Når ikke alt kan gjøres i skyen: Dette er «fog»- og «edge computing»

Fremveksten av tingenes internett (IoT – Internet of Things) spås av mange eksperter å få enorm betydning de neste årene. For eksempel mener analyseselskapet Gartner at IoT er en av topp 10 strategiske it-trender for 2017, mens Cisco estimerer at rundt 50 milliarder IoT-enheter vil være koblet til nettet innen 2020. Gartner opererte med et tall på 6,4 milliarder IoT-enheter i 2016, mens IDC opererte med et tall på 9 milliarder.

Her i Norge satser både Telenor og Telia mye på IoT, og blant annet har Telia lansert en egenutviklet plattform for det som kalles NB IoT – Narrowband Internet of Things. Tanken er at et stort antall sensorer rundt omkring skal kunne sende fra seg informasjon om alt mulig – for eksempel om posisjon, temperatur, måling av for eksempel luftkvalitet, eller andre ting. IoT-begrepet omfatter imidlertid nesten alt av duppeditter som er koblet til internett – for eksempel robotstøvsugere, overvåkingskameraer, biler og mye annet.

Enorme datamengder genererer mye trafikk i nettet

Alle disse IoT-enhetene kan potensielt generere enorme datamengder, ikke minst når data skal samles inn fra mange ulike enheter og så behandles. Og selv om datamengden fra hver enhet kanskje ikke er all verden, blir det mye data når man har milliarder av IoT-enheter verden over.

Det at store datamengder skal overføres fra IoT-enheter og behandles «i skyen» – altså på en server ett eller annet sted – kan bety en unødvendig stor belastning på nettet. I tillegg kan responstiden bli unødvendig lang. Mye lengre enn eksempelvis visjonene for 5G, som opererer med ett millisekund og kortere svartid.

Ett eksempel kan være fremtidens avanserte biler (kanskje selvkjørende) som er fylt med hundrevis av ulike sensorer som overvåker motor, bremser, ulike feil, og så videre. Dataene fra alle disse sensorene må behandles av en datamaskin, men selv om bilen kanskje alltid er tilkoblet «skyen» er det ikke fornuftig at sensordataene sendes til skyen for å bli behandlet, og så resultatene tilbake igjen. Det tar rett og slett for mye tid.

Det er her «edge computing» eller «fog computing» kommer inn i bildet. De to begrepene betyr noenlunde det samme, men fog computing er det begrepet Cisco har valgt å bruke. Ved å plassere datakraft i ytterkanten av nettverket – nær IoT-enhetene – kan de mest tidssensitive dataene behandles der, i stedet for at store mengder data skal sendes til skyen. I stedet kan kun utvalgte data sendes tilbake til skyen for lagring eller ytterligere analyser.

– Med de enorme datamengdene disse enhetene og sensorene vil generere etter hvert, blir det ikke mulig eller hensiktsmessig å analysere alt i skyen. Vi må gjøre det nærmere enhetene. Det vil være dumt å laste opp all trafikk og informasjon som vil bli skapt i tingenes internett, uttalte Ciscos tidligere teknologidirektør Nils Ove Gamlem til digi.no for en tid tilbake.

– Dagens skymodeller er ikke laget for IoT

Cisco mener at IoT krever en helt ny form for infrastruktur, og at dagens skymodeller ikke er laget for det store volumet og den store variasjonen i datamengder som IoT genererer.

Ifølge selskapet genererer de flere milliardene med IoT-enheter som er tilkoblet nettet i dag mer enn to exabyte (trillioner byte) med data hver eneste dag. Altså to millioner milliarder byte.

For eksempel genererer et kommersielt jetfly 10 TB med data i løpet av 30 minutter, mens en offshore oljerigg generer rundt 500 GB ukentlig. Og med 50 milliarder IoT-enheter i 2020 vil datamengden og båndbreddebehovet øke drastisk fremover.

Dette er eksempler på tilfeller der fog- eller edge computing kan være nyttig, ifølge Cisco:

• Når data samles inn i ytterkantene av nettet, for eksempel kjøretøy, på fabrikker, eller lignende
• Når det er snakk om svært mange sensorer over et større geografisk område
• Når innsamlede data må analyseres og brukes veldig kjapt, som i sensorer i biler eller fly

«Tåke-noder»

I en tradisjonell skyarkitektur vil det meste av databehandlingen foregå i datasenteret. Men innenfor IoT vil det som nevnt være mer praktisk om dataene analyseres så nærme som mulig de IoT-enhetene som produserer og bruker disse dataene.

Ifølge IDC vil mengden data som analyseres på enheter som befinner seg i fysisk nærhet til IoT-enheter nærme seg 40 prosent. Årsaken er, som vi har vært inne på, mindre forsinkelser og at det reduserer trafikkbelastningen på kjernenettet – samtidig som sensitive data også beholdes internt i nettverket.

Med fog computing utvides skyen slik at den kommer nærmere IoT-enhetene, som Cisco kaller «fog nodes» – eller tåke-noder. Disse kan være hvilke som helst enheter, forutsatt at de har en prosessor, lagringsplass og er tilkoblet nettet. Som eksempler nevner Cisco kontrollsystemer innenfor industri, svitsjer, rutere, innbygningsservere og nettverkskameraer.

Oppsummert:

• Tidssensitive data analyseres på enheter som befinner seg nær de IoT-enhetene som genererer dataene.
• Mindre tidssensitive data (som kan vente noen sekunder eller minutter) kan sendes videre til noder andre steder i nettet for analyse.
• De aller minst tidssensitive dataene sendes direkte til skyen for videre analyse – for eksempel big data-analyse og for analyse av historiske data, samt langtidslagring.

En ulempe med edge computing/fog computing kan være at det øker kostnadene. Hvis alle IoT-enheter skal ha prosesseringskraft og lagringsplass til å kunne behandle data på egen hånd blir enhetene noe dyrere å produsere. Det samme om man plasserer ut datakraft i nettet på andre måter, nær IoT-enhetene, da kommer dette i tillegg til det man allerede har i datasenteret og fordyrer det hele.

I juni i fjor annonserte for øvrig IBM og Cisco et samarbeid om å benytte IBM Watson-teknologi ut til de nodene som befinner seg nær IoT-enhetene. Cisco annonserte for et par år siden rutere og svitsjer med innebygde muligheter for dataanalyse, og tanken nå er at disse ved hjelp av IBM Watson skal kunne behandle data fra IoT-enhetene.

Også andre selskaper, som HP, satser mye på edge computing, blant annet med egne produkter for innsamling og sanntids analyse av data nær IoT-enhetene – og gjerne med trådløs kommunikasjon videre ut i verden.

Les også artikkelen "The future is foggy" fra Light Reading, som tegner opp et skille mellom fog og edge computing.

Vil du vite mer? Slik virker NB IoT – teknologien som skal få fart på tingenes internett »

Du finner mange flere Digi Ekstra-saker i arkivet »