Was ist eigentlich Fog-Computing?
Foto: Silvabom/Shutterstock
Das Internet of Things (IoT) ist längst mit dem Internet verschmolzen und vereint Smartliving-Geräte, Maschinenkomponenten und ganze Fabriken aus der Industrie sowie Connected Cars in sich. In allen Bereichen drängen immer mehr Geräte und Services auf den Markt, die Exabyte an Daten mit Rechenzentren austauschen. Auf Netzwerkebene wird der Funkstandard 5G dieses Wachstum von immer mehr IoT-Devices pro Funkzelle lösen (müssen). Irgendwo müssen die Daten aber verarbeitet werden – hier setzen die Technologien Edge- und Fog-Computing an.
What the Fog?
Fog-Computing ist eine Netzwerkarchitektur, die sich von den „Edges“, also den Punkten, an denen Daten erzeugt werden, bis zu denen erstreckt, an denen Informationen gespeichert werden. Was meist eine Cloud oder ein Rechenzentrum ist. Dieses verteilte Netzwerk ist also das Bindeglied zwischen dem Datentransport in die Cloud und ihrer Erstellung und Analyse am Rand (englisch: Edge). In weniger fachinformatischen Worten bedeutet das, dass sich die Netzwerkebene Fog-Computing beispielsweise darum kümmert, dass die Daten eines autonomen Autos ihren Weg ins Rechenzentrum finden. Doch es passiert noch mehr.
Denn Fog-Computing kann einem Unternehmen größere Kontrolle darüber geben, wo solche Daten in einem bestimmten Augenblick am sinnvollsten berechnet werden sollen. Ein Connected Car, dessen Assistenzsysteme das Straßengeschehen analysieren, muss innerhalb von Millisekunden über Ausweichmanöver entscheiden. In Bad Säckingen, der Stadt mit dem schlechtesten Funknetz in Deutschland, oder anderen Offline-Höllen kann also nicht erst auf die Antwort aus dem nächsten Rechenzentrum gewartet werden.
Fog-Computing-Frameworks können in solchen Fällen festlegen, ob das Netzwerk schnell genug für den Datentransfer ist, ob eine Verbindung mit geringer Latenz erstellt werden oder dagegen Edge-Computing eingesetzt werden soll. Also die Berechnung auf dem Endpunkt, statt im Rechenzentrum. Fog- und Edge-Computing gehen hier gewissermaßen Hand in Hand, wobei letzteres etwas ungenau formuliert als „viele verteilte Mini-Clouds“ bezeichnet werden kann.
Die wichtigsten Anwendungsfälle
Neben autonomen Fahrzeugen auf unseren Straßen werden in Zukunft auch vernetzte Städte und Versorgungssysteme von Fog-Computing profitieren. Die Smartcitys und Grids können Daten genau da verarbeiten, wo sie gerade benötigt werden und Lastspitzen ausgleichen oder den Verkehr in Großstädten durch dezentralisierte Ampelschaltungen optimieren. Und auch in der Industrie bringt „fogging“ eine Menge Vorteile, wenn eine Maschine schnell auf nicht rund laufende Komponenten reagieren muss. Oder wiederum Wartungsdaten ins Rechenzentrum schickt.
Mit etwas weniger humanitären oder produzierenden Motiven wird sich sicherlich auch die Finanzindustrie des Themas annehmen. Während Großrechner schon seit Jahrzehnten Mikrotransaktionen vornehmen und den Parketthandel somit nahezu überflüssig gemacht haben, kann Fog-Computing auch hier zum Einsatz kommen. Gleiches Prinzip wie bei den anderen Beispielen: schnellere Entscheidungen bei den Transaktionen, aber auch Finanzbetrug kann somit potenziell besser überwacht werden.
5G als Schlüsseltechnologie
Es steht wohl außer Frage, dass 5G eine Menge Dinge beschleunigen oder überhaupt erst ermöglichen wird. Der Funkstandard wird in naher Zukunft vermutlich nicht nur Festnetzanschlüsse sowie stationäres Internet für Endkunden überflüssig machen. Und im unausweichlichen Kampf um Kunden dafür sorgen, dass echte Smartphone-Flatrates zum Standard werden. Auch in der Wirtschaft reibt man sich die Hände, um mit 5G und der Netzwerkarchitektur Fog-Computing mehr automatisierte Smartfactorys aus dem Boden stampfen und mit anderen Systemen vernetzen zu können.
Um für diese IoT-Zukunft einen Standard zu schaffen, haben Cisco, Intel, Microsoft, die Princeton University in den USA, Dell and ARM Holdings 2015 das Openfog Consortium gegründet, das mittlerweile zum Industrial Internet Consortium gehört. Das vereint mittlerweile 57 Mitglieder aus der Wirtschaft sowie öffentliche Institutionen, die in einem Whitepaper eine Referenzarchitektur für Fog-Computing skizziert haben. Die wurde letztes Jahr von der IEEE Standards Association aufgenommen und gilt als erster offizieller Standard. Die definierten acht Säulen bestehen aus Sicherheit, Skalierbarkeit, Offenheit, Autonomie, Programmierbarkeit, RAS (Abkürzung aus dem Englischen für: Verlässlichkeit, Verfügbarkeit und Gebrauchstauglichkeit), Agilität sowie Hierarchie.
Edge of Tomorrow
Wenn auch Fog- und Edge-Computing momentan eher ein Randthema in weiten Teilen der Techszene sind, werden beide in Zukunft eine wichtige Rolle bei verteilten Netzwerkinfrastrukturen spielen. Fortschritte bei der KI, die in primitiverem Maße schon heute auf Smartphone-Chips zum Einsatz kommt, und noch schnellere Funkstandards brauchen ein solches System, das diese Datenmengen effektiv handhaben kann.
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Dein t3n-Team
„Es steht wohl außer Frage, dass 5G eine Menge Dinge beschleunigen oder überhaupt erst ermöglichen wird. Der Funkstandard wird in naher Zukunft vermutlich nicht nur Festnetzanschlüsse sowie stationäres Internet für Endkunden überflüssig machen. “
Diese These halte ich für sehr fragwürdig. Das hat man schon bei 3G und 4G behauptet – Funk bleibt immer Shared-Medium, sodass latezsensitive Anwendungen garantiert weiter über Kabel laufen werden. Zusätzlich würde die Netzlast und damit die Geschwindigkeiten ziemlich stark schwanken (abends Netflixen alle in 4k, usw.). Zudem gibt es Menschen (wie mich), die ihr stationäres Internet ziemlich toll finden und nicht permanent in einer Mikrowelle sitzen wollen.
Solche Aussagen sind polemisch und man bekommt fast das Gefühl, als hätte der Autor einen Vertrag mit einem Telekommunikationsanbieter.
Tut mir leid, dass du das so siehst und es bleibt ja auch jedem seine persönliche Präferenz frei, zu wählen. 5G geht halt aber eben genau diese Probleme von immer mehr Geräten an und genau das ist der Unterscheid zu den bisherigen Funkstandards.
In einer Mikrowelle sitzt Du übrigens jetzt schon und ich nehme mal an, dass Du dich um Deine Gesundheit in dem Fall sorgst, mir persönlich sind auf jeden Fall keine Langzeitstudien bekannt, die mir Sorgen bereiten.
Polemisch ist eine solche Aussage keineswegs sondern ein Zukunftsausblick, zumal das ich das „vermutlich“ schon nicht ohne Grund da hingeschrieben habe, da ich genau das nicht voraussehen kann, wie niemand. Das erste dagegen schon. Wir quatschen einfach in 5-10 Jahren nochmal ;)
Das du das Gefühl hast, ich hätte einen Vertrag mit einem Telekommunikationsanbieter finde ich merkwürdig, denn ich hab in dem Beitrag keinerlei Kennzeichnung für einen Sponsored Post oder eine Anzeige gefunden und würde sowas aus rein ethischen Gründen auch nicht machen, auch wenn ich im Marketing arbeite. Finde diese Art von Unterstellung ehrlich gesagt haltlos deinerseits, nur weil es gegen deine Meinung geht, aber nun gut.
„Ein Connected Car, dessen Assistenzsysteme das Straßengeschehen analysieren, muss innerhalb von Millisekunden über Ausweichmanöver entscheiden. In Bad Säckingen, der Stadt mit dem schlechtesten Funknetz in Deutschland, oder anderen Offline-Höllen kann also nicht erst auf die Antwort aus dem nächsten Rechenzentrum gewartet werden.“
Ähm, ich weiß was gemeint ist, aber an sich ein schlechtes Beispiel: Autonome Fahrzeuge kommunizieren nicht über Rechenzentren bzw. warten auf deren Rückmeldung, sondern wenn (untereinander) vor allem über V2V bzw. sind simpel gesagt vor allem Insellösungen, sprich: Der Großteil der Datenauswertung passiert im Fahrzeug selbst – ansonsten wäre es auch kaum autonom. 5G ist für Sekundärinformationen wichtig, die jedoch nicht wesentlich für das autonome Fahren sind.
Beispiel: Fahrzeug A meldet „Aquaplaning“ an B, C, D hinter sich, dass sich diese darauf „einstellen“ können (also: Geschwindigkeit runter) und nicht (dumm wie ein Mensch) jedes Fahrzeug dies für sich feststellen muss.
Und ja – Kommentar davor – Funk bleibt shared. War es aber eh schon immer und 5G ist auch nicht für „mehr 4k gucken“ gedacht, sondern mehr oder weniger ein Industrienetz. Das wird immer gern übersehen, da es kaum praktische Anwendung für Consumer, abgesehen von Trackingverfahren, gibt. Deswegen sitzt man, komisch dass man die eine Erkenntnis haben kann ohne zur anderen zur gelangen, auch nicht in einer Mikrowelle… mal abgesehen von anderen technischen „Einschränkungen“.
Deswegen ja auch die Möglichkeit, beides zu nutzen, gell? Anwendungsfälle, Informationen aus der Cloud zu ziehen und sie hinzuschicken sind jetzt relativ leicht vorstellbar (Autos schicken Daten dahin, andere erhalten sie und können sie als Empfehlungen nutzen (automatisiert) langsamer zu fahren, um Staus zu vermeiden, etc.)
Klar bleibt Funk shared und letztlich ist so ziemlich alles, was mehr als einen Nutzer hat irgendwo shared ;) 5G kann nur eben mehr Nutzer mit höheren Bandbreiten pro Zelle erreichen, was im Grund auch nicht der Punkt des Artikels war, aber seis drum ;)