iot challenges and the fog computing
TRANSCRIPT
Internet of things’s Challenges and the fog compu6ng
Shoichi Sakane 01-‐Sep-‐2015
WIDE Camp 2015 in Autumn
往来の“モノ”のネットワーク
ü 個別アプリケーションに特化した 自律システム
Pros.
ü 導入・管理・機能拡張にコストがかかる ü 障害対応が困難 ü 情報の相互共有や再利用が困難
Cons.
ü 動作条件の厳しい通信機器 Ø 物理的サイズ（5mm〜） Ø 低CPU性能（8 or 16-‐bit, 8~16MHz） Ø 少ないメモリ（~128 KB） Ø 省電力 Ø スリープモード（無線）
ü 通信条件の厳しいネットワーク
Ø 多数のノード（〜数万） Ø 厳しい動作環境 Ø 要求の異なるアプリケーションの混在
• 低いレイテンシ（nsec ~） • 小さいジッタ • 到達保証性
Ø 低通信帯域（〜250kbps） Ø 高パケット損失性（無線）
“モノ”のネットワークの特徴
ＩｏＴ時代の“モノ”のネットワーク
プラットフォームへの要求
ü 多様化するアプリケーションへの対応 Ø 機能のモジュラリティ Ø 個別アプリへの対応のしやすさ Ø 機能追加のしやすさ
ü インフラとしての信頼の必要性 Ø 導入・管理・規模拡張のしやすさ Ø 耐故障性の向上 Ø より高度なセキュリティ対策
ü 動作条件の厳しい通信機器 Ø 物理的サイズ（5mm〜） Ø 低CPU性能（8 or 16-‐bit, 8~16MHz） Ø 少ないメモリ（~128 KB） Ø 省電力 Ø スリープモード（無線）
ü 通信条件の厳しいネットワーク
Ø 多数のノード（〜数万） Ø 厳しい動作環境 Ø 要求の異なるアプリケーションの混在
• 低いレイテンシ（nsec ~） • 小さいジッタ • 到達保証性
Ø 低通信帯域（〜250kbps） Ø 高パケット損失性（無線）
“モノ”のネットワークの特徴
クラウド・コンピューティング
ü 仮想化による可用性の向上 Ø 機能のモジュラリティ Ø 機能追加のしやすさ Ø 高保守性・高信頼性 Ø 導入・管理の効率化
ü 全ての情報をクラウドで処理する ü 全てのサービスがクラウドで提供される ü 広帯域・常時接続が前提
特徴
ü 広帯域・常時接続 ü リアルタイム性が必要なアプリケーションには不向き
Cons.
ü 集中管理と仮想化による高可用性 ü 導入・管理のしやすさ
Pros.
Cloud
フォグ・コンピューティング
ü 仮想化による可用性の向上 Ø 機能のモジュラリティ Ø 機能追加のしやすさ Ø 高保守性・高信頼性 Ø 導入・管理の効率化
ü 分散化によるシステムの効率性の向上 Ø 機能の分散化 Ø 処理の分散化 Ø 柔軟なカスタマイズ性 Ø リアルタイム処理・応答性 Ø WANの効率的な使用
特徴
Cloud
Fog
フォグコンピューティングとクラウドコンピューティング
応答時間
大
小
データ量
全体最適 クラウドコンピューティング
局所最適 フォグコンピューティング
少 多
アプリケーションの要求に応じてクラウドとフォグが連携することにより、 最適化された処理を行う分散コンピューティングが実現できる。
参照アーキテクチャにおけるフォグコンピューティングの位置づけ
7つの要素
アプリケーション （レポーティング、傾向分析、制御等）
データ抽象化 （様々なデータへのアクセスと アグリゲ―ション）
データ蓄積
データ処理 （データ解析、情報変換等）
コネクティビティー （ネットワーク）
様々なタイプのデバイス
コラボレーションとプロセス
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センサー、アクチュエーター、 カメラ、PLC等のあらゆるタイプのデバイス
エッジ
フォグ コンピューティング
膨大な数のデバイスからの 大量のイベントデータを
現場に近い場所でリアルタイムに処理
Fog compu8ng and its role in the internet of things, Flavio Bonomi et al., ACM SIGCOMM 2012
IoT Reference Model, IoT World Forum, 2014