分散コンピューティングアーキテクチャ:クラウドから霧と露まで

クラウドコンピューティングと互換性のある独立したコンピューティングはデューイと呼ばれます(ごめん、Habr、しかしロシア語でデューコンピューティングの別の良い定義は見つかりませんでした)。 デューコンピューティングの主な原則は、クラウドコンピューティングの主な欠点である安定したインターネット接続の要件を補うことです。 デューコンピューティングはオフラインでサービスと機能を提供しますが、クラウドが利用できなくなる間は依然として不信を引き起こします。 ここで追加のレベルが役立ちます-霧コンピューティングは、クラウドコンピューティングと露コンピューティングの間の一種です。 いくつかのソースから収集したこの記事では、この概念をさらに詳しく検討します。



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はじめに



コンピューターおよびネットワーク分野の主要なイベントの1つであるクラウドコンピューティングは、多くの問題に対する最も柔軟で費用対効果の高いソリューションと考えられています。 クラウドコンピューティングの制限の中でも、待ち時間が長く、これはタイムクリティカルなアプリケーションに対する大きな障壁と考えられています。 ほとんどのIoTアプリケーションは遅延に敏感であり、迅速な応答が必要です。 この目的のために、シスコはフォグコンピューティングという新しいパラダイムを導入しました。 フォギーコンピューティングでは、サービスを端末デバイス、アクセスポイント、または専用サーバーでホストできます。



新しいタイプのコンピューティングにより、アプリケーションは、大量のデータを生成するデバイスまたはデータを生成するプロセスに可能な限り近接して動作できるようになりました。 ミスティコンピューティングは、クラウド遅延の問題を解決します。 それにもかかわらず、別の同様に重要な問題が残っています-永続的なインターネット接続の要件。 これにより、軽量のローカルコピーがローカルデバイスに保存され、オフラインモードでもユーザーの作業を容易にする、別の種類のコンピューティングアーキテクチャであるデューコンピューティングが発明されました。 インターネット接続が利用可能になるとすぐに、デバイスはクラウドと同期します。



良い例は、デスクトップ用のDropboxまたはGoogleドライブです。 ディスクは常に使用可能で、ユーザーはインターネット接続に関係なくデータを保存、更新、削除できます。 それにもかかわらず、バージョン追跡にはインターネットが必要なため、これは本格的な露コンピューティングアプリケーションではありません。 デューコンピューティングは開発の初期段階にあるため、多くの疑問が生じます。 この記事では、クラウドコンピューティングレイヤーのシーケンスの問題の解決を試みます。







分散コンピューティング階層



そのため、クラウド、フォグ、およびデューコンピューティングの3つのレベルで構成される新しい階層構造があります。 これらの階層層は、急速に進化する複雑な分散コンピューターシステムを促進するように設計されており、次の要件を満たす必要があります。







デバイスレベルのアーキテクチャ



上の図は、ユーザー層、コミュニティ層、クラウド層の3つの層を示しています。 ユーザーレイヤーは、ユーザーデバイス(パーソナルコンピューター、ラップトップ、またはモバイルデバイス)で構成されます。 ラップトップおよびモバイルデバイスは、ワイヤレスインターフェイスを介してコミュニティサーバーに接続されます。 デスクトップは、シリアルインターフェイスまたはワイヤレスインターフェイスを介してコミュニティサーバーに接続できます。 同時に、ユーザーのデバイスでアクティブなインターネット接続を行う必要はありません。ユーザーはAインターフェイスを介して、 Wi-Fiまたはローカルエリア接続でコミュニティサーバーに接続されます。 ただし、別のサーバーインターフェイスであるインターフェイスBがインターネットに接続されます。 これにより、クラウドサーバーとアクティブに同期できます。



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エンドユーザーデバイスには、データとコントロールの2つの隔離された領域が含まれます。 これらは、オペレーティングシステムの観点から完全に独立した閉じたインフラストラクチャです。 コミュニティサーバーは、デバイスのパブリック部分にアクセスし、データ領域からデータを取得またはダウンロードできますが、管理指示(存在する場合)はコントロールゾーンを使用して報告されます。 プログラムまたは一連の命令は、データ領域内のデータの動作を制御します。 ユーザーは、パブリックと見なされるものを選択できます。また、自分のプログラムを管理の分野に置くこともできます。



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フィルム評価システムの例のアプリケーションレベル



以下で説明するレビューシステムは、膨大な数のビジネスエリアに適用できる可能性がありますが、フィルムレビューシステムがコンセプトを実証することを検討します。



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映画館に到着するとすぐに、オープンアクセスでコミュニティサーバーに接続します。 コミュニティサーバーは、ユーザーのデバイスのオープンデータエリアでインタラクティブなページを起動します。 次に、デバイスを制御するための通知が送信され、ユーザーに表示されます。たとえば、「ようこそ! 映画を評価してください。」 この種の通知は、映画の間や映画の終わりに送信できます。







ユーザーは、映画の中断時または映画の終わりに、いつでも映画を評価およびレビューでき、応答がコミュニティサーバーに送信されます。 すべての回答が収集され、インターネット経由でサーバーに送信されます。 このようなコメントはインターネット経由ですぐに利用できるようになり、露クラウドアーキテクチャの一貫性の問題が完全に解決されます。 また、特別なページをクリックする代わりに、ユーザーはFacebookまたはTwitterを使用して新しいレビューを取得できますが、アプリケーションはこのようなアーキテクチャをサポートするように設計する必要があります。 このアーキテクチャをサポートするために開発できるアプリケーションについて詳しく説明します。







アプリケーション層アーキテクチャ



概念をよりよく実証できる2つのシナリオについて説明します。



Dropbox :Dropboxはインターネットで正常に機能しています。 インターネット接続が利用できる場合、ファイルを保存、削除、または更新できます。



インターネットが利用可能になると、中間バージョンではなく、最新バージョンのファイルが保存されます。 しかし、ユーザーが中間オプションを必要とする場合はどうでしょうか? 露の計算を実装するために、Dropboxは、インターネットに接続せずにユーザーのデバイスでローカルに動作するバージョン管理システムを実装できます。 接続が表示されるとすぐに、バージョン管理システムを使用して保存された最新バージョンと中間バージョンがクラウドに保存されます。



Facebookモバイルアプリ :映画評価システムの例に戻ります。 ユーザーがオンラインシネマに入るとすぐに、コミュニティサーバーはFacebookとのやり取りのゾーンを管理するための指示を送信します。 次に、映画の公式Facebookページのコピーをデータゾーンに移動します。 コントロールゾーンは、受信したFacebookムービーページとFacebookアプリケーションデータを接続します。 ユーザーは自分の前に別のページがあることを知らず、Facebookページに映画に関するレビューを残し、回答がコミュニティサーバーに送信され、そこで評価/レビューを取得してから、Facebookサーバーと同期します。 レビュー/評価は、インターネットですぐに利用できます。



結論の代わりに



フォグコンピューティングレベルの導入により、矛盾の問題はある程度解決されました。 オペレーティングシステムとアプリケーションは、それぞれデバイスレベルとアプリケーションレベルを使用した露点計算をサポートできます。 もちろん、コミュニティサーバーは完全に自律的なコンピューティングを実現する上で重要な役割を果たします。












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