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業界のエキスパートは、今日の多くのIoTシステムに導入されているクラウドコンピューティングモデルは、今後数年でオンラインになる予定の数十億のIoTデバイスによって生成される大量のデータを処理する能力が不足していると警告しています。データセキュリティに関する懸念と相まって意思決定を即座に行う必要性から、IoTの早期導入企業は、新たなコンピューティングモデルを検討するようになりました。 この記事では、クラウドコンピューティングモデルとフォグコンピューティングモデルの主な違いを言及し、IoTアプリケーションにより適したコンピューティングモデルについて説明します。

フォグコンピューティングとは？

フォグコンピューティングは、Ciscoによって提唱された用語で、クラウドとIoTエッジデバイス間のフォグレイヤーと呼ばれる中間層のデバイスでのコンピューティングを記述するために使用されます。フォグレイヤーは、基本的に産業用コントローラ、ゲートウェイコンピュータ、スイッチ、コンピューティング、ストレージ、および接続サービスを提供するI/Oデバイスで構成されるフォグノードから構成されます。フォグコンピューティングモデルは、デバイスが存在するネットワークのエッジにクラウドを拡張し、エッジインテリジェンスを促進します。

クラウドコンピューティング vs. フォグコンピューティング

IoTにおけるクラウドコンピューティングモデルは、中央集中型のデータ処理に関するものです。対照的に、フォグコンピューティングは、計算能力、ストレージ容量、デバイスコントロール機能、およびネットワークパワーをデバイスに近づけることに重点を置いています。

IoTが進化し、事実上すべてのビジネスドメインに普及するにつれて、高速データ処理、ビッグデータ分析、および短いレスポンスタイムが標準になりつつあります。現在の中央集中型クラウドベースモデルを通じてこれらの要件を満たすことは困難であることが判明しています。一方、フォグコンピューティングモデルの分散型アーキテクチャは、コンピューティングリソースとアプリケーションサービスをエッジに近づけることができるため、レスポンスタイムを短縮できます。

フォグコンピューティングは、地理的に分散したエンドデバイスを使ったIoTベースのシステムで最適に機能します。クラウドベースのシステムへのコネクティビティは不規則ですが、低遅延(low latency)であることが重要な要件です。また、クラウドへのデータの送信とその逆の送信が不可能なテラバイト単位でのデータを定期的に生成するIoTアプリケーションは、フォグコンピューティングモデルの候補として適しています。

分散したオンサイトロケーションで大量のデータを処理し、迅速なレスポンスタイムを必要とするIoTアプリケーションは、複数のクラウドリソースとフォグリソースで構成されるハイブリッドモデルにより優れたサービスを提供します。

フォグコンピューティングにおけるフォグノードの役割

フォグコンピューティングモデルの中心となるものはフォグノードです。フォグノードは地理的に分散したリソースリッチなデバイスで、ネットワーク内のあらゆるところに展開できます。

フォグノードの理想的なプロファイルは現在進行中ですが、フォグノードの重要な役割は次のとおりです：

• IoTデバイスからリアルタイムデータの受信
• リアルタイム分析のためのIoT対応アプリケーションの実行
• 通常、ミリ秒単位で要求に応答することが可能
• 必要なデータがクラウドに転送されるまで一時的なデータストレージを提供
• デバイスから収集したデータの定期的な要約をクラウドに送信

open LinuxとDockerコンテナを組み合わせ、ベンダ独自(proprietary)のアプリケーションを組み込んだ、産業用の信頼性を備えたスマートゲートウェイ(コンピュータまたはルータ)に基づくフレームワークは、理想的なソリューションとしてうたわれています。Linuxオープンプラットフォームにより、マルチベンダのサポートとプログラマビリティを提供しながら、IoTアプリケーションをITインフラストラクチャに容易に移植できます。一部のソリューションプロバイダは、フォグノード上のアプリケーションの導入とマネジメントを容易にするために、OSとアプリケーション間の抽象化レイヤーを提案しています。フォグノードは、これらの機能を搭載し、センサおよびフィールドモニタから受信した大量のデータをインテリジェントに処理し、重要なデータまたはデータの要約のみをクラウドに転送できます。

Moxaのソリューション

Moxaのフォグコンピューティングソリューションは、Moxaの産業用Linuxに基づく強力なデータ収集とデバイスコントロールプラットフォームで構成されています。
詳細については、こちらのホワイトペーパーをご覧ください。

ホワイトペーパー：IoTアプリケーションがフォグコンピューティングを必要とする5つの理由

Moxaは、発電および配電、上下水道、石油/天然ガス、交通輸送、ビルオートメーションといった公共インフラストラクチャプロジェクトの長期的なソリューションのニーズに対応するため、Linux Foundationが主催するCIP(Civil Infrastructure Platform) プロジェクトの提携を通じて、Codethink、日立、Plat'Home、Renesas、Siemens、東芝と、10年以上持続できるLinuxベースの組み込みソフトウェアプラットフォームを構築しました。目標は、IoT対応の民間インフラストラクチャの管理および監視、安全でセキュア、信頼性が高く、拡張性があり、持続可能なものを実現するためのOpenソースプラットフォームを作成することです。
CIPの詳細については、CIP Webサイト(英語) を参照してください。