Fog Computing: Explicado en 5 minutos o menos

Algunos procesos industriales y empresariales son tan críticos que depender de la computación en nube ralentizará la productividad y la eficiencia de todo el sistema. En este caso, la informática de niebla acude a su rescate.

El espacio tecnológico cambia rápidamente y las nuevas tecnologías de la información dominan el mercado. Según el Ciclo Hype de Gartner 2022En la actualidad, muchas tecnologías relacionadas con la computación y el almacenamiento están dando mucho que hablar en poco tiempo. 

Por ejemplo, almacenamiento informático, plataformas industriales en nube, Ciberseguridad arquitectura de malla, etc., son algunas de ellas. En el funcionamiento de la nube en la industria, una tecnología emergente es la computación en la niebla. Crea un puente entre la rapidísima computación de borde y la computación en nube de velocidad intermedia. 

Si su empresa se dedica a tareas supercríticas que deben realizarse con rapidez y alta seguridad, entonces elige la computación de borde. Pero, ¿qué ocurre si el hardware de edge computing no puede procesar la cantidad de datos que producen las máquinas in situ? Se recurre a las redes de niebla.

Siga leyendo para aprender informática de niebla desde el nivel básico, junto con algunos recursos de aprendizaje adicionales de alta calidad para dominar la informática de niebla en el ámbito empresarial o profesional.   

¿Qué es la informática de niebla?

La computación en la niebla es una red descentralizada de infraestructura informática o procesos de procesamiento de datos en la que los recursos informáticos se encuentran entre el dispositivo o la fuente de datos y cualquier centro de datos central o de terceros. computación en nube infraestructura.

Cisco inventó el término informática de niebla en 2012 para definir una alternativa a la computación en nube que se mantendrá más cerca de las máquinas o aplicaciones donde la velocidad de procesamiento de datos debe ser más rápida, o el proceso puede ralentizarse o fallar. 

Más tarde, en 2015, los principales desarrolladores de hardware y software, como Intel, Microsoft, Dell Technologies, ARM Holdings y Cisco Systems, crearon el OpenFog Consortium para promover el crecimiento de la informática de niebla.

Actualmente, la informática de niebla es un nombre popular en nichos industriales donde el procesamiento de datos a alta velocidad debe realizarse en el borde de la red de la nube. Tiene algunos sinónimos, como los que se mencionan aquí: 

• Red de niebla
• Nebulización   

Las redes de niebla son un puente entre computación periférica y la computación en nube. Para ahorrar en costes de ancho de banda y aumentar la velocidad de procesamiento, los procesos de fabricación, domótica, sistemas de seguridad, etc. habilitados para IoT pueden desplegar una capa añadida de potencia computacional denominada fogging.

Esta capa informática dispondrá de almacenamiento, capacidad de procesamiento y aplicaciones analíticas. En función de un conjunto preconfigurado de instrucciones, los datos irán directamente a una infraestructura informática de niebla más cercana al dispositivo IoT o a los sensores que recopilan datos del entorno operativo. 

Es el mismo lugar donde guardas tu sistema de computación de borde. Así que puedes considerar que la computación de borde y la de niebla están más cerca la una de la otra, y que la computación en nube se queda mucho más lejos. 

Si la computación de borde no puede procesar los datos, los datos recogidos pasan a un sistema de red de niebla. Este procesará los datos e instruirá a los sistemas IoT con algunas decisiones. Más tarde, almacenará los datos procesados en la nube para archivarlos. 

¿Cómo funciona la informática de niebla?

Un marco de redes de niebla consta de varios componentes de hardware y funciones de software en función de su aplicación industrial. 

Suele incluir pasarelas informáticas que recogen datos de máquinas inteligentes y fuentes de datos in situ. Además, una red de niebla puede aceptar datos de varios puntos finales de recopilación como conmutadores y routers conectar activos digitales dentro de una red.

El principio de funcionamiento de un sistema informático de niebla consiste principalmente en transportar datos desde y hacia dispositivos IoT o sensores en un entorno IoT. A continuación se explica cómo tiene lugar la transferencia de datos durante la nebulización:

• Un controlador de automatización supervisa las señales de lectura de dispositivos IoT conectados en red, sensores y otras máquinas inteligentes.
• El controlador de automatización ejecuta una aplicación o algoritmo programado que, a su vez, automatiza el equipo IoT. 
• Este programa preconfigurado utiliza un servidor OPC Foundation estándar para transportar datos al siguiente dispositivo de la red de niebla. OPC Foundation también se conoce como Object Linking and Embedding for Process Control (OLEPC) u Open Platform Communications (OPC).
• El programa también puede utilizar cualquier otra pasarela.
• Una máquina convierte estos datos en un protocolo de datos que varios estándares de comunicaciones de Internet entienden, como HTTPS o MQTT (MQ Telemetry Transport).
• Ahora, la red de Internet o intranet puede enviar fácilmente los datos convertidos a uno o más nodos de niebla en el borde de la nube para su análisis.
• Los nodos de niebla ordenarán inmediatamente a los Dispositivos IoT sobre qué hacer analizando la señal ambiental.
• Posteriormente, el nodo de niebla almacena los datos en un servidor en la nube distante con fines de auditoría, análisis y archivo.

Veamos ahora brevemente la diferencia entre fog y edge computing.

Fog Computing Vs. Edge Computing

La principal diferencia entre las redes periféricas y las de niebla es la ubicación de la potencia informática. 

En la computación Edge, la capacidad de cálculo y de toma de decisiones podría estar integrada en el dispositivo IoT. Por ejemplo, las cámaras de seguridad inteligentes con capacidad de reconocimiento facial que están conectadas a una red de área local (LAN), así como a... almacenamiento en la nube.

A veces, múltiples dispositivos IoT más pequeños como actuadores, sensores de temperatura, sensores de fluidos, sensores de movimiento, etc., conectados a un concentrador de computación de borde son también posibles arquitecturas para una red de computación de borde.

Por el contrario, la informática de niebla coloca la inteligencia o la potencia de cálculo en la LAN mediante un nodo de niebla o un concentrador de niebla. El concentrador recoge las señales del mundo real procedentes de los dispositivos IoT y las procesa para, a continuación, indicar a las máquinas inteligentes conectadas lo que deben hacer. El nodo de niebla también se encarga de enviar los datos al servidor central en la nube para su análisis en profundidad, lo que no es crítico para la toma de decisiones en tiempo real.

Sin embargo, algunos expertos en IoT consideran que el fogging no es más que el estándar Cisco de edge computing.  

Fog Computing Vs. Cloud Computing

Ahora que puede pensar que la niebla y la computación en nube son muy similares, es importante conocer las diferencias entre computación en la niebla frente a computación en la nube.

La computación en nube crea un eje centralizado para todas las necesidades informáticas y de almacenamiento. Hace que una red sea poco inteligente. Por el contrario, las redes de niebla aportan inteligencia al borde de una red que también está conectada a una nube. 

Esta inteligencia de borde reduce la carga de la computación en nube y los recursos de Internet.  

Componentes de la informática de niebla

Diferentes empresas de IoT utilizan diferentes formas de configurar un sistema de redes de niebla. De ahí que se puedan encontrar múltiples arquitecturas en el ecosistema de redes de niebla. Sin embargo, los siguientes son los componentes comunes en cualquier arquitectura de niebla estándar: 

#1. Nodos virtuales y físicos

Se trata simplemente de dispositivos de usuario final, como teléfonos móviles o diversos sensores en una cadena de producción, altavoces inteligentesluces inteligentes, y muchos más que generan datos y ejecutan instrucciones.

#2. Dispositivos o nodos de niebla

Por lo general, se trata de servidores de niebla, pasarelas de niebla y dispositivos de niebla. Los dispositivos de niebla almacenan datos, mientras que una pasarela de niebla analiza los datos de varios dispositivos de niebla. Por último, las pasarelas de niebla se encargan de enrutar y redirigir los datos.  

#3. Servicios de control

Estas API garantizan que los nodos de niebla y los dispositivos IoT no se estanquen y estén siempre comunicados. 

#4. Programas informáticos

Estos programas se ejecutan en un servidor de niebla para filtrar, procesar, limpiar, reconstruir y, por último, almacenar los datos en la nube. 

#5. Sistemas de gestión de recursos

Funciona como unidad de equilibrio de carga y supervisa la utilización de todos los nodos de niebla. 

#6. Aplicaciones y herramientas de seguridad

El cifrado de datos en tránsito y en reposo siempre es necesario para garantizar la seguridad de la informática en la niebla. Estos componentes garantizan un cifrado robusto de los datos digitales. 

#7. GUI, software y aplicaciones

Se trata de aplicaciones y herramientas que los usuarios humanos u operadores de planta utilizan para controlar todo el sistema. 

¿Por qué y cuándo se necesita la informática de niebla?

La computación en la niebla permite a las empresas basadas en IoT ampliar sus operaciones. No pueden depender de la computación en la nube porque, cuando se produce un aumento del tráfico o de los usuarios, la computación en la nube puede fallar. 

La computación en nube es una buena fuente de potencia de cálculo, plataforma de programación y almacenamiento masivo de bajo coste. Sin embargo, no se puede confiar únicamente en la nube o la virtualización cuando se trata de procesos que requieren un nivel supercrítico de precisión y velocidad. 

Cuando se habla de latencia prácticamente cero en una fábrica o ciudad inteligente basada en sistemas IoT, hay que configurar uno o varios sistemas de redes de niebla en función del tamaño del entorno IoT.

Otras razones notables para aplicar la nebulización son:

• Sus sistemas IoT están recopilando demasiados datos, y usted no necesita todos estos datos. De ahí que la nebulización pueda ayudarle con la filtración de datos.
• Los equipos IIoT conectados en red deben reaccionar en menos de un milisegundo desde la detección de una anomalía. Esta velocidad solo puede alcanzarse con edge computing o fog computing.  

A continuación, exploremos las ventajas de la informática de niebla.

Ventajas de la informática de niebla

Descubra a continuación el potencial de las redes de niebla en la automatización inteligente de ciudades, hogares e industrias: 

Minimizar la latencia

Si la latencia es muy importante para su empresa, la informática de niebla es una opción ideal. Realiza el análisis de datos en un punto cercano a la fuente de datos. Por tanto, las empresas pueden esperar una latencia mínima en comparación con las demás tecnologías.

Especialmente en industrias como la manufacturera y la energética, donde cada segundo es valioso, las redes de niebla pueden ofrecer alertas más rápidas que garanticen una menor pérdida de tiempo.

Menor uso del ancho de banda

En la informática de niebla, el análisis de datos no implica trasladarlos a un servidor en la nube. Por tanto, no se necesita un gran ancho de banda de red. No solo reduce la dependencia de Internet, sino que también supone un menor coste para las empresas.

Aunque los dispositivos conectados siguen generando datos para su análisis, las tareas se realizan en el punto más cercano. Como resultado, la mayoría de los datos no necesitan transporte.

Privacidad

Aunque la privacidad de los datos es fundamental en el mundo actual, la informática de niebla se encarga de ello. Siempre que las empresas necesiten aplicar un cierto nivel de privacidad, pueden utilizar las redes de niebla. 

Todos los datos de misión crítica se analizan localmente mientras un equipo informático supervisa cuidadosamente el dispositivo y le presta asistencia. Solo los subconjuntos de datos que necesitan un análisis de nivel superior se envían al servidor en la nube.

Por esta razón, los datos procesados por la informática de niebla son comparativamente más seguros frente a los invasores de la privacidad.

Coste reducido

El coste suele ser una preocupación importante para todo tipo de organizaciones. Si optan por el fogging, el coste global para la empresa se reduce. Dado que este tipo de informática necesita menos ancho de banda de red, el coste operativo se reduce considerablemente.

Máxima seguridad

Todos los datos generados por el IoT deben protegerse de accesos no autorizados y ciberdelincuentes. En la informática de niebla, los nodos de niebla pueden supervisarse y protegerse utilizando los mismos controles y políticas que las empresas tienen para el resto de su entorno informático. Como resultado, los datos permanecen seguros en tránsito y en reposo.

Mejorar la fiabilidad

En la mayoría de los casos, los dispositivos IoT tienen que funcionar en condiciones ambientales difíciles. Las redes de niebla pueden mejorar la fiabilidad de los datos incluso en estas duras condiciones, al tiempo que reducen la necesidad de transmisión de datos a la nube.

Análisis en tiempo real

Las empresas que utilizan la informática de niebla también tienen acceso a análisis de datos en tiempo real. Pueden aprovechar esta característica para adelantarse a sus competidores.

Las empresas manufactureras y financieras necesitan tomar decisiones al instante utilizando datos analíticos. Pueden beneficiarse de la nebulización con su rápida transferencia de datos en tiempo real.

Recursos de aprendizaje

#1. Computación en la Niebla: Conceptos, marcos y aplicaciones

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Las siguientes son las características notables de este libro de tapa dura: 

• Introducción y fundamentos de la computación en la niebla
• Arquitectura de computación en niebla
• Evaluación de la informática de niebla en IoT
• Aprendizaje automático en informática de niebla
• Seguridad de la información en la informática de niebla
• Aplicaciones y herramientas de simulación de Fog Computing
• Diversas aplicaciones reales de la informática de niebla

#2. Fog Computing e Internet de las Cosas

Esta conferencia sobre Fog Computing e Internet de las Cosas tuvo lugar recientemente. Se centró en el tema emergente de la industria de TI.  

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Conclusión

La Internet de los objetos y la Internet industrial de los objetos están creciendo rápidamente. Según Statistahabía 8.600 millones de dispositivos IoT y IIoT dispositivos en 2019. La cifra aumentó a 15 140 millones en 2023. Una previsión cuidadosamente investigada por la misma empresa de análisis estadístico dice que el mundo verá aproximadamente 29.420 millones de dispositivos IoT activos en 2030.

Estos enormes números de dispositivos IoT en el hogar, municipios de ciudades inteligentes e industrias requerirán petabytes de ancho de banda de Internet si planean trabajar en infraestructuras de computación en nube. 

Por no mencionar que algunos procesos IoT críticos nunca alcanzarán una mayor velocidad de procesamiento si se ciñen a la nube. La computación en la niebla es una solución razonable entre la nube y el borde, y puede explorar oportunidades de negocio o puestos profesionales bien remunerados cuando aprenda y domine la computación en la niebla.

A continuación, consulte Recursos didácticos sobre Internet de las cosas (IoT) para principiantes.