Máy tính được hình thành như một kiến trúc biến đổi đẩy sự tính toán, lưu trữ và mạng gần hơn đến các nguồn dữ liệu -- đặc biệt là các thiết bị IoT -- hơn là chỉ dựa vào các trung tâm dữ liệu đám mây xa xôi. bằng cách đặt năng lượng xử lý ở các cạnh mạng lưới, máy tính sương mù giảm hiệu quả, bảo tồn các băng thông tin, và hỗ trợ các ứng thực tế làm cho các ứng dụng từ các thành phố thông minh tự động đến các phương tiện riêng. Tuy nhiên, triển khai một mạng lưới điện toán phân cấp tối thiểu đặt một tập hợp riêng biệt các thách thức kỹ thuật và hoạt động mà các tổ chức phải định hướng cẩn thận. Hiểu rõ các chướng ngại vật này và chiến lược là thiết yếu để xây dựng một hệ thống sương mù hoặc một hệ thống hạ tầng tầng áp dụng để mở rộng các thiết bị môi trường hạ tầng.

Bài này xem xét những thách thức hàng đầu khi triển khai mạng lưới điện toán sương mù, từ sự phức tạp về cơ sở hạ tầng đến sự an toàn và khả năng tương tác, rồi đưa ra những chiến lược có thể thực hiện để vượt qua những rào cản này và kết luận với việc xem xét nơi mà máy tính sương mù đang hướng đến.

Những thử thách then chốt trong việc tính toán toán toán toán

Triển khai mạng lưới sương mù bao gồm việc phối hợp một số lượng lớn hạch di truyền khác nhau lan truyền khắp các địa điểm vật lý khác nhau. hạn chế tài nguyên, yêu cầu kết nối, và hồ sơ an ninh khác với các trung tâm dữ liệu đám mây truyền thống. Những điều sau đây là những thách thức quan trọng nhất để dự đoán và giải quyết.

1. Độ phức tạp cấu trúc

Không giống như hệ thống mây tập trung, các nút sương mù phải được phân phối khắp nhiều địa điểm - sàn nhà, góc đường, xe cộ hoặc các vùng nông nghiệp xa xôi.

Ngoài phần cứng, việc quản lý cơ sở hạ tầng phân phối như thế là phức tạp. Khác với một nhóm dữ liệu đám mây, việc phóng sương mù có thể bao gồm hàng trăm hay hàng ngàn nút. Việc cung cấp, giám sát, cập nhật phần mềm, và gặp khó khăn tại quy mô đó đòi hỏi sự tự động hóa mạnh mẽ và phương pháp tiếp cận thành thục cho môi trường cạnh. Chi phí của việc nâng cấp vật lý và bảo trì có thể tăng nhanh chóng nếu không được lên kế hoạch. Hơn nữa, việc bảo đảm rằng mỗi nút có một nguồn cung cấp ổn định và hỗ trợ trong trường hợp có một lớp chi phí khác và đăng nhập thêm khó khăn về đăng nhập.

Mối quan tâm về sự an toàn và sự riêng tư

Dữ liệu được xử lý ở rìa, thường trên các thiết bị có khả năng tiếp cận vật lý cho những kẻ tấn công tiềm năng. giao tiếp giữa các nút sương mù, các thiết bị cạnh phải được đảm bảo kết thúc đến kết thúc, nhưng nhiều nút đen đã hạn chế tính toán mà hạn chế sử dụng các thuật toán mã hóa nặng.

Trong các ứng dụng như chăm sóc sức khỏe, giao thông thông thông minh, hoặc bán lẻ phân tích, dữ liệu nhạy cảm có thể được xử lý ở lớp sương mù. Các quy định như GDPR hay HIPAA áp đặt các yêu cầu nghiêm ngặt về dữ liệu địa phương hóa và xử lý. Các tổ chức phải sử dụng các quyền truy cập tốt, dữ liệu giải mã, và kiểm tra toán trên các hệ thống phân phối, điều này khó hơn nhiều so với việc áp đặt các chính sách trong một môi trường chặt chẽ kiểm soát đám mây.

3. Khả năng đối phó và tiêu chuẩn hóa

Hệ thống sương mù bị phân tán. Các nhà cung cấp các nền tảng riêng, giao thức, và ADIs, làm cho nó khó khăn để tích hợp các thiết bị và dịch vụ từ các nhà cung cấp khác nhau. thiếu các tiêu chuẩn được chấp nhận rộng rãi có nghĩa là các kỹ sư thường phải xây dựng các thiết bị thích nghi tùy chỉnh hoặc phần mềm trung gian để cho phép sự liên lạc giữa các thành phần. Điều này làm tăng thời gian phát triển và hoạt động trên đầu, và tạo ra các rủi ro khóa.

Những nỗ lực như Kiến trúc Tham chiếu OpenFog (nay là một phần của cơ cấu điện toán [FLT: 0] trong công nghiệp Internet và IEE 1934 đã cố gắng tiêu chuẩn hóa các khung máy tính sương mù, nhưng việc nhận dạng các thử thách không thay đổi. Những thách khó khăn về sự liên tục trong việc nâng cấp đa chiều, nơi mà cảm biến, cổng ra vào và phần mềm phân tích phải hoạt động một cách không thể giải mã. Không có sự chuẩn hóa, tổ chức thường xuyên phải đối mặt với một cuộc chiến để giữ cho sự tương thích giữa các chồng lên và phần mềm phát triển.

4. Sự dễ dàng và sự phục hồi mạng

Một trong những hứa hẹn chính của máy tính sương mù là cực chậm ứng dụng thời gian thực, chẳng hạn như tự động lái xe hoặc kiểm soát tiến trình công nghiệp. Tuy nhiên, đạt được sự ổn định thấp nhất định trong một mạng phân phối, sự phân phối không mấy quan trọng. Sự ngắt quãng mạng, tắc nghẽn mạng, hay giới hạn băng thông có thể gây ra sự chậm trễ, đặc biệt khi liên kết hậu phân phối tới sự phối hợp hay sao lưu dữ liệu.

Nếu không có nút này, chúng ta có thể tự tạo ra các nút có thể bị hỏng hoặc bị ngắt kết nối do mất điện hay bị hư hại về thể chất. Trong hệ thống then chốt, một lỗi nút không nên làm giảm hiệu suất tổng thể, nhưng thiết kế độ mơ hồ vượt quá các nút phân tán địa lý cũng tăng độ phức tạp. Kết nối đáng tin cậy cũng phụ thuộc vào chất lượng của cơ sở hạ tầng mạng địa phương - hay hệ thống điện thoại di động (5G), hoặc kết nối - có nhiều nơi được lắp đặt. Đối với các nút di động (v. d. trên máy bay, hoặc trên máy bay không người lái) thì việc duy trì sự kết nối bền vững còn khó khăn hơn.

5 Các công cụ và quản lý tài nguyên

Những nút này thường ít mạnh hơn máy chủ mây, với CPU, bộ nhớ và lưu trữ hạn chế. Chúng phải chạy dịch vụ phân tích, lưu trữ và giao tiếp địa phương trong khi rời khỏi phòng để nạp đạn công việc trong tương lai. Để giảm thiểu những nguồn tài nguyên hạn chế này giữa các nhiệm vụ cạnh tranh cần sự sắp xếp thông minh - một điều gì đó vẫn còn là một khu vực nghiên cứu hoạt động. Việc phân tích có thể dẫn đến lãng phí, trong khi việc phân tích lại gây ra sự suy thoái hiệu quả và bỏ sót SLAs.

Điều khiển toàn bộ cuộc sống của các ứng dụng sương mù -- năng nổ, cập nhật, nâng cao, và nghỉ hưu -- và nghỉ hưu --có khả năng hàng ngàn nút là một thách thức của DevOps của thứ nhất. công cụ phối hợp đám mây truyền thống (Kubernetes, Docker Swarm) thường cho rằng nguồn tài nguyên dồi dào và liên kết không phải là trường hợp của nhiều cuộc khởi động sương mù. dàn dựng các công cụ công cụ nhẹ và chức năng như là một dịch vụ phù hợp cho các nguồn tài nguyên đang tăng lên, nhưng họ chưa trưởng thành thục.

Chiến đấu để vượt qua thử thách

Dù những thử thách này rất khó vượt qua, nhưng chúng không phải là không thể vượt qua được, nhưng là sự kết hợp giữa việc lên kế hoạch cẩn thận, việc chấp nhận những tiêu chuẩn mới nổi và đầu tư vào những công cụ đúng đắn có thể giúp cho mạng lưới sương mù thành công.

Khung bảo mật Robust làm việc

Các tổ chức nên áp dụng phương pháp phòng thủ- trong chế độ phòng thủ bao gồm các mô- đun an ninh dựa trên phần cứng (SPM, bản sao bảo mật), xác thực mạnh bằng cách sử dụng chứng nhận hoặc danh tính dựa trên đường băng, và mã hóa cuối cùng để chấm dứt ngay cả cho giao tiếp máy móc- máy tính. Dữ liệu nên được phân loại, và dữ liệu nhạy cảm về tính cá nhân nên được xử lý càng gần với nguồn càng tốt (có thể) trên thiết bị cạnh (để giảm thiểu sự phơi nhiễm. Việc kiểm tra thường xuyên và phát hiện tự động đe dọa toàn bộ các thông tin về toàn bộ hoạt động của toàn bộ trang web. Để có thể hướng dẫn thêm, [F] Cơ bản đồ bảo mật [T] cung cấp thông tin: 0] cho thiết bị: 0T] khả năng: bản đồ bảo mật [F] tốt hơn cho sương mù.

tích cực tham gia vào các nỗ lực tiêu chuẩn hóa

Để giảm đau không thể chịu đựng, các tổ chức nên chấp nhận tiêu chuẩn mở và hệ thống APIs ở bất cứ nơi nào có thể. Tham gia vào các liên kết công nghiệp như Consortium công nghiệp hoặc Constorium (Consortium) cạnh (Consortium) giúp định hình tiêu chuẩn tương lai và đảm bảo rằng các bản đồ nội bộ tương lai tương lai tương ứng với hệ sinh thái rộng hơn. Khi chọn phần cứng và phần mềm, giải pháp ưu tiên được xây dựng trên các giao thức chuẩn (MQTT, OPC, HTTP, HTTP/2) và cung cấp các ATI linh hoạt để tích hợp. Việc này giảm rủi ro của việc sử dụng khóa và đơn giản hóa tương lai nâng cấp nâng cấp các bản nâng cấp hệ thống nâng cấp hệ thống định vị di trú hay di trú.

Thiết kế cấu trúc dao động và phục hồi

Cơ sở hạ tầng với khả năng dự phòng: triển khai nhiều nút sương mù trong vùng bảo mật chồng chéo nhau, sử dụng các đường dẫn mạng đa dạng, và bao gồm cả nguồn dự phòng. Đối với ứng dụng phụ nghiêm trọng, hãy xem xét sử dụng mạng định thời gian (TSN) trên các liên kết đã được nối hoặc 5G trên không dây. Việc bật trình điều khiển vật lý nên được tăng cường hay thay thế nút không làm hỏng toàn bộ hệ thống. Cần mở rộng các thao tác mã hoá phụ, với sự sắp xếp tự động và cấu hình cấu hình bằng các công cụ như Acible hoặc SaltSack thích ứng với môi trường.

Quản lý các quỹ và quản lý tài nguyên thông minh

Khung điều hòa nhẹ được thiết kế cho nút cạnh được đào tạo bởi tài nguyên, như K3s (một bộ phát tán nhẹ) hay EdgeX. Các chính sách thay thế bộ phận quản lý tập hợp năng lượng tự động dựa trên các nguồn tài nguyên có sẵn, và các yêu cầu độ phân giải dữ liệu địa phương. Dùng mô hình dàn hợp phân loại bậc (nơi mà một dàn nhạc trung tâm quản lý bộ hợp lý khu vực, mà trong đó việc quản lý các nút vùng, có thể quản lý các điểm tập trung hơn cách tiếp cận. Theo dõi và phân tích hệ thống nên cung cấp gần như thời gian để tạo ra tài nguyên không có tính năng, và hiệu suất hoạt động.

Tương lai nhìn ra

Khi mạng 5G trở nên phổ biến hơn và giá phần cứng giảm, máy tính sương mù có thể trở thành một cấu trúc chuẩn cho nhiều ứng dụng IT và thời gian thực. Tiếp tục nghiên cứu thành các thiết kế an ninh nhỏ, cấu trúc tham chiếu chuẩn, và công cụ phối hợp mạnh là quan trọng.

Các tổ chức mà bắt đầu giải quyết những thách thức này bây giờ - bắt đầu với việc triển khai cơ sở hạ tầng, an ninh và sự tương tác - sẽ được đặt vị trí tốt hơn để tăng cường mạng lưới sương mù một cách tự tin. kết quả là quan trọng: tiết kiệm thấp hơn, băng thông, tăng cường sự riêng tư, và khả năng vận hành các ứng dụng thông minh nơi dữ liệu được sinh ra.

Để đọc thêm về các giải pháp sương mù kiến trúc, Mở tài liệu ) đưa ra [Fsortium ) (nay là một phần của IIC) là một nguồn tài nguyên quý giá, cũng như sự hướng dẫn thực tiễn trong ) tài liệu ) đưa ra ).