深入理解雾计算：与云计算、边缘计算等技术的关系

发布时间：2023-12-22 21:13:03 所属栏目：云计算来源：DaWei

导读： (图片来源于：思科)

导读

昨天，John 给大家介绍了“”，云计算是其中的关键。然而，谈到雾计算，对于大多数人仍是一个陌生的新概念。即使有些朋友理解了云计算，对于雾计算

(图片来源于：思科)

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昨天，John 给大家介绍了“”，云计算是其中的关键。然而，谈到雾计算，对于大多数人仍是一个陌生的新概念。即使有些朋友理解了云计算，对于雾计算，仍然还是“云里雾里”。今天，我希望通过深入介绍雾计算的概念基站与云计算，理清雾计算和云计算、边缘计算、移动云计算、移动边缘计算等技术模型之间的区别和联系，再次拉近我们和“雾计算”之间的距离。

“从云到雾”的开始

雾计算（Fog Computing），这个概念由思科首创。简单点说，拓展了云计算（Cloud Computing）的概念，相对于云来说，它离产生数据的地方更近，数据、数据相关的处理和应用程序都集中于网络边缘的设备中，而不是几乎全部保存在云端。通俗一点讲：“雾计算”的名字源自“雾是比云更贴近地面（数据产生的地方）”。

物联网设备和传感器，高度分布在网络的边缘，同时又具有实时性和延时敏感的需求。然而，云数据中心在分布上是集中化的，通常难以应对四处分布的数十亿物联网设备和传感器的数据存储和处理的需求。所以，网络阻塞、高延时、低服务质量等现象就会出现。

雾计算，是一种分布式的计算模型，作为云数据中心和物联网（IoT）设备/传感器之间的中间层，它提供了计算、网络和存储设备，让基于云的服务可以离物联网设备和传感器更近。雾计算的概念的引入，也是为了应对传统云计算在物联网应用时所面临的挑战。

雾计算的构成和优势

通常来说，雾计算环境由传统的网络组件例如：路由器、开关、机顶盒、代理服务器、基站等构成，可以安装在离物联网终端设备和传感器较近的地方。这些组件可以提供不同的计算、存储、网络功能，支持服务应用的执行。所以，雾计算依靠这些组件，可以创建分布于不同地方的云服务。

此外，雾计算促进了位置感知、移动性支持、实时交互、可扩展性和可互操作性。所以，雾计算处理更加高效，能够考虑到服务延时、功耗、网络流量、资本和运营开支、内容发布等等因素。在这个意义上，雾计算相对于单纯使用云计算而言，更好的满足了物联网的应用需求。

和其他几种计算模式的联系和区别

雾计算和现有的几种计算模式概念上有点相近，所以接下来重点介绍一下这几个计算模式，通过这些更加深入的理解雾计算概念及其在物联网中的地位。

首先，我们自然先从云计算谈起。

由于云计算的出现，计算技术进入了一个新时代。许多计算服务提供商例如谷歌、亚马逊、微软、IBM等等，将这种计算模式作为一种工具。他们通过基础架构即服务 (IaaS)、平台即服务(PaaS)、软件即服务 (SaaS)，同时处理企业和教育相关的问题。然而，大多数的云数据中心是集中化的，离终端的设备和用户较远。所以，实时性要求高的计算服务，需要远端的云数据中心的反馈，通常这样会引起长距离往返延时、网络拥塞、服务质量下降等问题。

为了解决这一问题，一种新的概念产生了，这就是 “边缘计算”。

边缘计算的初衷是为了将计算能力带向离数据源更近的地方。更准确一点说，边缘计算让数据在边缘网络处处理。边缘网络基本上由终端设备（例如移动手机、智能物品等等）、边缘设备（例如边界路由器、机顶盒、网桥、基站、无线接入点等等）、边缘服务器等构成。这些组件可以具有必要的性能，支持边缘计算。作为一种本地化的计算模式，边缘计算提供了对于计算服务需求更快的响应速度，通常情况下不将大量的原始数据发回核心网。然而，总体来说，边缘计算不需要会主动协助 IaaS,、PaaS、 SaaS和其他云服务，更多地专注于终端设备端。

综合“边缘”计算和“云”计算的概念，又会新引入几种计算模式，其中包括移动边缘计算（MEC）和移动云计算（MCC），作为云计算和边缘计算的扩充。

作为，边缘-中央计算模式，MEC已经在研究领域早有名声。MEC 被认为蜂窝基站模型的现代化演变的关键因素。它让边缘服务器和蜂窝基站相结合，可以和远程云数据中心连接或者断开。MEC 配合终端移动设备，支持网络中2或3级分层应用部署。另外，MEC旨在为用户带来自适应和更快初始化的蜂窝网络服务，提高网络效率。最近，MEC的一项显著应用就是支持5G通信。更加长远地说，它旨在灵活访问无线电网络信息，进行内容发布和应用部署。

MCC是计算领域另外一项趋势。由于智能移动设备的不断增多，如今的最终用户更喜欢在手持移动设备上运行相关服务，而不再是在传统的电脑上。然而，大多数的智能移动设备都受到能量、存储和计算资源的限制。所以在关键场景中，在移动设备以外的地方运行加强的应用，比在本地执行这些应用要更加的灵活。MCC提供必要的计算资源，支撑这些靠近终端用户的移动应用程序在远程执行。通常这些轻量级的云服务器，被称为（cloudlet）“小云片”，它处于边缘网络中。“小云片”和移动设备以及数据中心一起，为丰富的应用程序，搭建了三层应用部署平台。总体来说，MCC结合云计算、移动计算和无线应用通信技术，为移动用户提高服务质量，为网络运营商和云服务提供者，提供新业务机会。

回到雾计算，

类似MEC和MCC，雾计算也可以进行边缘计算。然而，除了边缘网络，雾计算也可以拓展到核心网络。更准确一点说，边缘和核心网络（例如核心路由器、区域服务器、广域网路开关等等）的组件都可以作为雾计算基础设施。相应地，多层应用程序部署和服务，需要通过雾计算能够轻易地观测数量巨大的物联网设备和传感器。另外，相对于“小云片”蜂窝网络边缘服务器来说，位于边缘网络的雾计算组件，离物联网终端设备和传感器更近。物联网设备和传感器分布密度很高，需要对于服务请求实时响应，所以要在物联网传设备和传感器附近，存储和处理物联网数据。服务延时对于实时物联网应用来说，需要尽可能最小化。和边缘计算不同的是，雾计算可以将基于云的服务例如IaaS、PaaS,、SaaS等等，拓展到网络边缘。

综合上述几个计算模式，雾计算相对于其他计算模型来说，是适应物联网结构的最佳选择。

参考资料

【1】Redowan Mahmud, Rajkumar Buyya. Fog Computing: A Taxonomy, Survey and Future Directions.

(文中相关图片来源自本篇论文)

（编辑：商洛站长网）

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