物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)如何在霧計(jì)算上進(jìn)行創(chuàng)新

霧計(jì)算是支撐一些重大發(fā)展的基礎(chǔ)設(shè)施

說(shuō)物聯(lián)網(wǎng)將成為社會(huì)中真正的游戲規(guī)則改變者并不是什么大新聞，它是未來(lái)十年一些最重要的改變世界的技術(shù)的關(guān)鍵要素（從無(wú)人駕駛汽車到智慧城市和P2P網(wǎng)絡(luò)等），但以目前用于絕大多數(shù)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的基礎(chǔ)設(shè)施而言，這些應(yīng)用實(shí)例并非總是可行。

大多數(shù)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備目前都需要直接連接到云端，由于需要網(wǎng)絡(luò)連接，這意味著低延遲和低速度。例如，如果我想讓智能語(yǔ)音助手打開(kāi)燈，它需要將請(qǐng)求發(fā)送到云端，然后再將命令從云端發(fā)送回?zé)襞菀宰孕虚_(kāi)啟。當(dāng)你在一個(gè)有私人wi-fi信號(hào)的房子里做一些簡(jiǎn)單事情，比如關(guān)燈或開(kāi)燈，這不是太大問(wèn)題，但是當(dāng)這需要在一個(gè)不太友好的環(huán)境中處理許多傳感器時(shí)，它就會(huì)變得異常復(fù)雜。

這就是霧計(jì)算的用武之地，允許傳感器和設(shè)備連接起來(lái)存儲(chǔ)和處理數(shù)據(jù)，而不需要直接連接到云端。它基本上位于設(shè)備的上方，但略低于云端，因此得名——位于地面上方的本地云。

對(duì)許多人來(lái)說(shuō)，這似乎不是什么突破，因?yàn)樗举|(zhì)上只是一臺(tái)本地服務(wù)器，但是當(dāng)你考慮到有人預(yù)測(cè)到2020年將有210億臺(tái)連網(wǎng)設(shè)備投入使用時(shí)，這會(huì)突然成為一個(gè)相當(dāng)重要的技術(shù)發(fā)展。當(dāng)我們看到像智慧城市這樣的東西時(shí)，街上可能有成千上萬(wàn)臺(tái)設(shè)備都需要上傳到云端，數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俣群桶踩@然是個(gè)問(wèn)題。如今，從云端實(shí)時(shí)上傳、處理、存儲(chǔ)和命令這些數(shù)千個(gè)設(shè)備所需的網(wǎng)絡(luò)連接已經(jīng)可用，但是，如果每條街道都有數(shù)千臺(tái)設(shè)備，并且有數(shù)千條街道，那么所需的連接會(huì)突然呈指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)，而且這種數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俣缺扔行鬏斔璧乃俣纫枚?。通過(guò)使用霧計(jì)算系統(tǒng)，不再需要將每臺(tái)設(shè)備直接連接到云，從而節(jié)省了大量帶寬，并允許進(jìn)行非常出色的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)分析和命令。

為了充分發(fā)揮這項(xiàng)技術(shù)的潛力，2015年，許多有遠(yuǎn)見(jiàn)的公司聯(lián)合起來(lái)創(chuàng)建了Open Fog聯(lián)盟。參與公司的實(shí)力顯示了這項(xiàng)技術(shù)的潛力，思科、英特爾、微軟、ARM和戴爾都是該技術(shù)的創(chuàng)始成員，通用電氣、富士康和日立都是該技術(shù)的貢獻(xiàn)成員。2016年2月，他們發(fā)布了白皮書Open Fog參考體系結(jié)構(gòu)，概述了Open Fog體系結(jié)構(gòu)的八大支柱，即安全性、可擴(kuò)展性、開(kāi)放性、自主性、可編程性、RAS（可靠性、可用性和可維護(hù)性）、靈活性和層次結(jié)構(gòu)。

霧計(jì)算如何影響世界的一個(gè)例子是當(dāng)?shù)氐哪茉词褂?。Shaun Varga和Ross Laurie寫了《能源霧》，論文中討論了霧計(jì)算將如何成為P2P能源交易的關(guān)鍵推動(dòng)因素。

這篇論文討論了我們?nèi)绾闻c當(dāng)前的電網(wǎng)輸送樞紐系統(tǒng)交互——即使是在人們通過(guò)可再生能源創(chuàng)造自己多余電力的情況下，也需要傳輸回電網(wǎng)。這意味著，如果我的太陽(yáng)能電池板產(chǎn)生多余電量，而不是直接與我的鄰居分享，而是需要送回電網(wǎng)，然后再送回我的鄰居。這是一個(gè)過(guò)時(shí)的系統(tǒng)，因?yàn)楦鶕?jù)Varga和Laurie的說(shuō)法，這沒(méi)有理由讓國(guó)家電網(wǎng)參與其中。Varga和Laurie認(rèn)為沒(méi)有其他選擇，只能從一個(gè)中心樞紐模式轉(zhuǎn)向一個(gè)完全連網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。這涉及一個(gè)相對(duì)復(fù)雜的本地P2P交易過(guò)程，這些交易記錄在區(qū)塊鏈，并由本地霧計(jì)算系統(tǒng)管理。

這是一個(gè)好主意，它在今天的能源基礎(chǔ)設(shè)施中越來(lái)越必要，因?yàn)樵絹?lái)越多的人正在生產(chǎn)自己的能源。根據(jù)Open Fog聯(lián)盟能源文件顯示，2017年4月，加州67.2%的能源來(lái)自可再生能源，但其中大量能源被浪費(fèi)，因?yàn)樗鼈儫o(wú)法儲(chǔ)存，而且國(guó)家電網(wǎng)也無(wú)法重新分配。有了共享系統(tǒng)，這將不再是一個(gè)問(wèn)題，因?yàn)楫?dāng)?shù)厣鐓^(qū)可以簡(jiǎn)單地使用他們自己生產(chǎn)的能源，并通過(guò)一個(gè)本地化的霧計(jì)算系統(tǒng)對(duì)其進(jìn)行控制。不過(guò)，該論文還認(rèn)為，該系統(tǒng)不會(huì)取代電網(wǎng)，而是將與電網(wǎng)一起工作，霧計(jì)算允許這種中等水平的控制，這種控制有助于規(guī)定能源可以從哪里提取或分配到哪里，而不需要將所有東西實(shí)時(shí)上傳到云中。該系統(tǒng)最重要的一個(gè)要素是，它允許通過(guò)區(qū)塊鏈進(jìn)行交換，分類賬保存在該霧系統(tǒng)中，并且只有在必要時(shí)才上傳到云中，從而節(jié)省了大量帶寬，并使傳輸速度大大加快。

能源使用只是霧計(jì)算可能產(chǎn)生影響的眾多例子之一，另一份《霧計(jì)算市場(chǎng)的規(guī)模和影響》報(bào)告發(fā)現(xiàn)，全球最大的潛在市場(chǎng)是能源/公用事業(yè)、交通、醫(yī)療保健和工業(yè)市場(chǎng)。同一份報(bào)告預(yù)測(cè)，到2022年，市場(chǎng)機(jī)會(huì)可能超過(guò)180億美元。然而，仍有幾個(gè)障礙需要克服，報(bào)告指出，其中最主要的是“市場(chǎng)還需要商業(yè)模式和責(zé)任結(jié)構(gòu)，允許終端制造商（貨船、健身跟蹤器、便攜式內(nèi)窺鏡）在其環(huán)境中‘沙箱’霧節(jié)點(diǎn)能力，而不會(huì)潛在地?fù)p害設(shè)備功能或承擔(dān)責(zé)任”。2019年是公司將這些要素落實(shí)到位的時(shí)候，我們希望看到這些要素在未來(lái)開(kāi)花結(jié)果。