來源：邊緣計算社區(qū)/edgewnet

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霧計算（Fog Computing）是云計算（Cloud Computing）的延伸概念,，主要用于管理來自傳感器和邊緣設(shè)備的數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù),、（數(shù)據(jù)）處理和應(yīng)用程序集中在網(wǎng)絡(luò)邊緣的設(shè)備中,，而不是全部保存在云端數(shù)據(jù)中心。

霧計算（Fog Computing）是云計算（Cloud Computing）的延伸概念,，主要用于管理來自傳感器和邊緣設(shè)備的數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù),、（數(shù)據(jù)）處理和應(yīng)用程序集中在網(wǎng)絡(luò)邊緣的設(shè)備中,，而不是全部保存在云端數(shù)據(jù)中心。在終端設(shè)備和云端數(shù)據(jù)中心之間再加一層“霧”,，即網(wǎng)絡(luò)邊緣層,，比如再加一個帶有存儲器的小服務(wù)器或路由器，把一些并不需要放到云端的數(shù)據(jù)在這一層直接處理和存儲,，可以大大減少云端的計算和存儲壓力,，提高效率，提升傳輸速率，減低時延,。

霧計算技術(shù)采用分布式的計算方式,，將計算、通信,、控制和存儲資源與服務(wù)分布給用戶或靠近用戶的設(shè)備與系統(tǒng),。可以說,，霧計算擴大了云計算的網(wǎng)絡(luò)計算模式,，將網(wǎng)絡(luò)計算從網(wǎng)絡(luò)中心擴展到了網(wǎng)絡(luò)邊緣，從而更加廣泛地應(yīng)用于各種服務(wù),。霧計算在地理上分布更為廣泛,，而且具有更大范圍的移動性，這讓它適應(yīng)如今越來越多不需要進行大量運算的智能設(shè)備,。對一些對時間延遲敏感的應(yīng)用如實時和流媒體應(yīng)用中，霧計算也具有更大的優(yōu)勢,。

霧計算并非由性能強大的服務(wù)器組成,，而是由性能較弱、更為分散的,，處于大型數(shù)據(jù)中心以外的龐大外圍設(shè)備組成,，這些外圍設(shè)別包括智能終端本身，也包括把智能設(shè)備與云端相連接的網(wǎng)關(guān)或路由設(shè)備,，可以滲入工廠,、汽車、電器,、街燈及人們物質(zhì)生活中的各類可計算設(shè)備中,。

早期“霧計算”所用的設(shè)備就是小服務(wù)器或路由器，可以放到小區(qū),、工廠,、企業(yè)、家庭等里面?，F(xiàn)在,，通過傳感器、大數(shù)據(jù)和人工智能的不斷發(fā)展進步,，“霧計算”可以應(yīng)用在各種需求場景中,。例如溫度計每秒的讀數(shù)是無需上傳到云里的。霧計算技術(shù)要做的是在實時數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上得到一個平均數(shù),，然后每半小時左右將其上傳到云里,。如果溫度出現(xiàn)異常，傳感器仍然可以相當(dāng)智能地迅速做出反應(yīng)。相比于云計算的高高在上和遙不可及,，霧計算更為貼近地面,，就在你我身邊。我們知道,，將數(shù)據(jù)從云端導(dǎo)入和導(dǎo)出實際上比人們想象的要更為復(fù)雜,，由于接入設(shè)備越來越多，在傳輸數(shù)據(jù),、獲取信息時,，帶寬就顯得不夠用了，這就為霧計算的產(chǎn)生提供了空間,。

2012年,，思科提出了霧計算，定義為遷移云計算中心任務(wù)到網(wǎng)絡(luò)邊緣設(shè)備執(zhí)行的一種高度虛擬化的計算平臺,。云計算架構(gòu)將計算從用戶側(cè)集中到數(shù)據(jù)中心,，讓計算遠(yuǎn)離了數(shù)據(jù)源，也會帶來計算延遲,、擁塞,、低可靠性和安全攻擊等問題，于是在云計算發(fā)展了大約10年的2015年,，修補云計算架構(gòu)的“大補丁”,，霧計算開始興起了。

霧計算就是本地化的云計算,，是云計算的補充,。云計算更強調(diào)計算的方式，霧計算更強調(diào)計算的位置,。如果說云計算是WAN計算,，那么霧計算就是LAN計算。如果說CDN是彌補TCP/IP本地化緩存問題,，那么霧計算就是彌補云計算本地化計算問題,。

圖 思科公司

思科提出了“霧計算”是“云計算”的延伸概念，用于推銷其產(chǎn)品和網(wǎng)絡(luò)發(fā)展戰(zhàn)略,，希望不再拘泥于云計算,，研究如何在物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備上存儲和處理它們自身產(chǎn)生的數(shù)據(jù)。不過從思科講霧計算到現(xiàn)在,，真正落地的案例并不多,，思科的路由器和交換機技術(shù)缺乏對終端設(shè)備的定義和控制能力，大部分場景無法把霧計算的能力真正體現(xiàn)出來,，空留于理論,。

圖 霧計算的原始定義

上圖是思科對霧計算的原始定義所作的圖示,。在思科的定義中，霧主要是由邊緣網(wǎng)絡(luò)中的設(shè)備構(gòu)成,，這些設(shè)備可以是傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備（早已部署在網(wǎng)絡(luò)中的路由器,、交換機、網(wǎng)關(guān)等等）,，也可以是專門部署的本地服務(wù)器,。一般來說，專門部署的設(shè)備會有更多資源,，而使用有寬裕資源的傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備則可以大幅度降低成本,。這兩種設(shè)備的資源能力都遠(yuǎn)小于一個數(shù)據(jù)中心，但是它們龐大的數(shù)量可以彌補單一設(shè)備資源的不足,。霧平臺由數(shù)量龐大的霧節(jié)點構(gòu)成,。這些霧節(jié)點可以各自散布在不同地理位置，與資源集中的數(shù)據(jù)中心形成鮮明對比,。

2015年11月,，思科、ARM,、戴爾,、英特爾、微軟及普林斯頓大學(xué)邊緣(Edge)實驗室共同宣布聯(lián)合成立了開放霧聯(lián)盟 OpenFog Consortium （開放霧聯(lián)盟）,，開放霧聯(lián)盟旨在推廣和加快開放霧計算的普及，促進物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展,。

圖 OpenFog架構(gòu)的8支柱模型

2017 年 2 月發(fā)布了 OpenFog 參考架構(gòu),，參考架構(gòu)基于八項被稱為“支柱”的核心技術(shù)原則，代表了系統(tǒng)需要包含的被定義為“OpenFog”的關(guān)鍵屬性,。這些支柱分別是安全性,、可擴展性、開放性,、自主性,、RAS（可靠性、可用性和可維護性）,、敏捷性,、層次性和可編程性。2018年8月16日,，IEEE以及IEEE標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會宣布正式發(fā)布“IEEE 1934”標(biāo)準(zhǔn)——《采用OpenFog參考體系結(jié)構(gòu)的霧計算：IEEE標(biāo)準(zhǔn)》,。該網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)，可作為通用技術(shù)框架來支撐IoT,、工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)（IIOT）,、5G和人工智能（AI）應(yīng)用的數(shù)據(jù)密集型需求,。

隨著傳感器的發(fā)展，物聯(lián)網(wǎng)時下正席卷幾乎每個行業(yè),，智能終端的數(shù)量和采集數(shù)據(jù)的規(guī)模都在幾何級增加,，對企業(yè)的計算和存儲都帶來非常大的壓力，通過霧計算,，大量的實時數(shù)據(jù)不用全部傳到云端存儲計算后,，再把需要的數(shù)據(jù)從云端傳回來，而是可以在網(wǎng)絡(luò)的邊緣直接處理有用的數(shù)據(jù),，大大提高了企業(yè)效率,。

霧計算可降低耗能。云計算把大量數(shù)據(jù)放到“云”里去計算或存儲,，“云”的核心是裝有大量服務(wù)器和存儲器的“數(shù)據(jù)中心”,。由于目前半導(dǎo)體芯片和其他配套硬件還很耗電，全球數(shù)據(jù)中心的用電功率相當(dāng)于30個核電站的供電功率,，其中90%的耗電量都被浪費,，效率很低。谷歌位于全球數(shù)據(jù)中心的用電功率就達(dá)到3億瓦特,，這一數(shù)字超過了3萬戶美國家庭的用電量,。當(dāng)未來數(shù)據(jù)傳輸量（指大量無線終端和“云”之間的傳輸）進一步成指數(shù)式增長，云中心會無法再維持下去,。

霧計算可提升效率,。隨著物聯(lián)網(wǎng)的到來，各行各業(yè)包括家庭電器,、可穿戴設(shè)備,、汽車周邊、工業(yè)農(nóng)業(yè),、商用設(shè)備等等各種需要連網(wǎng)的終端設(shè)備數(shù)量的增長,，將產(chǎn)生極其大量的數(shù)據(jù)發(fā)送和接收，可能造成數(shù)據(jù)中心和終端之間的I/O(輸入輸出)瓶頸,，傳輸速率大大下降,，甚至造成很大的延時，一些需要實時響應(yīng)的設(shè)備將無法保證正常運行,，比如：無人機,、安防報警、監(jiān)護設(shè)備等,。

霧計算可用于海量數(shù)據(jù)分析,。大量企業(yè)對于海量數(shù)據(jù)采集需求的解決辦法是減少數(shù)據(jù)采集的頻率和總量，比如每10分鐘采樣一次,，一天下來可能就采集上百次,，精準(zhǔn)度和效率會大打折扣,，一些需要海量、不間斷數(shù)據(jù)采集的設(shè)備就會降低本身的服務(wù)價值,，而一些需要及時決策的設(shè)備在等待全部數(shù)據(jù)上傳云端運算決策后再返回設(shè)備端會大大降低服務(wù)能力,。

霧計算可使升級更安全。在沒有成熟技術(shù)平臺時,，大部分設(shè)備怎么計算,，出廠時就已經(jīng)定型了，除非用一個很重的辦法去遠(yuǎn)程升級它的整套系統(tǒng),，但這樣升級效率低,，也很危險，有可能一換操作系統(tǒng),，市面上上百萬臺設(shè)備就永遠(yuǎn)失聯(lián)了,。

霧計算，經(jīng)常是在IoT背景下被提及到,，典型的主要業(yè)務(wù)是路由器,、接入點甚至是與傳感器和執(zhí)行器一起的計算設(shè)備。處理能力放在包括 IoT設(shè)備的LAN里面,，這個網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的IoT網(wǎng)關(guān),，或者說是霧節(jié)點用于數(shù)據(jù)收集，處理,，存儲,。多種來源的信息收集到網(wǎng)關(guān)里，處理后的數(shù)據(jù)發(fā)送回需要該數(shù)據(jù)的設(shè)備,。

霧計算的特點是處理能力強的單個設(shè)備接收多個端點來的信息,，處理后的信息發(fā)回需要的地方，和云計算相比延遲更短,。和邊緣計算相比較的話，霧計算更具備可擴展性,。霧計算不需要精確劃分處理能力的有無,，根據(jù)設(shè)備的能力也可以執(zhí)行某些受限處理，但是更復(fù)雜的處理實施的話需要積極的連接,。

邊緣計算,，進一步推進了霧計算的“LAN內(nèi)的處理能力”的理念，處理能力更靠近數(shù)據(jù)源,。不是在中央服務(wù)器里整理后實施處理,，而是在網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的各設(shè)備實施處理。這樣,，通過把傳感器連接到可編程自動控制器(PAC)上,，使處理和通信的把握成為可能,。和霧計算相比的優(yōu)點，根據(jù)它的性質(zhì)單一的故障點比較少,。各自的設(shè)備獨立動作,，可以判斷什么數(shù)據(jù)保存在本地，什么數(shù)據(jù)發(fā)到云端,。實際上霧計算和邊緣計算感覺很相似,，但是在數(shù)據(jù)的收集，處理,，通信的方法層面還是存在些許的不同的,，也各有利弊！

通過一個例子來了解一下,，邊緣計算和霧計算,。

以智能吸塵器為例，霧計算方案是集中化的霧節(jié)點（或者IoT網(wǎng)關(guān)）繼續(xù)從家中的傳感器收集信息,，檢測到垃圾的話就啟動吸塵器,。邊緣計算的解決方案里是看傳感器自己判斷有沒有垃圾，來發(fā)送啟動吸塵器的信號,。

霧計算以及邊緣計算的出現(xiàn),，不是用來代替云計算，更多的是對云計算“bug類”問題的修修補補,，本質(zhì)上是作為云計算的延伸拓展而誕生的產(chǎn)品和理念,！

物聯(lián)網(wǎng)智庫“2019-2020中國物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)全景圖譜”