IT新语｜赛迪顾问：《从“云”到“物”：雾计算——物联网的理想计算方式》

点击合集订阅，最新研究报告抢先看

作 者

物联网产业研究中心

概念定义

业软件的重要性

雾计算是一个从云（Cloud）到物（Thing）的系统级多层次计算架构，具有分发计算、通信、存储、控制和联网等多种功能，可以将数据直接在网络边缘层进行处理和存储，提高数据分析处理的效率，降低时延，减少网络传输压力，提升安全性。

表1 云计算、雾计算、边缘计算的区别

发展背景

业软件的重要性

云计算通过网络将分散的计算、存储、软件等资源进行集中管理和动态分配，使信息技术实现按需供给，为终端用户节省了购买服务器、自建系统和应用软件开发的成本。但云计算是一种中心化的网络通信模式，用户的所有数据都要汇总到云服务商的数据中心存储和计算，这一过程中存在两个问题，一是数据传递会产生时间延迟，二是大量数据传输会造成网络拥堵。随着物联网的发展，数据量急剧上升，对数据处理敏捷度的要求也在逐步提高，雾计算相比云计算更靠近用户一侧，具有分布式计算、存储、控制的系统级架构，可以将基于云的服务拓展到网络边缘，是“本地化的云服务”。

发展历程

业软件的重要性

雾计算最初的概念由哥伦比亚大学斯特尔佛教授提出，本意是利用“雾”来阻挡黑客入侵。思科将雾计算的理念应用在网络领域并作了详细的定义。2015年11月，ARM、思科、戴尔、英特尔、微软和普林斯顿大学在北美建立国际雾计算产学研联盟(OpenFog联盟)，建立参考架构推动行业标准的形成。2017年11月，OpenFog联盟和IEEE联合宣布成立IEEE P1934工作组，旨在以OpenFog联盟颁布的参考架构为基础，定义雾计算的网络架构标准，加速雾计算的推广和商用进程。

图1 雾计算的发展历程

技术和应用现状

凭借云计算的基础，目前雾计算技术已逐步成熟，云计算、雾计算、边缘计算等架构的协同使得算力可以自由拓展、灵活部署，正在彻底解决“内存墙”“功耗墙”等问题。应用方面目前雾计算已在智能交通、智能制造、智能医疗、智能家居等领域得到了广泛应用，如在智能交通方面，雾计算技术可实现对交通数据的实时监控，对设备进行实时调度，提高交通效率和安全性。

雾计算的特征及影响

低时延：雾计算的计算节点在网络拓扑中的位置更接近终端用户，利用靠近服务需求的计算资源进行数据处理，因此时效性更高。

位置感知精确：雾计算主要使用边缘网络中的设备，由于分布范围广、节点数量庞大、密度较高，使得设备的位置信息通过移动终端可以精确定位。

地理分布广泛：雾计算具有辽阔的地理分布，带有大量网络节点的传感器分布在网络边缘设备中。如果某区域服务器发生异常，用户可快速转移到临近区域。

移动性高：雾计算支持很高的移动性，使网络边缘设备之间可以直接通信，且通信信号不必上传云端或通过基站，减少了信息传输距离。

灵活性高：雾计算可以适应不同的应用场景，支持多种接入方式和协议，同时还可以根据用户的需求进行定制和扩展。

雾计算并不与云计算竞争，而是后者的补充。雾计算提供了当地地理位置分布的节点，而“云计算”则提供了中心化的全局信息。许多应用既需要“雾”也需要“云”，雾计算起到频繁使用的“数据库”作用，而“云计算”中心则作为一个文件长期存储区域。由于“雾计算”的极低时延，大数据分析可以用手机来完成，真正做到“移动数据分析”。用了“雾计算”，可以使所需的带宽量大大降低，原则上最有价值的数据仍可以通过“云”来传输，其他数据尽可能本地化，从而大大减轻云网络的流量负担。智能交通系统、智能电网、智能汽车甚至健康医疗系统等，使用雾计算将变得非常高效，同时节省大量成本。

雾计算的市场分析及预测

在2023-2029年的预测期内，雾计算市场预计将以56.8%的复合增长率增长，2029年将达到16.3亿美元。北美、欧洲、亚太是雾计算市场占比前三的区域，北美占比超50%。雾计算产品中硬件产品市场占比较高。

图2 雾计算的全球市场规模及结构

雾计算技术发展面临的挑战

技术成熟度：虽然雾计算已经得到了广泛的应用和研究，但目前仍缺乏基于软件定义、虚拟化、服务化等关键技术打造的通用型操作系统，体系架构尚未统一。

标准化和互操作性：雾计算需要支持多种协议和标准，不同厂商的设备也会存在差异，目前缺乏技术的标准化和互操作性，这会影响到数据的交互和系统的扩展。

安全性和隐私保护：雾计算技术需要处理大量的敏感数据，如何保障数据的安全性和隐私性，避免数据泄露和攻击，是当前面临的重要挑战。

资源受限：雾计算节点会受到计算能力、存储容量等资源的限制，从而影响应用范围和性能。如何优化资源利用，提高性能和可靠性，是当前的重要问题。

能耗问题：雾计算节点通常部署分散，能源供应可能受限，如何降低能耗，提高其能源利用效率，是雾计算技术发展面临的一个重要挑战。

雾计算未来展望

应用领域不断扩大：随着物联网等技术的不断发展，雾计算技术作为新一代的去中心化分布式计算，未来将会在更多的领域得到广泛应用，如智能交通、智能制造、智能医疗、智能家居等。同时，随着技术的不断成熟和优化，雾计算技术将会实现更加高效、可靠、安全的数据处理和传输，满足不同领域的需求。

技术融合不断加快：雾计算技术将会与云计算、大数据、人工智能等技术进一步融合，形成更加高效和智能的解决方案。雾计算技术将会在边缘设备中实现更加智能的数据处理和分析，同时与云端进行协同，实现更加全面和高效的数据管理和应用。雾计算技术也将会与5G、6G网络进行更加紧密的结合，实现在不同网络环境下的灵活应用和扩展。

更多行业案例及其特点，请扫描下方二维码关注“赛迪顾问”公众号，获取最新动态。

微信号：ccidconsulting

本公众号提供的内容用于个人学习、研究或欣赏，不可用于其他商业用途。如有关于作品内容、版权及其它问题，请及时在公众号留言。

如果获得转载授权，请注明作者姓名和转载的出处，不修改文章的标题、文字、图片或者音视频，以免曲解原文意思。