging,简称 LiDAR,中文又称激光雷达)、图像处理系统、及其他自动驾驶设备的车辆与其他载具、行人、智能基础设施、以及各类云端服务彼此联系在一起,来共同实现车内娱乐、预见性维护、远程诊断等一系列服务。

如果你只是单纯地想要在车内通过登录 Netflix 云账号看剧,或者想要让车子记录运行和维修历史,云计算是的确能满足你的需要的。但,对于像帮助车辆避开高速公路碰撞事故这样关键性的任务决定,云计算可能就不是你的最佳选择了——云计算会带来延迟,正所谓远水救不了近火。因此,对时间要求较高的任务最好还是应在网络边缘的平台进行处理。

为了实现「云雾计算」的双管齐下,思科已和微软联手,将早先思科的 Fog Data Services 与微软后来研发的 Azure 物联网云平台整合在一起,使对网络边缘的分析、安全、控制、以及数据管理可以与集中化的云端连通性、政策、安全、分析、app 开发等等方面有机结合起来。

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思科物联网战略组组长 Macario Namie 在他最近的一则博文中写到:「通过将『万物』连接起来,人们得到了各式各样的实时数据,而这也正是我们从这些连接中收获的最美妙的一点。接下来,我们需要将数据转换为信息,更重要的是,我们需要将这些数据转化为可创造商业价值的实际行动。在为这个目标努力的同时,各企业纷纷发现自己已置身于数据的洪流之中。」

「因此,我们对强大的计算能力和存储空间的需要骤然增加,而这些需要也恰好被公共云供应商满足了。但是在云服务发展的同时,数据传输和信息提速的费用也水涨船高。对于对时间要求紧迫的关键性服务来说,这无疑是个棘手的问题。因此,众多物联网项目正在将这种运算能力散布到网络的各个边缘、数据中心、和公共云当中。」

「物联网」这一概念由美国麻省理工学院 Kevin Ash-ton 教授于 1999 年首次提出,经历了早些时间「虚无缥缈」的设想,如今已在人们生活中崭露头角。通过云计算与雾计算的联合,相信物联网的发展定会云开雾散,迎来科技创新的新曙光。

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