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Alguns processos industriais e comerciais são tão críticos que depender da computação em nuvem diminuirá a produtividade e a eficiência de todo o sistema. Aqui, a computação em névoa vem em seu socorro.

O espaço tecnológico está mudando rapidamente e a nova tecnologia de TI domina o mercado. De acordo com o Gartner Hype Cycle 2022, atualmente, muitas tecnologias relacionadas a computação e armazenamento estão criando um grande hype em um curto período.

Por exemplo, armazenamento computacional, plataformas de nuvem do setor, arquitetura de malha de segurança cibernética, etc., são alguns. Na operação de nuvem da indústria, uma tecnologia emergente é a computação de névoa. Ele cria uma ponte entre a computação de ponta ultrarrápida e a computação em nuvem de velocidade intermediária.

Se sua empresa está em tarefas supercríticas que devem ocorrer rapidamente com alta segurança, então você escolhe a computação de ponta. Mas e se o hardware de computação de borda não puder processar a quantidade de dados que as máquinas estão produzindo no local? Você usa rede de névoa.

Continue lendo para aprender a computação em névoa desde o nível básico, juntamente com alguns recursos de aprendizado adicional de alta qualidade para dominar a computação em névoa em uma capacidade comercial ou profissional.

O que é Fog Computing?

Fog computing é uma rede descentralizada de infraestrutura de computação ou processos de processamento de dados em que os recursos de computação estão localizados entre o dispositivo ou fonte de dados e qualquer centro de dados central ou infraestrutura de computação em nuvem de terceiros.

A Cisco criou o termo fog computing em 2012 para definir uma alternativa à computação em nuvem que ficará mais próxima das máquinas ou aplicativos onde a velocidade de processamento de dados deve ser mais rápida, ou o processo pode ficar lento ou falhar.

Mais tarde, em 2015, os principais desenvolvedores de hardware e software, como Intel, Microsoft, Dell Technologies, ARM Holdings e Cisco Systems, estabeleceram o OpenFog Consortium para promover o crescimento da computação em névoa.

Atualmente, a computação em névoa é um nome popular em nichos industriais onde o processamento de dados em alta velocidade deve ser feito na borda da rede em nuvem. Tem alguns sinônimos, como mencionado aqui:

  • rede de nevoeiro
  • Embaçamento

A rede Fog é uma ponte entre a computação de borda e a computação em nuvem. Para economizar nos custos de largura de banda e aumentar a velocidade de processamento, os processos de fabricação habilitados para IoT, automação residencial, sistemas de segurança, etc., podem implantar uma camada adicional de poder computacional chamada nebulização.

Essa camada computacional terá armazenamento, capacidade de processamento e aplicativos analíticos. Dependendo de um conjunto de instruções pré-configuradas, os dados irão diretamente para uma infraestrutura de fog computing mais próxima do dispositivo IoT ou sensores que coletam dados do ambiente operacional.

É o mesmo local onde você mantém seu sistema de computação de ponta. Assim, você pode considerar a edge computing e a fog computing como mais próximas uma da outra, e a computação em nuvem fica muito mais distante.

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Se a computação de borda não puder processar dados, os dados coletados vão para um sistema de rede de névoa. Ele processará os dados e instruirá os sistemas IoT com algumas decisões. Posteriormente, armazenará os dados processados ​​na nuvem para fins de arquivamento.

Como Funciona a Fog Computing?

Uma estrutura de rede de névoa consiste em vários componentes de hardware e funções de software, dependendo de sua aplicação industrial.

Geralmente inclui gateways de computação que coletam dados de máquinas inteligentes e fontes de dados no local. Além disso, uma rede de névoa pode aceitar dados de vários pontos de extremidade de coleta, como switches e roteadores que conectam ativos digitais em uma rede.

O princípio de funcionamento de um sistema de computação em névoa significa principalmente transportar dados de e para dispositivos IoT ou sensores em um ambiente IoT. Aqui está como a transferência de dados ocorre durante a nebulização:

  • Um controlador de automação monitora sinais de leitura de dispositivos IoT em rede, sensores e outras máquinas inteligentes.
  • O controlador de automação executa um aplicativo ou algoritmo programado que, por sua vez, automatiza o equipamento IoT.
  • Este programa pré-configurado usa um servidor OPC Foundation padrão para transportar dados para o próximo dispositivo no pipeline de rede de névoa. OPC Foundation também é conhecido como Object Linking and Embedding for Process Control (OLEPC) ou Open Platform Communications (OPC).
  • O programa também pode usar qualquer outro gateway.
  • Uma máquina converte esses dados em um protocolo de dados que vários padrões de comunicação da Internet entendem, como HTTPS ou MQTT (MQ Telemetry Transport).
  • Agora, a rede de internet ou intranet pode facilmente enviar os dados convertidos para um ou mais nós de névoa na borda da nuvem para análise.
  • Os nós de névoa instruirão imediatamente os dispositivos IoT conectados sobre o que fazer analisando o sinal ambiental.
  • Mais tarde, o nó de névoa armazena os dados em um servidor de nuvem distante para fins de auditoria, análise e arquivamento.

Agora, vamos descobrir a breve diferença entre fog e edge computing.

Fog Computing Vs. Computação de borda

A principal diferença entre as redes edge e fog é a localização do poder de computação.

Na computação de borda, o poder de computação e tomada de decisão pode ser integrado ao dispositivo IoT. Por exemplo, câmeras de segurança inteligentes com capacidade de reconhecimento facial conectadas a uma rede local (LAN), bem como ao armazenamento em nuvem.

Às vezes, vários dispositivos IoT menores, como atuadores, sensores de temperatura, sensores de fluido, sensores de movimento, etc., conectados a um hub de computação de borda também são arquitetura possível para uma rede de computação de borda.

Ao contrário, a computação em névoa coloca inteligência ou poder de computação na LAN usando um nó de névoa ou hub de névoa. O hub coleta sinais do mundo real de dispositivos e processos IoT e instrui as máquinas inteligentes conectadas sobre o que fazer. O nó de névoa também é responsável por enviar dados para o servidor de nuvem central para análise aprofundada, o que não é crítico para a tomada de decisões em tempo real.

No entanto, alguns especialistas em IoT consideram que a nebulização é apenas o padrão Cisco de computação de borda.

Fog Computing Vs. Computação em Nuvem

Agora que você pode pensar que a névoa e a computação em nuvem são muito semelhantes, é importante saber as diferenças entre a computação em névoa e a computação em nuvem.

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A computação em nuvem cria um hub centralizado para todas as necessidades computacionais e de armazenamento. Isso torna uma rede pouco inteligente. Ao contrário; O fog networking traz inteligência para a borda de uma rede que também está conectada a uma nuvem.

Essa inteligência de borda reduz a carga na computação em nuvem e nos recursos da Internet.

Componentes da Fog Computing

Diferentes empresas de IoT usam maneiras diferentes de configurar um sistema de rede de névoa. Portanto, você pode encontrar várias arquiteturas no ecossistema de redes de névoa. No entanto, a seguir estão os componentes comuns em qualquer arquitetura de nebulização padrão:

#1. Nós Virtuais e Físicos

Estes são simplesmente dispositivos de usuário final, como telefones celulares, vários sensores em uma linha de produção, alto-falantes inteligentes, luzes inteligentes e muitos outros que geram dados e executam instruções.

#2. Dispositivos ou nós de névoa

Geralmente são servidores de névoa, gateways de névoa e dispositivos de névoa. Dispositivos de névoa armazenam dados, enquanto um gateway de névoa analisa dados de vários dispositivos de névoa. Por fim, os gateways de névoa cuidam do roteamento e reencaminhamento de dados.

#3. Serviços de monitoramento

Essas APIs garantem que os nós de névoa e os dispositivos IoT não fiquem parados e sempre se comuniquem.

#4. Programas de processamento de dados

Esses programas são executados em um servidor de névoa para filtrar, processar, limpar, reconstruir e, finalmente, armazenar dados na nuvem.

#5. Sistemas de gerenciamento de recursos

Ele funciona como unidade de balanceamento de carga e supervisiona a utilização de todos os nós de névoa.

#6. Aplicativos e ferramentas de segurança

A criptografia de dados em trânsito e em repouso é sempre necessária para garantir a segurança da computação em névoa. Esses componentes garantem uma criptografia robusta de dados digitais.

#7. GUI, software e aplicativos

São aplicativos e ferramentas que usuários humanos ou operadores de planta usam para controlar todo o sistema.

Por que e quando você precisa de Fog Computing?

A computação em névoa permite que empresas baseadas em IoT ampliem suas operações. Eles não podiam confiar na computação em nuvem porque, quando você vê um aumento no tráfego ou no usuário, a computação em nuvem pode simplesmente falhar.

A computação em nuvem é uma boa fonte de poder computacional de baixo custo, plataforma de programação e armazenamento em massa. No entanto, você não pode confiar apenas na nuvem ou na virtualização quando se trata de processos que exigem um nível supercrítico de precisão e velocidade.

Ao falar sobre latência virtualmente zero em uma fábrica baseada em sistema IoT ou cidade inteligente, você deve configurar um ou mais sistemas de rede de neblina, dependendo do tamanho do ambiente IoT.

Algumas outras razões notáveis ​​para implementar a nebulização são:

  • Seus sistemas de IoT estão coletando muitos dados e você não precisa de todos esses dados. Portanto, a nebulização pode ajudá-lo na filtragem de dados.
  • O equipamento IIoT em rede precisa reagir dentro de um milissegundo após a detecção de uma anomalia. Essa velocidade só pode acontecer com computação de borda ou névoa.

Em seguida, vamos explorar os benefícios da computação em névoa.

Benefícios da Fog Computing

Encontre abaixo o potencial da rede de névoa na automação de cidades inteligentes, residências e industriais:

Minimizar latência

Se a latência é muito importante para o seu negócio, a computação em névoa é a escolha ideal. Ele executa a análise de dados em um ponto próximo à fonte de dados. Portanto, as empresas podem esperar uma latência mínima em comparação com as outras tecnologias.

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Especialmente em setores como manufatura e energia, onde cada segundo é valioso, a rede de névoa pode oferecer alertas mais rápidos, garantindo menos tempo perdido.

Menos uso de largura de banda

Na computação em névoa, a análise de dados não envolve mover os dados para um servidor em nuvem. Portanto, não há necessidade de uma grande quantidade de largura de banda de rede. Isso não apenas reduz a dependência da Internet, mas também custa menos às empresas.

Embora os dispositivos conectados continuem gerando dados para análise, as tarefas são executadas no ponto mais próximo. Como resultado, a maioria dos dados não precisa de transporte.

Privacidade

Embora a privacidade dos dados seja crítica no mundo atual, a computação em névoa cuida disso. Sempre que as empresas precisam aplicar um certo nível de privacidade, elas podem usar o fog networking.

Todos os dados de missão crítica são analisados ​​localmente enquanto uma equipe de TI supervisiona e dá suporte ao dispositivo com cuidado. Apenas os subconjuntos de dados que precisam de análise de nível superior são enviados para o servidor em nuvem.

Por esse motivo, os dados processados ​​pela fog computing são comparativamente mais seguros contra invasores de privacidade.

Custo reduzido

O custo costuma ser uma grande preocupação para todos os tipos de organizações. Se eles escolherem a nebulização, o custo geral para a empresa será reduzido. Como esse tipo de computação precisa de menos largura de banda de rede, o custo operacional é reduzido significativamente.

Segurança Maximizada

Todos os dados gerados pela IoT devem ser protegidos contra acesso não autorizado e criminosos cibernéticos. Na computação em névoa, os nós de névoa podem ser monitorados e protegidos usando os mesmos controles e políticas que as empresas têm para o restante de seu ambiente de TI. Como resultado, os dados permanecem seguros em trânsito e em repouso.

Melhorar a confiabilidade

Na maioria dos casos, os dispositivos IoT precisam funcionar em condições ambientais difíceis. A rede Fog pode melhorar a confiabilidade dos dados mesmo sob essas condições adversas, reduzindo a necessidade de transmissão de dados para a nuvem.

Análise em tempo real

As empresas que usam a computação em névoa também têm acesso à análise de dados em tempo real. Eles podem capitalizar esse recurso para ficar à frente de seus concorrentes.

Empresas de manufatura e financeiras precisam tomar decisões instantâneas usando dados analíticos. Eles podem se beneficiar do embaçamento com sua rápida transferência de dados em tempo real.

Recursos de aprendizagem

#1. Fog Computing: Conceitos, Estruturas e Aplicações

Procurando um livro estilo livro de texto para aprender nebulização do nível básico ao avançado? Experimente este livro sobre computação em névoa da CRC Press na Amazon.

A seguir estão as características notáveis ​​deste livro de capa dura:

  • Introdução e fundamentos da computação de névoa
  • Arquitetura de computação em névoa
  • Avaliação da Fog Computing em IoT
  • Aprendizado de máquina em computação de névoa
  • Segurança da informação em fog computing
  • Aplicativos e ferramentas de simulação de computação em névoa
  • Várias aplicações do mundo real da computação em névoa

#2. Fog Computing e Internet das Coisas

Este processo de conferência sobre Fog Computing e Internet-of-Things ocorreu em um passado recente. Ele teve como alvo o tema emergente da indústria de TI.

Este livro de resumo de conferência de computação está disponível na Amazon em versões de capa dura e brochura.

Empacotando

A Internet das Coisas e a Internet Industrial das Coisas estão crescendo rapidamente. De acordo com Statista, havia 8,6 bilhões de dispositivos IoT e IIoT ativos em 2019. O número cresceu para 15,14 bilhões em 2023. Uma previsão cuidadosamente pesquisada pela mesma empresa de análise estatística diz que o mundo verá aproximadamente 29,42 bilhões de dispositivos IoT ativos até 2030.

Esse grande número de dispositivos IoT em casa, municípios de cidades inteligentes e indústrias exigirão petabytes de largura de banda da Internet se planejarem trabalhar na infraestrutura de computação em nuvem.

Sem mencionar que alguns processos críticos de IoT nunca atingirão uma velocidade de processamento mais rápida se ficarem na nuvem. A computação em névoa é uma solução razoável entre a nuvem e a borda, e você pode explorar oportunidades de negócios ou posições profissionais bem remuneradas ao aprender e dominar a computação em névoa.