Certains processus industriels et commerciaux sont si délicats qu’utiliser le cloud computing pourrait nuire à la productivité et à l’efficacité globale du système. C’est là que l’informatique de brouillard (fog computing) intervient pour vous aider.
Le secteur technologique évolue à grande vitesse, avec de nouvelles technologies informatiques qui prennent de l’ampleur sur le marché. Selon le Gartner Hype Cycle de 2022, de nombreuses technologies de calcul et de stockage suscitent actuellement un engouement important en peu de temps.
Par exemple, le stockage informatique, les plateformes cloud industrielles, l’architecture maillée de cybersécurité ne sont que quelques exemples. Dans le contexte du cloud industriel, une technologie émergente est le fog computing. Il établit une liaison entre l’informatique de pointe ultra-rapide et l’informatique cloud à vitesse modérée.
Si votre entreprise gère des tâches critiques qui exigent une exécution rapide et une sécurité élevée, vous opterez pour l’informatique de pointe. Mais que se passe-t-il si le matériel d’informatique de pointe n’est pas en mesure de traiter la quantité de données que les machines génèrent sur place ? C’est à ce moment que vous utilisez le réseau de brouillard.
Continuez à lire pour découvrir l’informatique de brouillard, en commençant par les bases, ainsi que des ressources d’apprentissage complémentaires de haute qualité pour maîtriser l’informatique de brouillard dans un contexte d’entreprise ou professionnel.
Qu’est-ce que l’informatique de brouillard ?
L’informatique de brouillard est un réseau décentralisé d’infrastructure informatique ou de processus de traitement de données où les ressources informatiques se situent entre l’appareil ou la source de données et tout centre de données central ou infrastructure de cloud computing tierce.
Cisco a introduit le terme « fog computing » en 2012 pour désigner une alternative au cloud computing qui resterait plus proche des machines ou des applications où la vitesse de traitement des données doit être plus rapide, sous peine de ralentissement ou d’échec du processus.
Plus tard en 2015, des acteurs majeurs du matériel et du logiciel tels qu’Intel, Microsoft, Dell Technologies, ARM Holdings et Cisco Systems ont créé le Consortium OpenFog pour favoriser le développement du fog computing.
Aujourd’hui, l’informatique de brouillard est un concept largement reconnu dans les secteurs industriels où le traitement de données à haut débit doit s’effectuer à la périphérie du réseau cloud. Il est également désigné par les termes suivants :
- Réseautage de brouillard
- Brumisation
Le réseautage de brouillard agit comme un pont entre l’edge computing et le cloud computing. Afin de réaliser des économies sur la bande passante et d’accroître la vitesse de traitement, les processus de fabrication compatibles IoT, la domotique, les systèmes de sécurité, etc., peuvent mettre en œuvre une couche supplémentaire de puissance de calcul appelée la brumisation.
Cette couche de calcul prendra en charge les applications de stockage, de traitement et d’analyse. En fonction d’un ensemble d’instructions préconfigurées, les données seront directement transmises à une infrastructure d’informatique de brouillard plus proche de l’appareil IoT ou des capteurs qui collectent des données dans l’environnement opérationnel.
C’est également là que se trouve votre système d’informatique de pointe. Ainsi, vous pouvez considérer l’edge computing et le fog computing comme plus proches l’un de l’autre, tandis que le cloud computing reste beaucoup plus éloigné.
Si l’informatique de périphérie ne peut pas traiter les données, celles-ci sont acheminées vers un système de réseau de brouillard. Il traite les données et indique aux systèmes IoT les décisions à prendre. Ensuite, il stocke les données traitées dans le cloud à des fins d’archivage.
Comment fonctionne l’informatique de brouillard ?
Un cadre de réseautage de brouillard est composé de différents éléments matériels et logiciels, en fonction de son application industrielle.
Il intègre souvent des passerelles informatiques qui collectent des données provenant de machines intelligentes et de sources de données sur site. De plus, un réseau de brouillard peut prendre en charge des données issues de divers points de collecte, tels que des commutateurs et des routeurs qui relient les ressources numériques au sein d’un réseau.
Le principe de fonctionnement d’un système de fog computing consiste principalement à transporter des données depuis et vers l’IoT ou des capteurs dans un environnement IoT. Voici comment s’effectue le transfert de données pendant le processus de brumisation :
- Un contrôleur d’automatisation surveille les signaux de lecture provenant d’appareils IoT en réseau, de capteurs et d’autres machines intelligentes.
- Le contrôleur d’automatisation exécute une application ou un algorithme programmé qui, à son tour, automatise l’équipement IoT.
- Ce programme préconfiguré utilise un serveur OPC Foundation standard pour transporter les données vers l’appareil suivant dans le pipeline de réseautage de brouillard. OPC Foundation est également connu sous le nom d’Object Linking and Embedding for Process Control (OLEPC) ou Open Platform Communications (OPC).
- Le programme peut également utiliser n’importe quelle autre passerelle.
- Une machine convertit ces données en un protocole que différentes normes de communication Internet, telles que HTTPS ou MQTT (MQ Telemetry Transport), comprennent.
- Dès lors, le réseau Internet ou intranet peut facilement envoyer les données converties à un ou plusieurs nœuds de brouillard à la périphérie du cloud pour analyse.
- Les nœuds de brouillard indiqueront immédiatement aux appareils IoT connectés les actions à entreprendre, en fonction de l’analyse du signal environnemental.
- Enfin, le nœud de brouillard stocke les données sur un serveur cloud distant à des fins d’audit, d’analyse et d’archivage.
Examinons maintenant la brève différence entre le brouillard et l’informatique de pointe.
Fog Computing Vs. Informatique de pointe
La distinction fondamentale entre les réseaux Edge et Fog réside dans la localisation de la puissance de calcul.
Dans l’edge computing, la puissance de calcul et de prise de décision peut être intégrée à l’appareil IoT. Par exemple, des caméras de sécurité intelligentes compatibles avec la reconnaissance faciale, connectées à un réseau local (LAN) ainsi qu’à un stockage cloud.
Parfois, plusieurs petits dispositifs IoT tels que des actionneurs, des capteurs de température, des capteurs de fluides, des capteurs de mouvement, etc., reliés à un concentrateur informatique en périphérie, constituent également une architecture envisageable pour un réseau informatique en périphérie.
En revanche, le fog computing place l’intelligence ou la puissance de calcul sur le réseau local à l’aide d’un nœud ou d’un concentrateur de brouillard. Le concentrateur collecte les signaux du monde réel provenant d’appareils et de processus IoT, puis indique aux machines connectées et intelligentes les actions à entreprendre. Le nœud de brouillard a également pour mission d’envoyer des données au serveur cloud central pour une analyse plus poussée, ce qui n’est pas essentiel à la prise de décision en temps réel.
Cependant, certains experts de l’IoT considèrent la brumisation comme étant simplement la norme de Cisco pour l’edge computing.
Fog Computing Vs. Cloud computing
Maintenant que vous pourriez penser que l’informatique de brouillard et l’informatique cloud sont très similaires, il est important de connaître les différences entre les deux.
Le cloud computing crée un centre centralisé pour tous les besoins en calcul et en stockage. Cela rend le réseau non intelligent. À l’inverse, le réseautage de brouillard apporte de l’intelligence à la périphérie d’un réseau qui est également connecté à un cloud.
Cette intelligence en périphérie réduit la charge pesant sur le cloud computing et les ressources Internet.
Composants du Fog Computing
Différentes entreprises de l’IoT utilisent diverses approches pour configurer un système de réseau de brouillard. Par conséquent, vous pouvez trouver plusieurs architectures au sein de l’écosystème du réseau de brouillard. Toutefois, voici les éléments communs à toute architecture de brumisation standard :
#1. Nœuds virtuels et physiques
Il s’agit simplement d’appareils d’utilisateurs finaux tels que les téléphones mobiles, divers capteurs dans une chaîne de production, des haut-parleurs intelligents, des lumières intelligentes, etc., qui génèrent des données et exécutent des instructions.
#2. Dispositifs ou nœuds de brouillard
Il s’agit généralement de serveurs de brouillard, de passerelles de brouillard et de dispositifs de brouillard. Les dispositifs de brouillard stockent les données, tandis qu’une passerelle de brouillard analyse les données provenant de plusieurs dispositifs de brouillard. Enfin, les passerelles de brouillard sont responsables du routage et du réacheminement des données.
#3. Services de surveillance
Ces API permettent de s’assurer que les nœuds de brouillard et les appareils IoT ne sont pas bloqués et qu’ils communiquent en permanence.
#4. Programmes de traitement des données
Ces programmes s’exécutent sur un serveur de brouillard pour filtrer, traiter, nettoyer, reconstruire et, enfin, stocker les données sur le cloud.
#5. Systèmes de gestion des ressources
Il fonctionne comme une unité d’équilibrage de charge et surveille l’utilisation de tous les nœuds de brouillard.
#6. Applications et outils de sécurité
Le chiffrement des données en transit et au repos est toujours nécessaire pour garantir la sécurité du fog computing. Ces éléments assurent un chiffrement solide des données numériques.
#7. Interface graphique, logiciels et applications
Ce sont des applications et des outils que les utilisateurs ou les opérateurs d’usine utilisent pour contrôler l’ensemble du système.
Pourquoi et quand avez-vous besoin du Fog Computing ?
Le fog computing permet aux entreprises basées sur l’IoT de développer leurs opérations. Elles ne pouvaient pas compter sur le cloud computing, car en cas de pic de trafic ou d’utilisateurs, le cloud computing peut échouer.
Le cloud computing est une source intéressante de puissance de calcul, de plateforme de programmation et de stockage de masse à faible coût. Cependant, vous ne pouvez pas vous fier uniquement au cloud ou à la virtualisation lorsqu’il s’agit de processus exigeant un niveau de précision et de vitesse critique.
Lorsque l’on parle d’une latence quasi nulle dans une usine ou une ville intelligente basée sur un système IoT, il est nécessaire de mettre en place un ou plusieurs systèmes de réseautage de brouillard, en fonction de la taille de l’environnement IoT.
Voici quelques autres raisons majeures pour mettre en œuvre la brumisation :
- Vos systèmes IoT collectent trop de données et vous n’avez pas besoin de toutes ces données. Par conséquent, la brumisation peut vous aider à filtrer les données.
- L’équipement IIoT en réseau doit réagir en une milliseconde après la détection d’une anomalie. Une telle vitesse ne peut être atteinte qu’avec l’edge computing ou le fog computing.
Explorons ensuite les avantages du fog computing.
Avantages du Fog Computing
Découvrez ci-dessous le potentiel du réseautage de brouillard dans la ville intelligente, la domotique et l’automatisation industrielle :
Réduire la latence
Si la latence est un facteur essentiel pour votre entreprise, le fog computing est un choix idéal. Il effectue l’analyse des données à un point proche de la source des données. Ainsi, les entreprises peuvent s’attendre à une latence minimale par rapport aux autres technologies.
Dans des secteurs tels que la fabrication et l’énergie, où chaque seconde compte, le réseau de brouillard peut fournir des alertes plus rapides, garantissant une réduction du temps perdu.
Réduire l’utilisation de la bande passante
Dans le fog computing, l’analyse des données ne nécessite pas le déplacement des données vers un serveur cloud. Par conséquent, il n’y a pas besoin d’une grande quantité de bande passante réseau. Cela réduit non seulement la dépendance à Internet, mais permet également aux entreprises de réaliser des économies.
Bien que les appareils connectés continuent à générer des données à des fins d’analyse, les tâches sont exécutées au point le plus proche. Par conséquent, la plupart des données n’ont pas besoin d’être transportées.
Confidentialité
Dans un contexte où la confidentialité des données est essentielle, le fog computing prend le relais. Chaque fois que les entreprises doivent appliquer un certain niveau de confidentialité, elles peuvent avoir recours au réseau de brouillard.
Toutes les données critiques sont analysées localement, tandis qu’une équipe informatique surveille et gère attentivement l’appareil. Seuls les sous-ensembles de données qui nécessitent une analyse de niveau supérieur sont envoyés au serveur cloud.
Par conséquent, les données traitées par le fog computing sont comparativement plus sûres face aux atteintes à la vie privée.
Réduction des coûts
Le coût est souvent une préoccupation majeure pour tous types d’organisations. Si elles optent pour la brumisation, le coût global pour l’entreprise diminue. Comme ce type d’informatique nécessite moins de bande passante réseau, les coûts d’exploitation sont considérablement réduits.
Sécurité Maximale
Toutes les données générées par l’IoT doivent être protégées contre les accès non autorisés et les cybercriminels. Dans le fog computing, les nœuds de brouillard peuvent être surveillés et protégés à l’aide des mêmes contrôles et politiques que ceux que les entreprises appliquent au reste de leur environnement informatique. Ainsi, les données sont en sécurité lors de leur transmission et au repos.
Améliorer la fiabilité
Dans la plupart des cas, les appareils IoT doivent fonctionner dans des conditions environnementales difficiles. Le réseautage de brouillard peut améliorer la fiabilité des données, même dans ces conditions difficiles, tout en réduisant le besoin de transmission de données vers le cloud.
Analyse en temps réel
Les entreprises qui utilisent le fog computing ont également accès à des analyses de données en temps réel. Elles peuvent tirer parti de cette fonctionnalité pour garder une longueur d’avance sur leurs concurrents.
Les entreprises des secteurs manufacturier et financier doivent prendre des décisions instantanées à l’aide de données analytiques. Elles peuvent profiter de la brumisation grâce à son transfert rapide de données en temps réel.
Ressources d’apprentissage
#1. Fog Computing : concepts, cadres et applications
Vous cherchez un livre de type manuel pour étudier la brumisation, des bases au niveau avancé ? Essayez ce livre sur le fog computing publié par CRC Press sur Amazon.
Voici les caractéristiques notables de ce livre à couverture rigide :
- Introduction et fondements du fog computing
- Architecture informatique du brouillard
- Évaluation du fog computing dans l’IoT
- Apprentissage automatique dans le fog computing
- Sécurité des informations dans le fog computing
- Applications et outils de simulation de fog computing
- Diverses applications concrètes du fog computing
#2. Fog Computing et Internet des objets
Cette conférence sur le fog computing et l’Internet des objets a eu lieu récemment. Elle portait sur le sujet émergent du secteur informatique.
Ce livre récapitulatif de la conférence sur l’informatique est disponible sur Amazon en versions à couverture rigide et brochée.
Conclusion
L’Internet des objets et l’Internet industriel des objets se développent rapidement. Selon Statista, il y avait 8,6 milliards d’appareils IoT et IIoT actifs en 2019. Ce nombre est passé à 15,14 milliards en 2023. Une prévision minutieusement établie par la même société d’analyse statistique indique que le monde comptera environ 29,42 milliards d’appareils IoT actifs d’ici 2030.
Ces nombres impressionnants d’appareils IoT à domicile, dans les municipalités des villes intelligentes et dans les industries nécessiteront des pétaoctets de bande passante Internet s’ils envisagent de fonctionner sur une infrastructure de cloud computing.
Sans oublier que certains processus IoT critiques n’atteindront jamais une vitesse de traitement plus rapide s’ils s’en tiennent au cloud. Le fog computing est une solution raisonnable entre le cloud et la périphérie, et vous pouvez explorer des opportunités commerciales ou des postes professionnels bien rémunérés lorsque vous étudiez et maîtrisez le fog computing.