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物聯(lián)網(wǎng)(Internet of Things，簡(jiǎn)稱 IoT)是自上世紀(jì)90年代末興起的一個(gè)概念。它主要解決物品與物品 (Thing to Thing，T2T)，人與物品 (Human to Thing，H2T)，人與人(Human to Human，H2H)之間的互連。
但是，物聯(lián)網(wǎng)所創(chuàng)造的價(jià)值并不真正來源于它所運(yùn)用的數(shù)據(jù)，而是源自對(duì)這些數(shù)據(jù)的解讀。解讀后的信息可以令我們獲悉其內(nèi)涵的科學(xué)價(jià)值，提高設(shè)備的效率、可靠性、和利用率，并由此為我們的生活帶來便利。
從供應(yīng)鏈管理到自動(dòng)化制造，甚至再到車輛停泊管理和廢棄物處理，物聯(lián)網(wǎng)正通過多種形式實(shí)現(xiàn)著它的價(jià)值。它使得企業(yè)得以用同樣的投入獲得更大的產(chǎn)出、或是用更少的投入獲得同樣的產(chǎn)出(如制造、農(nóng)業(yè)、能源領(lǐng)域)；提升人類的健康與安全系數(shù)(如災(zāi)難預(yù)警、老人贍養(yǎng)、環(huán)境監(jiān)測(cè)、輔助執(zhí)法等)；也能為人類生活帶來更佳的體驗(yàn)(如交通疏導(dǎo)等)。
但，若想真正通過物聯(lián)網(wǎng)來節(jié)約時(shí)間、節(jié)省成本，我們必須了解它所利用的數(shù)據(jù)從何而來——一般來講，這些數(shù)據(jù)都會(huì)來自集中而可伸展的(scalable)的云計(jì)算平臺(tái)。這些云計(jì)算平臺(tái)都是為物聯(lián)網(wǎng)中的設(shè)備、物聯(lián)網(wǎng)獨(dú)有的連通性、以及物聯(lián)網(wǎng)對(duì)于數(shù)據(jù)管理的需要而特殊設(shè)計(jì)的。
云計(jì)算
簡(jiǎn)單說來，云計(jì)算(cloud computing)是將備用存儲(chǔ)空間與計(jì)算基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)連接起來的一種使用互聯(lián)網(wǎng)的方式，這種網(wǎng)絡(luò)使用方式也備受公司與企業(yè)的青睞。在物聯(lián)網(wǎng)語(yǔ)境下，云計(jì)算為公司對(duì)物聯(lián)網(wǎng)的各級(jí)部署管理(包括設(shè)備位置信息與管理、記賬、安全協(xié)議、數(shù)據(jù)分析等等)提供了一種靈活的解決方法。
正是因?yàn)樵品?wù)的強(qiáng)大，才使得軟件得以基于云計(jì)算來研發(fā)并升級(jí)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用程序。物聯(lián)網(wǎng)的愿景十分宏偉：人們將會(huì)通過物聯(lián)網(wǎng)建立一個(gè)由無數(shù)高度智能、相互聯(lián)系的物品組成的世界。要想讓這愿景成為現(xiàn)實(shí)，其關(guān)鍵就在于把握云計(jì)算的“請(qǐng)求式可伸展性(on-demand scalability)”。
很多科技巨頭都將云存儲(chǔ)和云計(jì)算作為一項(xiàng)服務(wù)提供給物聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)。微軟有他們的 Azure 系列(微軟一款基于云計(jì)算的操作系統(tǒng)，可以用來創(chuàng)建云中運(yùn)行的應(yīng)用或者基于云的特性來加強(qiáng)現(xiàn)有應(yīng)用，提供數(shù)據(jù)庫(kù)、云服務(wù)、云存儲(chǔ)、人工智能互聯(lián)網(wǎng)等云端服務(wù))；云服務(wù)大亨 Amazon Web Services(AWS)有 AWS Greengrass，AWS IoT Platform，AWS IoT Button 等一系列針對(duì)物聯(lián)網(wǎng)的云服務(wù)；IBM 同樣通過 Bluemix 云服務(wù)來使用戶獲得 Watson 的使用權(quán)限。這樣的例子不勝枚舉。
盡管云服務(wù)產(chǎn)品豐富多樣，但是它們的共同特征就是令用戶能夠在便捷靈活地使用多樣 IT 產(chǎn)品的同時(shí)，無需購(gòu)買繁多的硬件設(shè)施和軟件程序。如此一來，云計(jì)算服務(wù)還同樣可將管理維護(hù)軟硬件的麻煩一同省掉，可謂一舉三得。
但是，對(duì)于想要擁有較低延遲率或數(shù)據(jù)傳輸量有限的應(yīng)用程序和服務(wù)來說，云計(jì)算就顯得心有余而力不足了。這時(shí)候，們都希望將問題放置在網(wǎng)絡(luò)邊緣(edge，通常是指網(wǎng)絡(luò)的接入層，就是靠近用戶端)來加以解決。
美國(guó)商業(yè)管理顧問公司 Senza Fili Consulting 的董事長(zhǎng) Monica Paolini 在 LinkedIn 中寫道：“近幾年，社會(huì)上掀起了一場(chǎng)“將所有東西都置于云端”的浪潮。云端是一個(gè)高度集中的平臺(tái)，隨著虛擬化技術(shù)的發(fā)展應(yīng)運(yùn)而生。它滿足了人們對(duì)降低產(chǎn)品成本、節(jié)約市場(chǎng)推廣時(shí)間、提高創(chuàng)造自由性的渴望。然而在此過程中，我們卻忽視了軟件運(yùn)行的“實(shí)際位置”對(duì)軟件表現(xiàn)、網(wǎng)絡(luò)資源利用效率、和用戶體驗(yàn)的重大影響。物理距離將會(huì)不可避免地增加反應(yīng)延遲。”
霧計(jì)算
霧計(jì)算(Fog Computing)的命名來源于“霧是更貼近地面的云”這一名句。在霧計(jì)算模式中，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，而不是幾乎全部保存在云中，它是云計(jì)算的延伸概念。
為使“邊緣-邊緣”的跨產(chǎn)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)部署成為可能，OpenFog Consortium(多個(gè)高科技公司與學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)所成立的聯(lián)合組織，旨在促進(jìn)多領(lǐng)域的云計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)化與推廣)被有識(shí)之士建立起來。他們通過建立一個(gè)參考體系結(jié)構(gòu)(reference architecture)來增強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)邊緣與云端間連接的互操作性(interoperability)。
該組織現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)多個(gè)需使用邊緣計(jì)算來實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的案例，包括：智能建筑、無人機(jī)運(yùn)送服務(wù)、實(shí)時(shí)地下影像、交通擁堵管理、以及視頻監(jiān)控等等。該組織在今年 2 月曾公布了其霧計(jì)算參考體系結(jié)構(gòu)的執(zhí)行概要。
OpenFog Consortium 主席，思科(Cisco，世界網(wǎng)絡(luò)解決方案供應(yīng)商、“霧計(jì)算”概念首創(chuàng)公司)企業(yè)戰(zhàn)略創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)資深總監(jiān) Helder Antunes 稱該霧計(jì)算參考體系結(jié)構(gòu)的公布象征著一個(gè)“通用框架”的建立，該框架會(huì)促使物聯(lián)網(wǎng)被社會(huì)所采納。他還說：“盡管霧計(jì)算已逐漸開始于智能城市、聯(lián)網(wǎng)汽車、無人機(jī)等其他領(lǐng)域嶄露頭角，它仍需要一個(gè)通用的、可互操作的平臺(tái)來推進(jìn)此項(xiàng)數(shù)字革命的進(jìn)步。”
Edge X Foundry 是另一個(gè)致力于提升網(wǎng)絡(luò)邊緣互操作性的項(xiàng)目，它類似于一個(gè)開放資源聯(lián)盟，由 Linux Foundation 進(jìn)行管理。戴爾科技集團(tuán)(Dell Technologies)曾對(duì)該項(xiàng)目植入 12 萬 5 千余條內(nèi)部種子代碼。
云計(jì)算+霧計(jì)算：雙管齊下
以自動(dòng)駕駛(autonomous driving)為例：細(xì)胞網(wǎng)絡(luò)將配備有激光探測(cè)與測(cè)量系統(tǒng)(Light Detection And Ranging，簡(jiǎn)稱 LiDAR，中文又稱激光雷達(dá))、圖像處理系統(tǒng)、及其他自動(dòng)駕駛設(shè)備的車輛與其他載具、行人、智能基礎(chǔ)設(shè)施、以及各類云端服務(wù)彼此聯(lián)系在一起，來共同實(shí)現(xiàn)車內(nèi)娛樂、預(yù)見性維護(hù)、遠(yuǎn)程診斷等一系列服務(wù)。
如果你只是單純地想要在車內(nèi)通過登錄 Netflix 云賬號(hào)看劇，或者想要讓車子記錄運(yùn)行和維修歷史，云計(jì)算是的確能滿足你的需要的。但，對(duì)于像幫助車輛避開高速公路碰撞事故這樣關(guān)鍵性的任務(wù)決定，云計(jì)算可能就不是你的佳選擇了——云計(jì)算會(huì)帶來延遲，正所謂遠(yuǎn)水救不了近火。因此，對(duì)時(shí)間要求較高的任務(wù)好還是應(yīng)在網(wǎng)絡(luò)邊緣的平臺(tái)進(jìn)行處理。
為了實(shí)現(xiàn)“云霧計(jì)算”的雙管齊下，思科已和微軟聯(lián)手，將早先思科的 Fog Data Services 與微軟后來研發(fā)的 Azure 物聯(lián)網(wǎng)云平臺(tái)整合在一起，使對(duì)網(wǎng)絡(luò)邊緣的分析、安全、控制、以及數(shù)據(jù)管理可以與集中化的云端連通性、政策、安全、分析、app 開發(fā)等等方面有機(jī)結(jié)合起來。
思科物聯(lián)網(wǎng)戰(zhàn)略組組長(zhǎng) Macario Namie 在他近的一則博文中寫到：“通過將“萬物”連接起來，人們得到了各式各樣的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，而這也正是我們從這些連接中收獲的美妙的一點(diǎn)。接下來，我們需要將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為信息，更重要的是，我們需要將這些數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為可創(chuàng)造商業(yè)價(jià)值的實(shí)際行動(dòng)。在為這個(gè)目標(biāo)努力的同時(shí)，各企業(yè)紛紛發(fā)現(xiàn)自己已置身于數(shù)據(jù)的洪流之中。”
“因此，我們對(duì)強(qiáng)大的計(jì)算能力和存儲(chǔ)空間的需要驟然增加，而這些需要也恰好被公共云供應(yīng)商滿足了。但是在云服務(wù)發(fā)展的同時(shí)，數(shù)據(jù)傳輸和信息提速的費(fèi)用也水漲船高。對(duì)于對(duì)時(shí)間要求緊迫的關(guān)鍵性服務(wù)來說，這無疑是個(gè)棘手的問題。因此，眾多物聯(lián)網(wǎng)項(xiàng)目正在將這種運(yùn)算能力散布到網(wǎng)絡(luò)的各個(gè)邊緣、數(shù)據(jù)中心、和公共云當(dāng)中。”
“物聯(lián)網(wǎng)”這一概念由美國(guó)麻省理工學(xué)院 Kevin Ash-ton 教授于 1999 年提出，經(jīng)歷了早些時(shí)間“虛無縹緲”的設(shè)想，如今已在人們生活中嶄露頭角。通過云計(jì)算與霧計(jì)算的聯(lián)合，相信物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展定會(huì)云開霧散，迎來科技創(chuàng)新的新曙光。
(原標(biāo)題：云計(jì)算+霧計(jì)算，未來物聯(lián)網(wǎng)將大有可為)
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