L'informatique en nuage (Fog Computing) : Expliqué en 5 minutes ou moins

Certains processus industriels et commerciaux sont si critiques que le recours à l’informatique en nuage ralentira la productivité et l’efficacité de l’ensemble du système. Dans ce cas, le fog computing vient à votre rescousse.

L’espace technologique évolue rapidement et les nouvelles technologies de l’information dominent le marché. Selon le Gartner Hype Cycle 2022, de nombreuses technologies liées à l’informatique et au stockage font actuellement l’objet d’un engouement massif sur une courte période.

Par exemple, le stockage informatique, les plateformes industrielles en nuage, l’architecture maillée de cybersécurité, etc. Dans le domaine de l’informatique en nuage, une technologie émergente est l’informatique en nuage (Fog computing). Elle crée un pont entre l’informatique de périphérie ultra-rapide et l’informatique en nuage à vitesse intermédiaire.

Si votre entreprise s’occupe de tâches supercritiques qui doivent être exécutées rapidement avec un haut niveau de sécurité, vous choisirez l’informatique de pointe. Mais que se passe-t-il si le matériel d’informatique de périphérie ne peut pas traiter la quantité de données que les machines produisent sur place ? Vous utilisez le réseau de brouillard.

Poursuivez votre lecture pour vous familiariser avec le fog computing à partir du niveau de base, ainsi qu’avec des ressources d’apprentissage complémentaires de grande qualité pour maîtriser le fog computing dans le cadre d’une activité professionnelle ou d’une entreprise.

Qu’est-ce que l’informatique en nuage ?

Le fog computing est un réseau décentralisé d’infrastructures informatiques ou de processus de traitement de données dans lequel les ressources informatiques sont situées entre l’appareil ou la source de données et un centre de données central ou une infrastructure informatique en nuage tierce.

Cisco a inventé le terme “fog computing” en 2012 pour définir une alternative à l’informatique en nuage qui resterait plus proche des machines ou des applications pour lesquelles la vitesse de traitement des données doit être plus rapide, faute de quoi le processus risque de ralentir ou d’échouer.

Plus tard, en 2015, les principaux développeurs de matériel et de logiciels comme Intel, Microsoft, Dell Technologies, ARM Holdings et Cisco Systems ont créé l’OpenFog Consortium pour promouvoir la croissance du fog computing.

Actuellement, l’informatique dans le brouillard est un nom populaire dans les niches industrielles où le traitement des données à grande vitesse doit être effectué à la périphérie du réseau en nuage. Il a quelques synonymes, comme mentionné ici :

• Réseau de brouillard
• Brouillard

Le réseau de brouillard est un pont entre l’informatique en périphérie et l’informatique en nuage. Pour économiser sur les coûts de la bande passante et augmenter la vitesse de traitement, les processus de fabrication, la domotique, les systèmes de sécurité, etc. basés sur l’IdO peuvent déployer une couche supplémentaire de puissance de calcul appelée fogging.

Cette couche de calcul disposera d’un stockage, d’une capacité de traitement et d’applications d’analyse. En fonction d’un ensemble d’instructions préconfigurées, les données iront directement à une infrastructure informatique de brouillard plus proche de l’appareil IoT ou des capteurs qui collectent les données de l’environnement opérationnel.

C’est au même endroit que vous conservez votre système informatique périphérique. Vous pouvez donc considérer que l’edge computing et le fog computing sont plus proches l’un de l’autre, tandis que l’informatique en nuage reste beaucoup plus éloignée.

Si l’informatique de périphérie ne peut pas traiter les données, les données collectées sont transmises à un système de réseau de brouillard. Ce dernier traitera les données et donnera des instructions aux systèmes IdO pour qu’ils prennent des décisions. Plus tard, il stockera les données traitées dans le nuage à des fins d’archivage.

Comment fonctionne l’informatique en brume ?

Un cadre de réseau de brouillard est constitué de divers composants matériels et fonctions logicielles en fonction de son application industrielle.

Il comprend souvent des passerelles informatiques qui collectent des données à partir de machines intelligentes et de sources de données sur site. En outre, un réseau de brouillard peut accepter des données provenant de divers points de collecte, tels que des commutateurs et des routeurs reliant des actifs numériques au sein d’un réseau.

Le principe de fonctionnement d’un système de fog computing consiste principalement à transporter des données depuis et vers des dispositifs IoT ou des capteurs dans un environnement IoT. Voici comment se déroule le transfert de données pendant le brouillard :

• Un contrôleur d’automatisation surveille les signaux de lecture provenant des dispositifs IoT en réseau, des capteurs et d’autres machines intelligentes.
• Le contrôleur d’automatisation exécute une application ou un algorithme programmé qui, à son tour, automatise l’équipement IdO.
• Ce programme préconfiguré utilise un serveur OPC Foundation standard pour transporter les données vers l’appareil suivant dans le pipeline du réseau de brouillard. OPC Foundation est également connu sous le nom de Object Linking and Embedding for Process Control (OLEPC) ou Open Platform Communications (OPC).
• Le programme peut également utiliser d’autres passerelles.
• Une machine convertit ces données en un protocole de données que diverses normes de communication internet comprennent, comme HTTPS ou MQTT (MQ Telemetry Transport).
• Le réseau internet ou intranet peut alors facilement envoyer les données converties à un ou plusieurs nœuds de brouillard situés à la périphérie du nuage pour analyse.
• Les nœuds de brouillard indiquent immédiatement aux appareils IoT connectés ce qu’ils doivent faire en analysant le signal environnemental.
• Plus tard, le nœud de brouillard stocke les données sur un serveur cloud distant à des fins d’audit, d’analyse et d’archivage.

Voyons maintenant la différence entre le fog computing et l’edge computing.

Informatique en brume Vs. Edge Computing

La principale différence entre le réseau périphérique et le réseau de brouillard est l’emplacement de la puissance de calcul.

Dans l’Edge Computing, la puissance de calcul et de décision peut être intégrée à l’appareil IoT. Par exemple, des caméras de sécurité intelligentes capables de reconnaissance faciale et connectées à un réseau local (LAN) ainsi qu’à un stockage en nuage.

Parfois, plusieurs dispositifs IdO plus petits tels que des actionneurs, des capteurs de température, des capteurs de fluide, des capteurs de mouvement, etc. connectés à un concentrateur informatique périphérique constituent également une architecture possible pour un réseau informatique périphérique.

À l’inverse, le fog computing place l’intelligence ou la puissance de calcul sur le réseau local à l’aide d’un nœud de fog ou d’un hub de fogging. Le concentrateur recueille les signaux du monde réel provenant des appareils IoT et des processus, puis indique aux machines connectées et intelligentes ce qu’elles doivent faire. Le nœud de brouillard est également chargé d’envoyer des données au serveur central en nuage pour une analyse approfondie, ce qui n’est pas essentiel pour la prise de décision en temps réel.

Toutefois, certains experts de l’IdO considèrent que le fogging n’est que la norme Cisco de l’informatique périphérique.

L’informatique en brume par rapport à l’informatique en nuage Informatique en nuage

Maintenant que vous pensez que le brouillard et l’informatique en nuage sont très similaires, il est important de connaître les différences entre l’informatique en brouillard et l’informatique en nuage.

L’informatique en nuage crée un centre centralisé pour tous les besoins de calcul et de stockage. Il rend le réseau inintelligent. À l’inverse, le fog networking apporte de l’intelligence à la périphérie d’un réseau qui est également connecté à un nuage.

Cette intelligence en périphérie réduit la charge sur l’informatique en nuage et les ressources internet.

Composants de l’informatique en brume

Les entreprises spécialisées dans l’IdO utilisent des méthodes différentes pour mettre en place un système de réseau de brouillard. Vous pouvez donc trouver de multiples architectures dans l’écosystème du fog networking. Cependant, les composants communs à toute architecture de fogging standard sont les suivants :

#1. Nœuds virtuels et physiques

Il s’agit simplement de dispositifs d’utilisateurs finaux tels que des téléphones portables, divers capteurs dans une chaîne de production, des haut-parleurs intelligents, des lumières intelligentes et bien d’autres encore qui génèrent des données et exécutent des instructions.

#2. Dispositifs ou nœuds de brouillard

Il s’agit généralement de serveurs de brouillard, de passerelles de brouillard et de dispositifs de brouillard. Les dispositifs de brouillard stockent les données, tandis qu’une passerelle de brouillard analyse les données provenant de plusieurs dispositifs de brouillard. Enfin, les passerelles de brouillard se chargent de l’acheminement et du réacheminement des données.

#3. Services de surveillance

Ces API permettent de s’assurer que les nœuds de brume et les appareils IoT ne sont pas bloqués et qu’ils communiquent en permanence.

#4. Programmes de traitement des données

Ces programmes s’exécutent sur un serveur de brouillard pour filtrer, traiter, nettoyer, reconstruire et enfin stocker les données sur le cloud.

#5. Systèmes de gestion des ressources

Il sert d’unité d’équilibrage de la charge et supervise l’utilisation de tous les nœuds du brouillard.

#6. Applications et outils de sécurité

Le cryptage des données en transit et au repos est toujours nécessaire pour garantir la sécurité de l’informatique en nuage. Ces composants assurent un cryptage robuste des données numériques.

#7. Interface graphique, logiciels et applications

Il s’agit d’applications et d’outils que les utilisateurs humains ou les opérateurs d’usine utilisent pour contrôler l’ensemble du système.

Pourquoi et quand avez-vous besoin de l’informatique en nuage ?

L’informatique en nuage permet aux entreprises basées sur l’IdO d’accroître leurs activités. Elles ne peuvent pas compter sur l’informatique en nuage, car lorsque vous constatez une augmentation du trafic ou du nombre d’utilisateurs, l’informatique en nuage risque de tomber en panne.

L’informatique en nuage est une bonne source de puissance de calcul, de plateforme de programmation et de stockage de masse à faible coût. Cependant, vous ne pouvez pas vous contenter de l’informatique en nuage ou de la virtualisation lorsqu’il s’agit de processus nécessitant un niveau supercritique de précision et de rapidité.

Pour obtenir une latence quasi nulle dans une usine ou une ville intelligente basée sur un système IoT, vous devez mettre en place un ou plusieurs systèmes de réseau de brouillard en fonction de la taille de l’environnement IoT.

Voici d’autres raisons notables de mettre en œuvre le fogging :

• Vos systèmes IoT collectent trop de données, et vous n’avez pas besoin de toutes ces données. Par conséquent, le fogging peut vous aider à filtrer les données.
• Les équipements IIoT en réseau doivent réagir dans la milliseconde qui suit la détection d’une anomalie. Une telle vitesse ne peut être atteinte qu’avec l’edge computing ou le fog computing.

Ensuite, explorons les avantages du fog computing.

Avantages de l’informatique en nuage

Découvrez ci-dessous le potentiel du réseau de brouillard dans l’automatisation des villes intelligentes, de la maison et de l’industrie :

Minimiser la latence

Si le temps de latence est très important pour votre entreprise, le fog computing est un choix idéal. Il effectue l’analyse des données à un point proche de la source de données. Par conséquent, les entreprises peuvent s’attendre à une latence minimale par rapport aux autres technologies.

En particulier dans des secteurs comme la fabrication et l’énergie, où chaque seconde est précieuse, le réseau de brouillard peut offrir des alertes plus rapides, ce qui permet de réduire les pertes de temps.

Moins d’utilisation de la bande passante

Dans l’informatique en nuage, l’analyse des données n’implique pas le déplacement des données vers un serveur en nuage. Il n’est donc pas nécessaire d’utiliser une grande quantité de bande passante. Cela réduit non seulement la dépendance à l’égard de l’internet, mais aussi les coûts pour les entreprises.

Bien que les appareils connectés continuent de générer des données à analyser, les tâches sont effectuées au point le plus proche. Par conséquent, la plupart des données n’ont pas besoin d’être transportées.

Confidentialité

Si la confidentialité des données est essentielle dans le monde actuel, le fog computing s’en charge. Lorsque les entreprises ont besoin d’appliquer un certain niveau de confidentialité, elles peuvent utiliser le réseau de brouillard.

Toutes les données critiques sont analysées localement, tandis qu’une équipe informatique supervise et soutient attentivement le dispositif. Seuls les sous-ensembles de données nécessitant une analyse de plus haut niveau sont envoyés au serveur en nuage.

C’est pourquoi les données traitées par l’informatique en nuage sont comparativement plus sûres contre les envahisseurs de la vie privée.

Réduction des coûts

Le coût est souvent une préoccupation majeure pour tous les types d’organisations. Si elles optent pour l’informatique en nuage, le coût global pour l’entreprise sera réduit. Comme ce type d’informatique nécessite moins de bande passante, les coûts d’exploitation sont considérablement réduits.

Sécurité maximale

Toutes les données générées par l’IoT doivent être protégées contre les accès non autorisés et les cybercriminels. Dans le cadre du fog computing, les nœuds de fog peuvent être surveillés et protégés à l’aide des mêmes contrôles et politiques que ceux dont disposent les entreprises pour le reste de leur environnement informatique. Ainsi, les données restent en sécurité en transit et au repos.

Améliorez la fiabilité

Dans la plupart des cas, les appareils IoT doivent fonctionner dans des conditions environnementales difficiles. La mise en réseau par brouillard peut améliorer la fiabilité des données, même dans ces conditions difficiles, tout en réduisant le besoin de transmission des données vers le cloud.

Analyse en temps réel

Les entreprises qui utilisent l’informatique en brouillard ont également accès à l’analyse des données en temps réel. Elles peuvent tirer parti de cette caractéristique pour garder une longueur d’avance sur leurs concurrents.

Les entreprises manufacturières et financières ont besoin de prendre des décisions instantanées en utilisant des données analytiques. Elles peuvent bénéficier de l’informatique en brume grâce au transfert rapide de données en temps réel.

Ressources pédagogiques

#1. Fog Computing : Concepts, cadres et applications

Vous cherchez un livre de type manuel pour apprendre le fogging des niveaux de base aux niveaux avancés ? Essayez ce livre sur l’informatique dans le brouillard, publié par CRC Press sur Amazon.

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Les points suivants sont les caractéristiques notables de ce livre à couverture rigide :

• Introduction et bases du Fog computing
• Architecture de l’informatique en brume
• Évaluation de l’informatique en brume dans l’IdO
• L’apprentissage automatique dans le fog computing
• Sécurité de l’information dans le fog computing
• Applications et outils de simulation de l’informatique dans le brouillard
• Diverses applications du fog computing dans le monde réel

#2. L’informatique dans le brouillard et l’internet des objets

Cette conférence sur l’informatique dans le brouillard et l’internet des objets a eu lieu récemment. Il a ciblé le sujet émergent de l’industrie des technologies de l’information.

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Ce livre de synthèse de la conférence informatique est disponible sur Amazon en version reliée et en version brochée.

Conclusion

L’internet des objets et l’internet industriel des objets se développent rapidement. Selon Statista, il y avait 8,6 milliards d’appareils IoT et IIoT actifs en 2019. Ce chiffre est passé à 15,14 milliards en 2023. Une prévision soigneusement étudiée par la même société d’analyse statistique indique que le monde comptera environ 29,42 milliards d’appareils IoT actifs d’ici 2030.

Ce nombre considérable d’appareils IoT à la maison, dans les villes intelligentes et dans les industries nécessitera des pétaoctets de bande passante internet s’ils prévoient de travailler sur une infrastructure informatique en nuage (cloud computing).

Sans compter que certains processus IoT critiques n’atteindront jamais une vitesse de traitement plus rapide s’ils s’en tiennent à l’informatique en nuage. L’informatique en nuage est une solution raisonnable entre le nuage et la périphérie, et vous pouvez explorer des opportunités commerciales ou des postes professionnels bien rémunérés lorsque vous apprenez et maîtrisez l’informatique en nuage.

Ensuite, consultez les ressources d’apprentissage de l’internet des objets (Id O) pour les débutants.