Was ist Fog Computing?

Technologie

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Datum 20.10.2021
Lesezeit 4 Min.

Was ist Fog Computing?

Der zunehmende Einsatz des Internet der Dinge (engl. „Internet of Things“, kurz  „IoT“) wird dazu führen, dass besonders Unternehmen in den kommenden Jahren mit immer mehr Daten konfrontiert werden. Im Zusammenhang mit der als Industrie 4.0 bezeichneten Veränderung innerhalb vieler Fertigungsprozesse werden viele Maschinen „smart“: Sensoren produzieren rund um die Uhr große Mengen an Daten, die ohne Verzögerung verarbeitet und analysiert werden müssen. Um eine möglichst latenzfreie Kommunikation von Maschinen untereinander zu ermöglichen, reicht es nicht mehr, Daten in ein weit entferntes Rechenzentrum zu leiten. Vor diesem Hintergrund wird Fog Computing immer wichtiger. 

Was Fog Computing bedeutet, wie es funktioniert und welche Vorteile sich für Ihr Unternehmen durch diese Cloud-Technologie ergeben, erfahren Sie in diesem Beitrag.

 

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Was ist Fog Computing?               

Fog Computing ist eine Form der Cloud-Technologie, in der Daten aus Endgeräten nicht sofort in die „Wolke“ hochgeladen, sondern zunächst in vorgeschalteten Rechenzentren verarbeitet werden. Diese dezentrale Netzwerkstruktur befindet sich zwischen den Daten produzierenden Geräten am Rande (Edge) der IT-Struktur und der Cloud. Manche Experten nennen diese Struktur auch Fog Networking oder umgangssprachlich Fogging.

YouTube / Professor Messer

 

Warum heißt es Fog Computing?

Der Begriff „Fog Computing“ geht zurück auf den US-Tech-Konzern Cisco und war ursprünglich ein Marketingbegriff. Fog, also das englischen Wort für Nebel, steht hier als ein Bild für eine IT-Struktur, die im Gegensatz zur Cloud (Wolke) aus vielen kleinen „Tröpfchen“ besteht. Diese Tröpfchen stehen sinnbildlich für die sogenannten Fog Nodes, also zwischengeschaltete Rechner. Welche Aufgabe diese „Knotenpunkte“ innerhalb einer Fog-Computing-Struktur haben, erklären wir im Folgenden.

Eines der wichtigsten Ziele eines Fog-Computing-Systems ist die Reduzierung von Datenverkehr durch Fremdnetze. Hierbei kommen die sogenannten Fog-Nodes (engl. „Knoten“) ins Spiel: Diese Rechenknoten bilden die sogenannte „Fog Layer“. Die Nodes-Rechner in dieser Schicht entscheiden, ob Daten lokal verarbeitet oder zur weiteren Verarbeitung in die Cloud weitergeleitet werden. Insgesamt besteht eine Fog-Computing-Architektur aus drei Schichten (Layer):

Edge Layer: Auf dem Edge Layer befinden sich alle in einer IoT-Anlage vorhandenen smarten Geräte, wie etwa Sensoren. Entweder werden die hier anfallenden Daten gleich nach dem Erfassen durch das Device verarbeitet oder zur weiteren Verarbeitung und Analyse auf die darüber liegende Schicht weitergeleitet – die Fog Layer.

Fog Layer: Auf dieser Schicht kommen die von den smarten Devices der Edge Layer erzeugten Daten an und werden durch Server (Nodes) weiterverarbeitet. Die Daten erreichen danach die Cloud Layer.

Cloud Layer: Innerhalb eines Fog-Computing-Systems steht die Cloud-Schicht zu oberst. Hier werden die Daten erfasst, die in den Fog Nodes der Fog Layer bereits vorverarbeitet wurden. Außerdem „landen“ in der Cloud Rohdaten aus den IoT-Geräten der Edge-Schicht.

Ausklappbare Informationsgrafik

 

Warum Fog Computing?

In IoT-Systemen kommt es auf Geschwindigkeit an: Innerhalb einer Maschinenhalle produzieren und senden hunderte Sensoren rund um die Uhr Daten, die es zu analysieren gilt. Wenn in einer solchen Anlage die Verarbeitung in „nur“ einer Cloud erfolgen soll, müssen Datenströme der gesamten Infrastruktur eine weite Distanz zum Rechenzentrum überbrücken.

Kommen darüber hinaus innerhalb einer IoT-Anlage viele neue Daten liefernde Endgeräte dazu, kann dies zu einer Leistungsminderung des Systems führen – es wird unter Umständen langsamer. Beim Fog Computing werden jedoch Rechenprozesse aus der Cloud „ausgelagert“, beziehungsweise vorgeschaltet. Bereits die smarten IoT-Geräte können selbst Daten vorverarbeiten und dann an die Fog Nodes weiterleiten. Die Entlastung der eigentlichen Cloud-Rechenleistung ist enorm. Im Folgenden fassen wir zusammen, welche Vorteile Fog Computing bietet.

Fog Computing:

  • verbessert die Echtzeitleistung sowie die Verfügbarkeit von IoT-Geräten und Daten,
  • reduziert Übertragungsdistanzen und verringert Latenzzeiten,
  • macht unabhängiger von zentralen Cloud-Rechnern und
  • reduziert die in der Cloud zu verarbeitende Datenmenge.
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Was ist der Unterschied zu Cloud Computing und Edge Computing?

Cloud Computing unterscheidet sich vom Fog Computing vor allem durch den Ort der Datenverarbeitung. Während beim Cloud Computing eine zentrale Rechenstruktur Daten speichert und verarbeitet, finden diese Prozesse hauptsächlich auf den Nodes-Rechnern statt.

Beim Edge Computing hingegen wird dieser Prozess an den „Rand“ (engl. „Edge“) eines IoT-Systems verlagert. Die IoT-Endgeräte verarbeiten anfallende Daten teils selbständig und befinden sich darüber hinaus in einem ständigen „Dialog“ mit anderen Maschinen.

Zukünftige Fog-Computing-Szenarien

In der Zukunft werden immer mehr „smarte“ Prozesse Einzug in unsere Städte erhalten, etwa bei vernetzten Aufzügen oder Parkscheinautomaten. Auch die Autoindustrie wird immer mehr Fahrzeuge mit intelligenten Sensoren ausstatten. Autonom oder halb autonom fahrende Pkw sind mit unzähligen Sensoren ausgestattet.


Damit das Fahrzeug auf die sich ständig verändernde Umgebungssituation während der Fahrt schnell reagieren kann, müssen enorme Datenmengen durch den Einsatz von Fog Nodes verarbeitet werden, die sich in unmittelbarer Nähe zu Straßen und Autobahnen befinden können.

Generell wird der Straßenverkehr zunehmend von smarter Sensorik überwacht. Daten, etwa über die Dichte des Verkehrs oder über Wetterverhältnisse, werden durch IoT-Sensorik entlang des Straßennetzes rund um die Uhr überwacht. Auch hier bedarf es einer Datenverarbeitung mit geringer Latenz – reines Cloud Computing kann dies jedoch nicht leisten. Daher wird Fog Computing im Alltag vieler Menschen eine wichtige Rolle spielen – wenn auch im Verborgenen

 

Erfolgt die Datenverarbeitung in Ihrem Unternehmen bereits mit Hilfe von Fog Computing? Über Ihre Erfahrungen in den Kommentaren freuen wir uns.

 


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