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如果說云計算是現(xiàn)在時，那么霧計算就是將來時。

當手機提示存儲空間已滿時，你可以選擇把圖片上傳至“云端”來節(jié)省空間；企業(yè)無需購置大量實體設備，可選擇購買服務的方式，和其他機構一道共享“云平臺”的強大計算能力……如今，在日常的生活和工作中，幾乎隨處可見云計算的蹤影。

和名聲大噪的云計算相比，剛剛嶄露頭角的霧計算可謂是“新生代”。日前，在電氣電子工程師學會（IEEE）年度媒體交流會上，國際霧計算產(chǎn)學研聯(lián)盟大中華區(qū)主任、上海霧計算實驗室聯(lián)合主任、IEEE會士楊旸教授透露，全球首個霧計算參考架構國際標準（IEEE 1934）已經(jīng)發(fā)布，同時相關機構正在積極推動開發(fā)霧計算節(jié)點設備。

“如果說云計算是現(xiàn)在時，那么霧計算就是將來時。在霧計算技術被大規(guī)模應用后，通信網(wǎng)絡將實現(xiàn)完全智能化，計算服務將進入新時代。”楊旸說。

那么，什么是霧計算？它和現(xiàn)有的云計算、邊緣計算等計算技術有什么關系？霧計算主要應用于哪些領域？帶著上述問題，科技日報記者采訪了業(yè)內(nèi)專家。

負責上傳下達的“中層干部”

“霧計算是一個從云（Cloud）到物（Thing）的系統(tǒng)級多層次計算架構，具有分發(fā)計算、通信、存儲、控制和聯(lián)網(wǎng)等多種功能，更加靠近用戶端。它通過資源共享機制、協(xié)同服務架構來有效提升生產(chǎn)效率和用戶體驗。”楊旸解釋道。

盡管對于大多數(shù)普通用戶來說，霧計算還是一個相對較新的概念。然而，早在2012年，美國思科公司就給出了霧計算的詳細定義。那么，和人們相對熟悉的云計算、邊緣計算相比，霧計算有哪些特點？

為了更形象地解釋幾種技術之間的關聯(lián)，楊旸打了個比方。他認為，云計算類似于公司的“最高管理者”，處理最重要的事務并做出最終決策。因此，云計算負責全局核心數(shù)據(jù)的統(tǒng)籌分析和處理、異常診斷和溯源、隱患預測和搜尋、知識發(fā)現(xiàn)和創(chuàng)造、長期規(guī)劃和戰(zhàn)略決策等重要工作。邊緣計算則類似于“一線工作人員”，資源來源于簡單、獨立的低成本設備，處理本地收集的數(shù)據(jù)并做出及時決策，就近提供邊緣智能服務或應用。

而霧計算類似于“中層干部”，它不僅是負責上傳下達的信息通信管道，更能夠分析和處理更大區(qū)域范圍內(nèi)的相關復雜數(shù)據(jù)，做出及時而準確的決策。霧計算的計算資源分布在從云到物連續(xù)環(huán)境的任何地方，連接集中式的數(shù)據(jù)中心和分散式的網(wǎng)絡邊緣，實現(xiàn)云計算到邊緣計算的全面融合。

“因此，霧計算使得網(wǎng)元節(jié)點之間具備了廣泛對等的互聯(lián)互通和協(xié)同服務能力，可以彌補云計算在數(shù)據(jù)本地處理和實時服務方面的不足，從而有效地增強了網(wǎng)絡資源和服務的靈活性、安全性、實時性和拓展性。”上海科技大學信息科學與技術學院教授羅喜良指出。

可有效減少數(shù)據(jù)負載、提升效率

基于國際霧計算產(chǎn)學研聯(lián)盟（OpenFog Consortium）的前期積累，霧計算參考架構的第一個國際標準（IEEE 1934）已由IEEE正式發(fā)布。

羅喜良認為，隨著IEEE 1934的發(fā)布、演進和完善，霧計算將成為通用的多層次計算技術框架，支持智能物聯(lián)網(wǎng)、5G通信和人工智能等數(shù)據(jù)本地化和計算密集型的應用需求。

“通過本地化的數(shù)據(jù)計算，可有效減少數(shù)據(jù)傳輸?shù)呢撦d，提升數(shù)據(jù)處理效率，這是霧計算的特點之一。”楊旸以火災救援機器人為例進行解釋，當機器人進入救援現(xiàn)場，首先用激光掃描現(xiàn)場地形，然后進行數(shù)據(jù)處理，建立現(xiàn)場地圖，最后才能采取搜救行動。由于現(xiàn)場采集的數(shù)據(jù)量較大，如果將全部數(shù)據(jù)傳送到云端進行處理，難以及時作出反應。此時，倘若在救援現(xiàn)場附近，臨時布置霧計算節(jié)點，便可使機器人具備強大的信息處理能力，實現(xiàn)快速響應。

談及霧計算的優(yōu)勢時，羅喜良分析道，霧計算通過利用本地計算資源，可有效降低服務的響應時間、通信帶寬和運營成本；通過以用戶為中心的協(xié)同服務架構，可有效提升服務的靈活性、個性化和拓展性；通過減少海量數(shù)據(jù)的長距離傳輸，可以有效增強服務的安全性和可靠性；通過開放共享的網(wǎng)絡資源和商業(yè)模式，可以有效加快服務的智能化演進和附加價值生成。

在羅喜良看來，如同人類社會和組織機構中的資源分布情況、能力權限分級和決策控制機制，霧計算充分利用各種網(wǎng)絡中多層次網(wǎng)元節(jié)點的計算、通信和存儲資源，積少成多，積極發(fā)揮不同位置、不同層次節(jié)點的能力、優(yōu)勢和作用，通過全面協(xié)作和利益共享，實現(xiàn)和保障各個領域的物聯(lián)網(wǎng)應用和服務的實時性、智能化和高效率。

前景廣闊，但面臨諸多應用障礙

當前，霧計算技術的研究開發(fā)和標準化工作才剛剛開始。未來，霧計算將在哪些領域展開應用也是大家十分關心的問題。

對此，楊旸介紹，霧計算技術的實際應用領域主要包括：對服務響應的端到端時延性能有上限要求的網(wǎng)聯(lián)汽車和無人機遙控；對實時數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡傳輸速率有下限要求的3D虛擬現(xiàn)實游戲和自動駕駛汽車；對連接可靠性和服務安全性有嚴苛要求的工業(yè)控制系統(tǒng)和智慧城市管理系統(tǒng)。

云計算、大數(shù)據(jù)給人們生活帶來的便利顯而易見。“同樣，隨著霧計算技術的不斷發(fā)展成熟和普及應用，智能物聯(lián)網(wǎng)將越來越便捷、越來越貼近人類社會的組織架構和決策機制，從而能用更自然和人們更熟悉的方式為每個人提供觸手可及、無處不在的智能服務。”楊旸說。

楊旸舉例說，如今在個人運算設備上，例如筆記本、智能手機、智能手表和平板電腦，我們已經(jīng)能看到霧計算和邊緣計算技術的初步應用。比如， Windows 10的重啟管理器就是典型案例之一。在自動下載更新后，Windows 10系統(tǒng)可以自主學習用戶使用模式，進而計算出最合適的重啟系統(tǒng)和安裝更新的時間。

提供便利之外，霧計算技術也面臨著諸多挑戰(zhàn)。在楊旸看來，此次標準的出臺和落地，將積極推動霧計算技術的研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化進程，促進越來越多大規(guī)模、復雜型、工業(yè)化的物聯(lián)網(wǎng)應用和服務進入智能化的新階段。但與此同時，從技術概念、標準的提出，到真正走向推廣應用，霧計算還要跨過許多溝溝坎坎。

“‘以用戶為中心’和‘面向服務需求’是霧計算的核心優(yōu)勢和特點，但在分析評估系統(tǒng)性能、服務效率和用戶體驗時，我們必須同時考慮網(wǎng)絡通信速度、計算效率和存儲能力對智能服務的支持和約束情況，需要綜合利用多學科、多維度的基礎理論進行分析和聯(lián)合優(yōu)化，這是開展相關研究的主要理論難題和障礙。”

此外，如何在霧計算節(jié)點之間建立信任關系、在節(jié)點之間推動資源充分共享、在云—霧—邊緣等多層次之間實現(xiàn)高效通信和緊密協(xié)作、在異構節(jié)點之間完成復雜任務的公平按需分配、靈活適配各行各業(yè)的多種應用需求等，這些都是霧計算技術在研發(fā)和應用推廣過程中所面臨的重要挑戰(zhàn)和瓶頸問題，亟須在科研和實踐工作中進行探索和突破。