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フォグコンピューティング[1] [2]またはフォグネットワーキングはフォギング[3] [4]とも呼ばれ、エッジデバイスを使用して大量の計算（エッジコンピューティング）、ストレージ、および通信をローカルで実行し、インターネットバックボーンを介してルーティングするアーキテクチャです。
コンセプト
2011 年には、膨大な数の IoT デバイスと大量のデータに対応し、リアルタイムで低遅延のアプリケーションを実現するために、クラウド コンピューティングをフォグ コンピューティングで拡張する必要性が浮上しました。[5]フォグ コンピューティングはエッジ コンピューティングとも呼ばれ、多数の「周辺」デバイスがクラウドに接続する分散コンピューティングを対象としています。「フォグ」という言葉は、クラウドのような特性を持ちますが、「地上」、つまり IoT デバイスに近いことを意味します。[6]これらのデバイスの多くは、大量の生データ (センサーなどから) を生成しますが、このすべてのデータをクラウドベースのサーバーに転送して処理するのではなく、フォグ コンピューティングの背後にある考え方は、データ生成デバイスと同じ場所にあるコンピューティング ユニットを使用して可能な限り多くの処理を行い、生データではなく処理済みデータを転送して帯域幅要件を削減することです。もう 1 つの利点は、処理されたデータは、データを生成したデバイスによって必要になる可能性が最も高いため、リモートではなくローカルで処理することで、入力と応答の間の遅延が最小限に抑えられることです。このアイデアはまったく新しいものではありません。クラウド コンピューティング以外のシナリオでは、レイテンシを削減し、CPU の負担を軽減するために、専用のハードウェア (高速フーリエ変換を実行する信号処理チップなど) が長い間使用されてきました。
フォグ ネットワーキングは、コントロール プレーンとデータ プレーンで構成されています。たとえば、データ プレーンでは、フォグ コンピューティングにより、データ センター内のサーバーではなく、ネットワークのエッジにコンピューティング サービスを配置できます。クラウド コンピューティングと比較して、フォグ コンピューティングでは、エンド ユーザーとクライアントの目的 (運用コスト、セキュリティ ポリシー、[7]リソースの活用など) への近接性、密集した地理的分散とコンテキスト認識 (コンピューティング リソースと IoT リソースに関するもの)、レイテンシの削減とバックボーン帯域幅の節約を重視し、より優れたサービス品質(QoS) [8]とエッジ分析/ストリーム マイニングを実現し、優れたユーザー エクスペリエンス[9]と障害時の冗長性を実現します。また、生活支援シナリオでも使用できます。 [10] [11] [12] [13] [14] [15]
フォグネットワーキングは、人間が日常的に使用するデバイスのほとんどが相互に接続されるモノのインターネット（IoT）の概念をサポートします。例としては、電話、ウェアラブル健康モニタリングデバイス、コネクテッドカー、Google Glassなどのデバイスを使用した拡張現実などがあります。[16] [17] [18] [19 ] [20] IoTデバイスはリソースが制限されていることが多く、暗号化計算を実行するための計算能力が限られています。フォグノードは、代わりにこれらの暗号化計算を実行することで、IoTデバイスのセキュリティを提供できます。[21]
米海軍の一部門であるSPAWARは、固定式と移動式の両方の戦略的軍事資産を保護するために、拡張可能で安全な中断耐性メッシュネットワークの試作とテストを行っています。メッシュノードで実行されている機械制御アプリケーションは、インターネット接続が失われたときに「引き継ぎ」ます。使用例には、スマートドローンの群れなどのモノのインターネットが含まれます。 [22]
メルボルン大学は、エッジ/フォグとOracle Cloud Infrastructureを使用してデータをリアルタイムで処理するプロジェクトFogBus 2を通じて、カメラ、ECGデバイス、ラップトップ、スマートフォン、IoTデバイスからのデータの収集と処理の課題に取り組んでいます。[23]
ISO/IEC 20248は、自動識別データキャリア（AIDC）、バーコード、RFIDタグを使用したエッジコンピューティングによって識別されたオブジェクトのデータを、AIDCタグが移動した後でも、「フォグ」内および「エッジ」上で読み取り、解釈、検証し、利用できるようにする方法を提供します。[24]
歴史
「フォグコンピューティング」という用語は、2012年にシスコによって初めて開発されました。[25] 2015年11月19日、シスコシステムズ、ARMホールディングス、デル、インテル、マイクロソフト、プリンストン大学は、フォグコンピューティングへの関心と開発を促進するためにOpenFogコンソーシアムを設立しました。 [26]シスコのシニアマネージングディレクターであるヘルダーアントゥネス氏がコンソーシアムの初代会長に就任し、インテルのチーフIoTストラテジストであるジェフフェダーズ氏が初代会長に就任しました。[27]
意味
クラウドコンピューティングとフォグコンピューティングはどちらも、エンドユーザーにストレージ、アプリケーション、データを提供します。しかし、フォグコンピューティングはエンドユーザーに近いため、地理的に広く分布しています。[28]
「クラウドコンピューティング」とは、ローカルサーバーやパソコンではなく、インターネット上でホストされているリモートサーバーのネットワークを使用してデータを保存、管理、処理する手法です。[29]
エッジ コンピューティングまたはフォギングとも呼ばれるフォグ コンピューティングは、エンド デバイスとクラウド コンピューティング データ センター間のコンピューティング、ストレージ、およびネットワーク サービスの運用を容易にします。
アメリカ国立標準技術研究所は、 2018 年 3 月に、シスコの商用用語の多くを採用したフォグ コンピューティングの定義を NIST 特別出版物 500-325「フォグ コンピューティング概念モデル」として発表しました。この定義では、フォグ コンピューティングを、スマート エンド デバイスと従来のクラウドコンピューティングまたはデータ センターの間にある水平、物理、または仮想のリソース パラダイムと定義しています。[6]このパラダイムは、ユビキタス、スケーラブル、階層化、フェデレーション、分散コンピューティング、ストレージ、およびネットワーク接続を提供することで、垂直に分離された遅延の影響を受けやすいアプリケーションをサポートします。したがって、フォグ コンピューティングは、エッジからの距離によって最も区別されます。フォグ コンピューティングの理論モデルでは、フォグ コンピューティング ノードは、エッジ ノードと集中型クラウドの間で物理的および機能的に動作します。[30]「スマート」などの主要なアーキテクチャ用語を含む用語の多くは定義されておらず、フォグ コンピューティングとエッジ コンピューティングの区別は一般的に合意されていません。
エッジコンピューティングとクラウドコンピューティングの違い
エッジコンピューティングは通常、サービスがインスタンス化される場所を指しますが、フォグコンピューティングは、エンドユーザーが制御するデバイスやシステム上またはその近くに通信、計算、ストレージリソース、およびサービスを分散することを意味します。[31] [32]フォグコンピューティングは、中程度の重さで中間レベルのコンピューティングパワーです。[33]フォグコンピューティングは、クラウドコンピューティングの代替品ではなく、補完物として機能することがよくあります。[34]フォグコンピューティングは、クラウドコンピューティングよりもエネルギー効率に優れています。[35]
標準
IEEEはOpenFogコンソーシアムが提案したフォグコンピューティング標準を採用した。[36]
参照
参考文献
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