雾计算是一个去中心化的计算基础设施，这个基础设施位置是在终端设备和云之间。本文先分享雾计算的特点和挑战。
作者：与子同袍
首发：物联网前沿技术观察
1.什么是雾计算
雾计算是一个去中心化的计算基础设施，这个基础设施位置是在终端设备和云之间。
这个基础设施上运行数据、计算、存储和应用程序。
云到雾再到边缘设备，其部署的数量是逐步递增的，云的数量级是千到万级别，雾计算的数量级是百万级，而边缘设备是十亿级以上。
雾计算可以用在各个行业，比如消费类产品物联网、智慧城市、交通物流、医疗健康、能源、农业、制造业等。
2.雾计算面临的环境
雾计算面临的运行环境比云计算的环境更为复杂更为碎片化：
- 现场协议：CAN总线，Modbus、OPC-UA、OPC-DA，蓝牙、低功耗蓝牙、ZigBee、Z-Wave、Wi-Fi、PLC设备协议等。
- 工业系统：传感器、执行器、HMI人机界面、SCADA监控软件、PLC、历史数据库等。
- 硬件：雾计算的节点会有各种硬件厂家型号的CPU芯片。
- 上云协议：MQTT，LWM2M，CoAP，AllSeen，HTTP,HTTPS，AMQP，DDS等。
- 标准：oneM2M，Thread，AllSeen，IIC，OpenFog等。
- 第三方集成：目前已经涌现出大量工业互联网软件，这些软件未来都需要和雾计算集成。
3.雾计算面临的挑战
雾计算的复杂性体现在如下几个方面：
- 安全：传感器执行器安全、数据安全、网络安全、云安全、控制安全、区块链、PKI。
- 可靠性：存储转发、传输可靠性、存储可靠性。
- 网络：局域网、广域网、无线蜂窝网、窄带物联网。
- 生命周期管理：配置、升级、更新。
- 集成：IT/OT集成、传感器、边缘计算节点、雾计算节点、历史数据库、云。
4.云计算和雾计算技术栈对比
我们看下面这张图，下图对比了云计算基础设施技术栈OpenStack和雾计算技术栈。
从上图我们可以看到，雾计算技术栈需要这些组件：
- 传感器, 执行器，控制器
- 设备协议抽象层
- 硬件平台基础设施
- 网络, 计算,硬件加速, 存储
- 雾计算节点安全
- 雾计算节点管理
- 硬件虚拟化
- 软件平面
- 应用软件开发支持
- 应用软件服务
- 性能和伸缩性：实时, QoS
- 安全
- 可管理性
- 数据, 分析和控制
- 跨雾计算的应用软件
5.对雾计算技术栈的一些观点
根据上述的分析，我们可以推出如下结论：
- 为了避免雾计算解决方案的碎片化，开源是唯一可行解决方案。
- 雾计算是基础设施软件，需要一个技术栈而不是一个软件来解决问题。因此，其技术栈也会比云计算基础设施OpenStack更为复杂。
- 由于雾计算的复杂性，单个公司无法成功，必须依靠众多企业和组织的共同努力。
- 雾计算节点数量规模至少上百万。因此考虑到部署成本，雾计算节点的软件成本必须大大降低。
- 雾计算不是云计算，比云计算复杂。但是也可以粗略地看作更更近地面更接地气的云，因此其服务模式需要比云上的简单的IaaS、PaaS、SaaS更为复杂。
- 客户需要把雾计算与他们的现有环境进行集成，才能产生价值。
6.有哪些雾计算软件
开源的雾计算软件有EdgeX Foundry，FogLAMP、Eclipse kura，kaa等。
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