【Note】Edge/ Fog Computing 邊緣/ 霧運算

狹義/廣義

1. 狹義
   • Edge
     • 各設備實施處理
     • Sensor 透過有線/無線的方式將感測資訊傳遞至 Gateway
     • Gateway 收集資訊後，在傳遞至 Cloud
     • Gateway 發揮即時監督、即時分析與反應的功效
     • 提升 Gateway 的運算效能與運算資源外，甚至要配置人工智慧的專門運算晶片
     • Edge 為相對於感測器現場的邊緣
     • 缺點
       • 數據到底要放在邊緣、雲? 如何取得平衡?
       • 碎片化很嚴重
     • 舉例：邊緣計算的解決方案裡感測器各自判斷有沒有垃圾，來發送啟動吸塵器的訊號
   • Fog
     • 架構師
     • IoT
     • 數百萬個sensor來回共享數據
     • 單個設備接收多個端點來的訊息
     • 缺點：需要更多的設備、基礎設施 → 要花更多錢
     • 舉例：霧計算集中化的霧節點(IoT閘道器)繼續從家中的感測器收集資訊，檢測到垃圾的話就啟動吸塵器
2. 廣義：Edge = Fog

特性

• 分散式運算
  • 本地化運算
  • 將原本完全由Cloud處理大型服務加以分解，切割成更小與更容易管理的部份，分散到Edge去處理
• 獨立性：在沒有網絡連接下，系統亦能運作
  • 斷網時，還要能獨立運作
• 低延遲：Edge 更接近於用戶裝置，可以加快資料的處理與傳送速度
  • 基本要求：網路傳輸的延遲時間必須小於10 ms
  • 但現在cloud computing 端到端都大於500 ms
  • 但若未來網路速度，5G，能夠減少延遲的問題，也許可以回到雲端運算
• 簡化數據：終端先處理部份數據，數據簡化後才向雲服務器傳輸
  • Edge
    • 第一層數據分析 First-level Data Analysis
    • 事件(event) 生命週期控制和管理 (e.g. 回應和分析檢測到的事件)
    • Configuration of Sensors
    • 有資安問題/敏感的資料，隱私資料不想傳回雲端 → 直接在本地作分析
  • Cloud
    • 總體數據分析(Global Data Analysis)
    • 服務層面的控制和管理 (Service Level Agreements (SLAs) monitoring)
    • Configuration of Fog Servers
• 智能化邊緣運算
  • 將訓練好的模型，交由邊緣，進行本地化運算
• 應用：Big Data, IoT

應用

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• CDN 內容傳遞網路 Content Delivery Network
  • 利用最靠近每位使用者的伺服器，更快、更可靠地將音樂、圖片、影片、應用程式及其他檔案傳送給使用者

• 地質監測

• 影像辨識

• 自駕車

• 醫療

• 農業、大眾交通運輸、穿戴式裝置

比較

雲端運算	邊緣運算
非即時的資訊	即時資訊
大數據分析、機器學習	資料獲得並預處理
模擬、優化	特定條件的監控
預測性維護	特定規則的決策
大量資料儲存	小量資料儲存

延伸閱讀

• AI Edge Computing
  • 有包含Fog Computing

• 無人機 - Fog Computing

參考資料 Reference

1. 【各說各話】何謂邊緣運算（Edge Computing）？
2. Does Your IoT Application Need Fog Computing?
3. 邊緣計算（Edge Computing）的5種應用場景
4. 【業界觀點】邊緣運算崛起，催生三層式雲端新架構
5. http://tomope.zaribanks.co/content-delivery-networks/
6. 雲計算之上還有霧計算!? 霧計算(fog computing)的入門和用例
7. https://www.researchgate.net/figure/The-Global-Edge-Computing-Architecture-based-on-Sitton-Candanedo-et-al-52_fig2_334816223
8. The Edge is Near: An Introduction to Edge Computing!
9. [喀報] 上天入地　霧運算銜接雲到物
10. Edge Computing vs. Fog Computing: What’s the Difference?
11. https://ifun01.com/B42KNFN.html
12. https://macchina.io/edgefog.html

簡報

• https://hackmd.io/@SpicyBoyd/rJvR-eVuL