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IoT の推進には Fog コンピューティングが不可欠だ: その理由を考えてみよう!

Posted in .Selected, Amazon, Cisco, Dell, Google, IBM, IoT, Microsoft, Oracle, Strategy by agilecat.cloud on May 10, 2016
Is Fog Computing The Next Big Thing In Internet of Things?
Janakiram MSV, Contributor – Apr 18, 2016
http://www.forbes.com/sites/janakirammsv/2016/04/18/is-fog-computing-the-next-big-thing-in-internet-of-things/#6e63e3d71be2
 
_ Forbes
 
One of the reasons why IoT has gained momentum in the recent past is the rise of cloud services. Though the concept of M2M existed for over a decade, organizations never tapped into the rich insights derived from the datasets generated by sensors and devices. Existing infrastructure was just not ready to deal with the massive scale demanded by the connected devices architecture. That’s where cloud becomes an invaluable resource for enterprises.
 
この数年において IoT はが勢いを得ているが、その要因としては、クラウド・サービスの台頭も挙げられる。M2M の概念は 10年以上も前から存在しているが、センサーやデバイスで生成されたデータセットから、リッチな洞察を取り出そうとする企業は存在しなかった。つまり、既存のインフラストラクチャは、コネクテッド・デバイス・アーキテクチャが要求するスケールに、対応するだけの準備を整えていなかったことになる。その一方で、クラウドが、エンタープライズのための貴重なリソースになり始めている。
 
Golden Gate BridgeFlickr
David Yu
 
With abundant storage and ample computing power, cloud became an affordable extension to the enterprise data center. The adoption of cloud resulted in increased usage of Big Data platforms and analytics. Organizations are channelizing every bit of data generated from a variety of sources and devices to the cloud where it is stored, processed, and analyzed for deriving valuable insights. The combination of cloud and Big Data is the key enabler of Internet of Things. IoT is all set to become the killer use case for distributed computing and analytics.
 
潤沢なストレージと充実したコンピューティング・パワーを提供することで、クラウドはエンタープライズのデータセンターを、手頃な価格で置き換える存在となった。そしてクラウドの採用により、Big Data のプラットフォームと分析システムが、とても使いやすいものになった。その結果、エンタープライズは貴重な洞察を導き出すために、さまざまなデバイスから生成された全データをクラウドへ向けて送り出し、そこで保存/処理/分析を行おうとしている。クラウドと Big Data の組み合わせは、IoT を実現するための重要な存在である。つまり IoT は、分散と分析のためのコンピューティングの、キラー・ユースケースになる準備を整えているのだ。
 
Cloud service providers such as Amazon, Google, IBM, Microsoft, Salesforce, and Oracle are offering managed IoT platforms that deliver the entire IoT stack as a service. Customers can on-board devices, ingest data, define data processing pipelines that analyze streams in real-time, and derive insights from the sensor data. Cloud-based IoT platforms are examples of verticalized PaaS offerings, which are designed for a specific use case.
 
Amazon, Google, IBM, Microsoft, Salesforce, and Oracle などのクラウド・サービス・プロバイダーたちは、IoT Stack as a Service を提供するための、マネージド IoT プラットフォームを提供している。顧客たちは、それらのサービスにデバイスを組入れ、データの取得と処理のためのパイプラインを定義し、センサー・データから洞察を得るための、リアルタイムなストリーム分析を実現していく。つまり、クラウド・ベースの IoT プラットフォームは、特定のユースケースのためにデザインされた、垂直型 PaaS の一例となる。
 
While cloud is a perfect match for the Internet of Things, not every IoT scenario can take advantage of it. Industrial IoT solutions demand low-latency ingestion and immediate processing of data. Organizations cannot afford the delay caused by the roundtrip between the devices layer and cloud-based IoT platforms. The solution demands instant processing of data streams with quick turnaround.
 
クラウドは IoT と完璧にマッチするが、すべての IoT シナリオが、必ずしも活用できるものではない。産業用の IoT ソリューションが要求するのは、低レイテンシによるデータの取得と、データの即時的な処理となる。そして、この種のソリューションでは、デバイスのレイヤと、クラウド・ベース IoT プラットフォームの間で生じる、ラウンドトリップによる遅延が許されない。つまり、迅速に機能するデータストリームの、即時的なプロセスが要求されるのだ。
 
For example, it may be too late before the IoT cloud shuts down an LPG refilling machine after detecting an unusual combination of pressure and temperature thresholds. Instead, the anomaly should be detected locally within milliseconds followed by an immediate action trigged by a rule. The other scenario that demands local processing is healthcare. Given the sensitivity of data, healthcare companies don’t want to stream critical data points generated by life-saving systems. That data needs to be processed locally not only for faster turnaround but also for anonymizing personally identifiable patient data.
 
たとえば、LP ガスのシステムにおいて、圧力と温度のしきい値に異変を検知した後に、IoT クラウドが再充填マシンをシャットダウンするのでは、遅いのだ。その代わりに、ローカルにおいてミリ秒内で異変が検出され、何らかのルールが迅速にアクションを起こす仕組みが必要になる。こうしたローカル処理が要求される、もう一方のシナリオはヘルスケアである。ヘルスケア企業におけるデータの機密性を考えると、救命システムから生成された重要なデータを、ストリーミングするという選択はあり得ない。それらのデータは、ローカルで処理される必要があるが、その理由としては、ラウンドトリップの排除だけではなく、患者を特定できるデータの匿名化というニーズもあるだろう。
 
Fog_Cloud
Source: Cisco
 
The demand for distributing the IoT workloads between the local data center and cloud has resulted in an architectural pattern called Fog computing. Large enterprises dealing with industrial automation will have to deploy infrastructure within the data center that’s specifically designed for IoT. This infrastructure is a cluster of compute, storage, and networking resources delivering sufficient horsepower to deal with the IoT data locally. The cluster that lives on the edge is called the Fog layer. Fog computing mimics cloud capabilities within the edge location, while still taking advantage of the cloud for heavy lifting. Fog computing is to IoT what hybrid cloud is to enterprise IT. Both the architectures deliver best of both worlds.
 
ローカル・データセンターとクラウドの間に IoT ワークロードを分配するという要求から、Fog コンピューティングと呼ばれるアーキテクチャ・パターンが生まれた。産業用のオートメーションを取り扱う大企業は、IoT のために特化されたデータセンター内に、自身のインフラストラクチャを展開する必要がある。このようなインフラストラクチャは、コンピューティング/ストレージ/ネットワークで構成されるリソースのクラスタであり、IoT データをローカルで処理するだけの、充分なパワーを必要とする。このような、エッジに展開されるクラスタを、Fog レイヤと呼ぶ。このエッジ・ロケーションにおいて、クラウドの機能を模倣する Fog コンピューティングが、重労働にも耐えうるクラウドという、新しいメリットを生み出す。つまり、Fog コンピューティングと IoT の関係は、Hybrid クラウドとエンタープライズ IT の関係に近いものとなる。いずれのアーキテクチャも、それぞれの世界に長所をもたらす。
 
Fog_Computing_Layers
Source: Cisco
 
Cisco is one of the early movers in the Fog computing market. The company is credited with coining the term even before IoT became a buzzword. Cisco positioned Fog as the layer to reduce the latency in hybrid cloud scenarios. With enterprises embracing converged infrastructure in data centers and cloud for distributed computing, Cisco had vested interest in pushing Fog to stay relevant in the data center. Almost after five years of evangelizing Fog computing with little success, Cisco finally found a legitimate use case in the form of IoT.
 
Cisco は、Fog コンピューティング市場へと向けて、最も早く動き出した一社である。同社は、IoT がバズ・ワードになる前から、この用語を広めてきた企業でもある。Cisco は、ハイブリッド・クラウド・シナリオのレイテンシを削るレイヤとして、Fog コンピューティングを位置付けている。Cisco は、コンバージド・データセンターのインフラおよび、分散コンピューティングのためのクラウドを採用する企業と協調しようとしている。そして、それらのデータセンターを構成するために、Fog をプッシュする存在だと認識されている。これから 5年の間に、Fog コンピューティングを広め、いくつかの成功を収めれば、Cisco は IoT を形作るための、理にかなったユースケースを見出していくだろう。
 
Fog_Architecture
Source: Cisco
 
In November 2015, leading vendors in the space of infrastructure and cloud formed an industry body called the OpenFog Consortium. According to the official website, the mission of the consortium is to drive industry and academic leadership in fog computing architecture, testbed development, and a variety of interoperability and composability deliverables that seamlessly leverage cloud and edge architectures to enable end-to-end IoT scenarios.
 
2015年11月のことだが、インフラストラクチャとクラウドを促進する大手ベンダーたちが、OpenFog Consortium という業界団体を結成した。そのオフィシャル・サイトによると、Fog コンピューティングにおけるアーキテクチャの作成や、テストベッドの開発、多様な相互運用と構成能力などについて、産業界と研究者たちをリードしていくことが、このコンソーシアムの使命となる。それにより、クラウドとエッジのアーキテクチャをシームレスに活用し、エンド-to-エンドの IoT シナリオを実現していくという。
 
ARM, Cisco, Dell , Intel, Microsoft, and Princeton University are the founding members of the OpenFog Consortium. Except Princeton University, which is chartered with the academic outreach, all other members of the consortium have a solid business interest in making Fog computing mainstream. ARM is making inroads into the data center and edge computing by offering affordable processing power. It is aiming to power IoT Gateways that are designed to manage local sensor networks. After acquiring WindRiver and McAfee, Intel has become a key contender in the IoT Gateway market. Dell is building purpose-built IoT Gateways powered by Intel processors. Of course, Cisco is trying to be in the forefront of the new paradigm. With the recent acquisition of Jasper, the company is hoping to capture significant market share.
 
ARM/Cisco/Dell/Intel/Microsoft/Princeton University が、OpenFog Consortium の創設メンバーである。アカデミックな世界へとリーチしていく Princeton University を除いたメンバーたちは、Fog コンピューティングを主流とするビジネスに、強い関心を持つ企業である。ARM は、手頃な処理能力を提供することで、データセンターとエッジ・コンピューティングへの進出を図っている。そして、IoT Gatewey にパワーを供給することで、ローカル・センサー・ネットワークを管理しようとしている。WindRiver と McAfee を買収した Intel は、IoT Gateway マーケットにおける本命である。Dell が構築した独自の IoT Gateway は、Intel のプロセッサを搭載している。もちろん Cisco も、この新しいパラダイムの最前線に立とうとしている。そして、先日に Jasper を買収したことで、大きなマーケット・シェアの獲得を目論んでいる。
 
Microsoft has more than one reason to be a part of the OpenFog Consortium. Windows 10 IoT Core is evolving fast to become the choice of embedded OS for IoT Gateways and high-end devices. With its support for ARM and Intel, Microsoft is aggressively pushing Windows 10 as the OS of IoT. Azure IoT is one of the leading enterprise IoT cloud platforms, which has all the essential building blocks for delivering a robust solution. With Windows 10 IoT Core in the Fog layer and Azure IoT in the cloud, Microsoft is hoping to dominate the market.
 
Microsoft が OpenFog Consortium に参加した背景には、複数の理由がある。Windows 10 IoT Core は、IoT Gateway と ハイエンド・デバイスのための、組み込み OS の候補になるべく、素早く進化している。Microsoft は ARM と Intel をサポートすることで、IoT 用の OS としての Windows 10 を積極的にプッシュしている。Azure IoT は、エンタープライズ IoT クラウド・プラットフォームの代表格でもあり、堅牢なソリューションを提供するために必要な、すべての基本的なビルディング・ブロックを有している。Microsoft は、Windows 10 IoT Core を Fog レイヤに、そして、Azure IoT クラウドに置くことで、このマーケットの支配を狙っている。
 
OpenFog Consortium has pledged to work with existing industry bodies such as IIC, OCF, OpenFV, and MEC. On April 12, 2016, GE Digital, Schneider Electric, and IEEE joined the consortium’s board of directors. OpenFog also found its first member in Asia, SAKURA Internet, which is chartered to drive the momentum in Asia Pacific as Japan.
 
OpenFog Consortiumは、IIC/OCF/OpenFV/MEC といった、既存の業界団体との協調を約束している。そして、2016年4月12日には、GE Digital/Schneider Electric/IEEE が、このコンソーシアムのボード・メンバーとして参加した。また、Asia からの最初のメンバーとして SAKURA Internet が参加し、Japan から Asia Pacific での活動を推進する役割を担っている。
 
To meet its goal, the OpenFog Consortium has to invest in reference architectures, developer guides, samples, and SDKs to articulate the value of Fog computing to developers and IT teams. They are critical for the success of this new initiative. Fog computing, along with the cloud, will accelerate the adoption of IoT in the enterprise.
 
OpenFog Consortium は、その目標を達成するために、リファレンス・アーキテクチャや、デベトッパー・ガイド、サンプル、SDK に投資していく。それにより、デベロッパーや IT チームに対して、Fog コンピューティングの価値を明確に示していくという。この新しい試みを成功させるには、上記の活動が欠かせないはずだ。Fog コンピューティングは、クラウドと連携することで、エンタープライズにおける IoT の採用を加速していく。
 
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IoT最近になって、IoT におけるエッジやフォグを、丁寧に解説してくれる記事が目に付くようになりました。これまでは、必要なのだろうとは思えても、具体的なイメージが掴めなかったフォグ・コンピューティングですが、この記事を訳してみて、多少なりとも理解が進んだように感じています。まだまだ、分からないことだらけなので、この種の記事を、これからも追いかけていきたいと思っています。 _AC Stamp
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