VT2016 Fog Computing
Présentation
- Sujet : Fog Computing
- Auteur : Tanguy MATHIEU
- Enseignants : Didier DONSEZ, Georges-Pierre BONNEAU
Mots clés
Fog computing, Iot, cloud Computing, OpenFog
Résumé
L'Internet des objets (IoT) permet de faire des innovations qui améliorent la qualité de vie, mais qui génèrent des quantités sans précédent de données qui sont difficiles à gérer pour les systèmes traditionnels, tels que le cloud. Le fog computing permet de palier a ces problème, en offrant une structure plus proche.
Abstract
The Internet of Things (IoT) makes innovations that improve quality of life, but that generates unprecedented amounts of data that are difficult to manage for traditional systems, such as the cloud. The calculation of fog makes it possible to overcome these problems, proposing a closer structure.
Synthèse
Contexte et problématique
L’internet des objets est en pleine expansion, d'ici 2025, des chercheurs estiment que l'IOT pourrait avoir un impact économique de plus de 11 billions de dollars par an, ce qui représenterait environ 11 % de l'économie mondiale. De plus d’ici 2025 il devrait y avoir plus d'1 trillion d’objets connectés, ce qui va entraîner la création d’une très grande quantité de données. Aujourd’hui la majorité des solutions de traitement de données IOT transfèrent les données vers le cloud pour traitement. Cette grande quantité de données envoyées sur le cloud est un problème car le Cloud n’est pas adapté pour traiter autant de données. Il y aurait un effet d’engorgement sur le cloud qui entrainerait de la latence pour le traitement des données et le système IoT ne pourrait plus répondre à la contrainte du temps réel. Comme dit plus haut vu l’impact économique de l’IOT il est important de trouver une solution.
Caractéristiques du Fog Computing
Le Fog computing se base sur la nature dynamique des environnements IoT et la capacité de traitement des edge devices (ex gateway). Cela permet de rapprocher des objets connectés le traitement et le stockage de leur données ainsi que de désengorger le Cloud.
Sisco définit le Fog Computing ainsi : Le Fog Computing est une plateforme hautement virtualisée qui fournit des services de traitement, stockage et réseau entre les dispositifs et centres de données basés sur le cloud traditionnel, typiquement (pas exclusivement) localisés en bordure du réseau.
Architecture du Fog Computing
Les capteurs IoT sont placés au niveau le plus bas de l'architecture et répartis en différents endroits géographiques, détectant l'environnement et émettant des valeurs observées vers les couches supérieures via des gateway pour un traitement ultérieur et un filtrage. Dans l'architecture, tout élément du réseau capable d'héberger des modules d'application s'appelle Fog Device.
- Monitoring
Les composants de Monitoring surveillent l'utilisation des ressources et la disponibilité des capteurs et éléments de réseau. Ils surveillent les applications et les services déployés sur l'infrastructure en surveillant leurs performances et leur statut. Les composants de Monitoring surveillent aussi l'alimentation. C’est d’ailleurs l'un des défis les plus difficiles auxquels se heurtent la plupart des solutions IoT: utiliser des ressources des nœuds IoT tout en tenant compte des contraintes sur la consommation d'énergie. Contrairement aux centres de données dans le Cloud, le Fog computing englobe un grand nombre de périphériques avec une consommation d'énergie hétérogène, ce qui rend la gestion de l'énergie difficile à atteindre. Par conséquent, évaluer l'impact des applications et des politiques de gestion des ressources sur la consommation d'énergie est crucial avant le déploiement dans les environnements de production. Par conséquent, nous avons besoin d'une composante de surveillance de l'alimentation dans l'architecture qui est chargée de surveiller et de signaler la consommation d'énergie des appareils Fog dans la simulation. Les composants de surveillance fournissent ces informations à d'autres services au besoin.
- Ressources Management
Le composant de Ressources Management est la composante principale de l'architecture et est constitué de modules qui gèrent les ressources de manière cohérente de telle sorte que les contraintes de QoS au niveau de l'application soient satisfaites et que le gaspillage des ressources soit réduit au minimum. À cette fin, ce composant joue un rôle majeur en contrôlant l'état des ressources disponibles (informations fournies par le service Monitoring) pour identifier les meilleurs candidats pour héberger un module d'application.
- Application Modèles
Une application est modélisée comme une collection de modules, qui constituent les éléments de traitement des données. Les données générées en sortie par le module i peuvent être utilisées comme entrées par un autre module j, donnant lieu à une dépendance de données entre les modules i et j. Ce modèle d'application permet de représenter une application sous la forme d'un graphe dirigé, les sommets représentant les modules d'application et les bords dirigés montrant le flux de données entre les modules.
Standardisation
Aujourd’hui il existe une standardisation pour l’Iot elle est faite par l’Open Fog Consortium que regroupe ARM, Cisco, Dell, Microsoft, Université de Princeton. Leur but étant de développer le Fog Computing afin de résoudre tout problème lié à la latence élevée sur les réseaux et la perte de connectivité. OpenFog crée des événements pour les entreprises afin de favoriser le développement du Fog Computing
Sources
https://www.openfogconsortium.org/
http://www.buyya.com/papers/IEEE-FogComputing2016.pdf
http://www.buyya.com/papers/IEEE-FogComputing2016.pdf