Согласно центру Statista, к 2020 году в мире будут доступны 30 миллиардов устройств интернета вещей, а в 2025 году количество подключенных устройств увеличится до 75 миллиардов. Все эти устройства будут содержать огромное количество данных, которые будут обрабатываться удобным способом. Заметив высокий спрос на устройства интернета вещей, к облачным вычислениям начинают добавляться туманные вычисления. По некоторым характеристикам туманные вычисления даже лучше, чем облачные.
Количество подключенных устройств с 2015 по 2025 год (в миллиардах) по данным Statista
Целью данной статьи является сравнение туманных и облачных вычислений, а также получение как можно больше информации о возможностях данных вычислений, сравнить достоинства и недостатки при их использовании.
Облачные вычисления
Мы уже достаточно давно используем термин «облако», который обозначает систему, состоящую из нескольких устройств, компьютеров и серверов, соединенных между собой через Интернет. Такая система вычисления может быть образно разделена на две части:
- Внешний интерфейс – устройства клиента (компьютеры, планшеты, мобильные телефоны);
- Внутренний интерфейс – хранение данных и обрабатывающие системы, которые могут быть отдалены от устройств клиента и самого облака.
Эти две части системы напрямую взаимодействуют друг с другом при помощи беспроводных соединений.
Технология облачных вычислений предоставляет различные виды услуг, которые делятся на три группы:
- Услуги инфраструктуры(IaaS) – удаленный центр обработки данных с такими ресурсами как: вместимость хранения данных, вычислительная мощность, и сети;
- Платформа как услуга(PaaS) – развитие платформы с устройствами и компонентами для создания, тестирования и запуска приложений
- Услуги программного обеспечения (SaaS) – готовое программное обеспечение, соответствующее производственным потребностям.
Если ваша компания выбрала облачное хранилище, то вы получаете доступ к вышеупомянутым услугам с одного месторасположения на несколько устройств. Следовательно, доступность – это главное преимущество. Кроме того, нет необходимости поддерживать местные услуги и переживать из-за времени простоя – разработчик сделает все за вас и экономит ваши деньги.
Интеграция интернета вещей с облаком – это выгодное решение в бизнесе. Удаленные серверы обеспечивают необходимую вместимость и гибкость для управления и анализа собранных данных с подключенных устройств, в то время как специализированные платформы, такие как Asure IoT, Suite, IBM Watson, AWS, Google Cloud для IoT, дают разработчикам создавать качественные приложения без огромных вложений в программное обеспечение и ОЗУ.
Преимущества облачных вычислений для интернета вещей
Так как подключенные устройства ограничивают вместимость и вычислительную мощность, интеграция с облачными вычислениями поможет обеспечить:
- Улучшение работы (быстрая связь между датчиками интернета вещей и системами обработки данных);
- Вместимость (хорошо масштабируемое и неограниченное место для хранения в состоянии объединить, соединить и распределить огромный объем данных);
- Возможная обработка (отдаленные центры обработки данных обеспечивают неограниченные виртуальные возможности обработки по требованию);
- Уменьшение затрат (лицензионные сборы ниже, чем стоимость оборудования на начальном уровне, и его непрерывное обслуживание).
Недостатки использования облачных вычислений для интернета вещей
К сожалению, нет ничего идеального, и у технологии облака есть некоторые недостатки, которые можно заметить в интернете вещей.
- Высокое время ожидания (приложения интернета вещей все больше требуют, чтобы время ожидания было как можно ниже, но облако не может этого гарантировать из-за расстояния между устройствами клиента и центрами обработки данных);
- Время простоя (технические проблемы и сбои в сетях могут произойти по любой причине в любой системе, использующей Интернет, и данные клиента могут пострадать при отключении электричества; чтобы избежать проблем, многие компании используют несколько каналов связи с автоматизированной отказоустойчивостью;
- Безопасность и личная информация (ваша личная информация передана через глобально связанные каналы вместе с тысячью гигабайтов информации других пользователей; не удивительно, что система становится уязвимой для потери данных или кибератак; проблема может быть частично решена с помощью гибридного облака или создания личного облачного хранилища).
Туманные вычисления
Термин туманные вычисления (или затуманивание) был придуман CISCO в 2014 году, поэтому он является новым для большинства людей. Туманные и облачные вычисления взаимосвязаны между собой. В природе туман ближе к земле, чем облака, в мире технологий происходит то же самое, туманные вычисления ближе к конечному пользователю, передавая возможности облачных вычислений конечному пользователю.
Определение может звучать так: туманное вычисление – это расширение облачных вычислений, состоящее из нескольких граничных узлов, непосредственно подключенных к физическим устройствам.
Такие узлы физически намного ближе к устройствам по сравнению с централизованными центрами обработки данных, поэтому они способны обеспечивать мгновенные соединения. Значительная вычислительная мощность периферийных узлов позволяет им самостоятельно выполнять вычисления большого объема данных, не отправляя их на удаленный сервер.
Туманные вычисления также включают облачные вычисления – небольшие и достаточно мощные центры обработки данных, расположенные на граничном сегменте сети. Их целью является поддержка ресурсоемких приложений интернета вещей, которые требуют низкого времени задержки.
Основное различие между туманными и облачными вычислениями заключается в том, что облако представляет собой централизованную систему, а туман представляет собой распределенную децентрализованную инфраструктуру.
Туманные вычисления являются посредником между оборудованием и удаленными серверами. Туманные вычисления определяют, какая информация будет отправлена на сервер, и какую информацию можно будет редактировать локально. Таким образом, туман – это интеллектуальный шлюз, который разгружает облака, обеспечивая более эффективное, обработку и анализ данных.
Следует отметить, что туманная сеть не является отдельной архитектурой и не заменяет облачные вычисления, а скорее дополняет их, максимально приближаясь к источнику информации.
Новая технология, возможно, окажет наибольшее влияние на интернет вещей, встроенные решения искусственного интеллекта и 5G, поскольку они, как никогда ранее, требуют быстрой и бесперебойной работы.
Преимущества туманных вычислений
Подход затуманивания имеет много преимуществ для интернета вещей, больших данных и аналитики в реальном времени. Вот основные преимущества туманных вычислений над облачными:
- Низкое время отклика (туман географически ближе к пользователям и способен обеспечить мгновенный отклик);
- Нет проблем с пропускной способностью (часть информации агрегируется в разных точках, а не отправляется в один центр по одному каналу);
- Невозможность потери соединения (из-за множества соединенных каналов);
- Высокая безопасность (так как данные обрабатываются огромным количеством узлов в сложной распределенной системе);
- Улучшенный пользовательский интерфейс (мгновенный отклик и отсутствие простоев радуют пользователей);
- Энергетическая эффективность (периферийные узлы используют в работе высокоэффективные протоколы, такие как Bluetooth, Zigbee или Z-волна).
Недостатки туманных вычислений
Технология не имеет каких-либо явных недостатков, но можно выделить небольшие минусы:
- Система туманных вычислений более сложная (туман – дополнительный слой в системе обработки и хранения данных);
- Дополнительные расходы (компании должны покупать периферийные устройства-роутеры, маршрутизаторы, шлюзы);
- Ограниченный масштаб (в отличие от облака).
Туманные и облачные вычисления: Ключевые различия
Концепции туманных и облачных вычислений очень похожи. Но все же между ними есть разница по некоторым параметрам. Рассмотрим точечное сравнение туманных и облачных вычислений:
- Облачная архитектура централизована и состоит из больших центров обработки данных, которые могут быть расположены по всему миру, за тысячи миль от клиентов. Архитектура тумана распределена и состоит из миллионов небольших узлов, расположенных как можно ближе к клиентским устройствам.
- Туман действует как посредник между центрами обработки данных и аппаратных средств, и, следовательно, он ближе к конечным пользователям. Если нет слоя тумана, облако напрямую связывается с устройствами, что занимает много времени.
- В облачных вычислениях обработка данных происходит в удаленных центрах обработки данных. Обработка и хранение туманных вычислений осуществляется на граничном сегменте сети, близкой к источнику информации, что имеет решающее значение для контроля в режиме реального времени.
- Облако является более функциональным, чем туман в отношении вычислительных ресурсов и возможностей хранения.
- Облако состоит из нескольких крупных серверных узлов. Туман включает в себя миллионы мелких узлов.
- В туманных вычислениях выполняется краткосрочный анализ на граничном сегменте сети из-за мгновенного отклика, в то время как в облачных вычислениях будет долгосрочный глубокий анализ из-за более медленного отклика.
- При туманных вычислениях время задержки – низкое, при облачных вычислениях – высокое.
- Облачная система может разрушиться при сбоях сети Интернет. Туманные вычисления используют различные протоколы и стандарты, поэтому риск сбоя намного ниже.
- Туман является более безопасной системой, чем облако из-за его распределенной архитектуры.
Заключение
Новые требования к современным технологиям являются движущей силой развития информационных технологий. Интернет вещей – это постоянно растущая индустрия, которая требует более эффективных способов управления передачей информации и обработкой данных.
Туманные вычисления являются одним из решений в работе с устройствами интернета вещей, так как они могут удовлетворить потребности постоянно растущего числа подключенных устройств. Они используют локальные, а не удаленные компьютерные ресурсы, что делает производительность более эффективной и мощной, и уменьшаются проблемы с пропускной способностью.
Компании должны сравнивать облачные и туманные вычисления, чтобы использовать по максимуму доступные возможности, и использовать высокий потенциал.
