¿Qué es la computación en la niebla?

26 de septiembre 2024

La computación en la niebla es una infraestructura informática descentralizada donde los datos, el almacenamiento y aplicaciones se distribuyen entre dispositivos y ubicaciones más cercanas al borde de la red, en lugar de depender únicamente de un sistema centralizado. cloud servers.

¿Qué es la computación en la niebla?

¿Qué es la computación en la niebla?

La computación en la niebla es un modelo de computación distribuida que amplía las capacidades de cloud computación al acercar el procesamiento, almacenamiento y gestión de datos a los dispositivos y sistemas que generan los datos, a menudo denominados el borde de la red.

A diferencia de tradicional cloud informática, donde el los datos se transmiten a centralizado servers Para el procesamiento, la computación en la niebla permite el procesamiento local o cercano al borde, lo que reduce a latencia de la página y mejorar los tiempos de respuesta. Esto es particularmente útil para aplicaciones que requieren procesamiento en tiempo real, como las de la Internet de los objetos (IO), vehículos autónomos, ciudades inteligentes y automatización industrial.

Al distribuir las tareas de procesamiento entre múltiples capas de la red, la computación en la niebla mejora la eficiencia y reduce la carga en los sistemas centralizados. cloud infraestructura y permite más escalable, sistemas sensibles al contexto y con capacidad de respuesta. Esta arquitectura también garantiza que una mayor parte del procesamiento y el almacenamiento se puedan realizar de forma local o dentro de entornos controlados, lo que respalda data security y la privacidad al limitar la necesidad de que la información sensible viaje largas distancias para data centers.

Una visión histórica de la computación en la niebla

La computación en la niebla surgió como un concepto en respuesta a las crecientes limitaciones de la computación centralizada. cloud computación en la niebla, en particular a medida que la Internet de las cosas comenzó a generar grandes cantidades de datos que requerían procesamiento en tiempo real. El término "computación en la niebla" fue acuñado por primera vez por Cisco en 2012, cuando la empresa buscaba abordar la latencia y ancho de banda Cuestiones que cloud Las infraestructuras de telecomunicaciones se enfrentan a la hora de gestionar datos de un número cada vez mayor de dispositivos conectados. La visión de Cisco era crear un sistema en el que el procesamiento de datos y los servicios pudieran trasladarse más cerca del borde de la red, proporcionando respuestas más rápidas y eficientes y reduciendo la necesidad de comunicación constante con dispositivos distantes. cloud servers.

En los años siguientes, la computación en la niebla evolucionó más allá de su definición original. Los investigadores y los líderes de la industria comenzaron a explorar sus aplicaciones en áreas como informática de punta y las redes 5G, donde los beneficios de reducir la latencia y el uso del ancho de banda se volvieron cada vez más críticos. Si bien inicialmente se consideró una extensión complementaria a cloud La computación en la niebla pronto ganó reconocimiento como un paradigma distinto, capaz de soportar infraestructuras distribuidas, escalables y resilientes.

¿Cómo funciona la computación en la niebla?

La computación en la niebla funciona distribuyendo los recursos informáticos, de almacenamiento y de red más cerca de los dispositivos que generan datos, lo que permite un procesamiento más rápido y eficiente. Así es como funciona normalmente:

  1. Generación de datos. Dispositivos en el borde de la red, como sensores, cámaras o Dispositivos de IoT, generan cantidades masivas de datos. Estos datos a menudo requieren un procesamiento inmediato para acciones en tiempo real, como monitorear entornos, controlar sistemas autónomos o manejar operaciones industriales.
  2. Procesamiento local. En lugar de enviar todos los datos directamente a un sistema centralizado, cloud servers, nodos de niebla, que son dispositivos intermediarios como routers, gateways , o borde servers, se ubican más cerca de las fuentes de datos. Estos nodos de niebla proporcionan potencia de procesamiento local y son capaces de manejar tareas como filtrar, analizar y agregar datos casi en tiempo real.
  3. Distribución de datos. La capa de niebla distribuye las tareas informáticas entre diferentes nodos en una estructura jerárquica o en malla, lo que permite que las cargas de trabajo se procesen localmente cuando sea posible o se reenvíen a nodos vecinos si es necesario. Esto reduce la necesidad de enviar todos los datos a un nodo distante. cloud, minimizando la latencia y el consumo de ancho de banda.
  4. Comunicación y coordinación. Los nodos de niebla se comunican entre sí para optimizar el procesamiento y el almacenamiento. Según la aplicación, pueden procesar datos localmente o decidir enviar solo la información más crítica o resumida a la nube. cloud para su posterior procesamiento o almacenamiento. Esta distribución dinámica de tareas es lo que hace que la computación en la niebla sea adaptable y escalable.
  5. Almacenamiento de datos y procesamiento a largo plazo. Solo los datos relevantes o procesados ​​se transmiten a un servidor centralizado. cloud servers, donde se realizan tareas más complejas o de largo plazo, como análisis históricos o máquina de aprendizaje El entrenamiento de modelos se puede realizar. Este enfoque reduce la carga en el cloud infraestructura, garantizando al mismo tiempo que se sigan produciendo el almacenamiento de datos a gran escala y el análisis exhaustivo.
  6. Respuesta en tiempo realDado que la mayoría de los datos se procesan cerca de la fuente, la computación en la niebla permite tomar decisiones en tiempo real o casi en tiempo real, algo fundamental para aplicaciones sensibles al tiempo, como la conducción autónoma, los sistemas de control industrial o la supervisión de la atención sanitaria. La latencia reducida garantiza que se puedan tomar medidas inmediatas en función de los datos procesados.
  7. Bucle de retroalimentación. Los datos procesados ​​de los nodos de niebla se utilizan para informar a los dispositivos originales, lo que desencadena respuestas automáticas, ajusta las operaciones o envía notificaciones según sea necesario. Este ciclo de retroalimentación mejora la eficiencia y la capacidad de respuesta del sistema, optimizando continuamente las operaciones en función de un análisis casi instantáneo.

Casos de uso de computación en la niebla

A continuación se presentan algunos casos de uso clave de la computación en la niebla, con explicaciones de cómo la tecnología beneficia a cada uno.

Automatización Industrial

En las plantas de fabricación y los entornos industriales, los datos en tiempo real de las máquinas, los sensores y las líneas de producción son esenciales para mantener la eficiencia, la seguridad y el control operativo. La computación en la niebla permite el procesamiento local de estos datos, lo que permite tomar medidas inmediatas, como controlar brazos robóticos, detectar fallas en los equipos y optimizar los flujos de trabajo. Al minimizar la latencia, la computación en la niebla garantiza decisiones rápidas, lo que reduce el tiempo de inactividad y mejorar la productividad.

Ciudades inteligentes

Las ciudades inteligentes dependen de dispositivos conectados, como cámaras de tráfico, farolas y sensores, para gestionar la infraestructura urbana de manera eficiente. La computación en la niebla permite procesar datos de estos dispositivos de manera local, lo que garantiza respuestas rápidas para la gestión del tráfico, la seguridad pública y la asignación de recursos. Por ejemplo, los nodos de niebla pueden analizar datos de tráfico en tiempo real para ajustar las señales de tráfico y aliviar la congestión sin depender de la computación en la niebla. cloud-análisis basado en, lo que añadiría latencia.

Vehículos autónomos

Los vehículos autónomos necesitan procesar grandes cantidades de datos de sensores, cámaras y sistemas GPS a bordo para navegar de forma segura y tomar decisiones en fracciones de segundo. La computación en la niebla facilita el análisis de datos en tiempo real al permitir el procesamiento local en nodos de borde, como unidades de carretera u otros vehículos en una red. Esto reduce la latencia y permite que los vehículos reaccionen instantáneamente a las condiciones cambiantes de la carretera, lo que mejora la seguridad y la eficiencia de los sistemas de conducción autónoma.

Dispositivos sanitarios y portátiles

En el ámbito sanitario, los dispositivos portátiles, como los monitores cardíacos, los sensores de glucosa y los rastreadores de actividad física, generan datos que deben procesarse rápidamente para controlar la salud del paciente y activar alertas en situaciones críticas. La computación en la niebla permite procesar estos datos cerca del usuario o paciente, lo que garantiza un análisis y una respuesta rápidos sin necesidad de enviar toda la información a personas distantes. cloud serversEste procesamiento en tiempo real es crucial en aplicaciones críticas para la vida, como la detección de latidos cardíacos irregulares o el envío de alertas de emergencia.

Agricultura y Agricultura de Precisión

Los agricultores utilizan dispositivos y sensores de IoT para monitorear las condiciones del suelo, el clima, la salud de los cultivos y los sistemas de riego. La computación en la niebla ayuda a procesar estos datos localmente, lo que permite realizar ajustes inmediatos en los cronogramas de riego, control de plagas y siembra. La toma de decisiones de baja latencia que brinda la computación en la niebla conduce a un uso optimizado de los recursos, mejores rendimientos y menor desperdicio en las operaciones agrícolas.

Red inteligente y gestión de la energía

En la distribución de energía, las redes inteligentes utilizan sensores y dispositivos para monitorear el uso de electricidad, predecir la demanda y equilibrar cargas en toda la red. La computación en la niebla permite que estos sensores procesen datos localmente, lo que garantiza que las fluctuaciones en la demanda de energía o los cortes de suministro se puedan abordar rápidamente. Al reducir la dependencia de la energía central, serversLa computación en la niebla permite una toma de decisiones más rápida, haciendo que la distribución de energía sea más eficiente y confiable.

Sistemas de punto de venta y venta minorista

Los entornos minoristas utilizan cada vez más dispositivos IoT para la gestión de inventarios, el análisis de clientes y el marketing personalizado. La computación en la niebla permite a las tiendas minoristas procesar datos de sistemas de punto de venta (POS), cámaras de vigilancia y estanterías inteligentes de forma local. Esto permite tomar decisiones en tiempo real, como ajustar las promociones en función del comportamiento del cliente o evitar la falta de existencias activando la reposición automática del inventario.

Redes de entrega de contenido (CDN)

La computación en la niebla puede mejorar redes de entrega de contenido Al distribuir datos y medios más cerca de los usuarios finales, los servicios de streaming, las plataformas de juegos y otras aplicaciones con gran cantidad de contenido almacenan en caché y procesan el contenido en nodos de niebla cerca de los usuarios y reducen los tiempos de almacenamiento en búfer, la latencia y el uso del ancho de banda. Este procesamiento localizado mejora la experiencia del usuario al garantizar una entrega de contenido más rápida y confiable.

Seguridad y vigilancia

En los sistemas de seguridad, las cámaras de videovigilancia generan grandes cantidades de datos que deben procesarse rápidamente para detectar y responder a amenazas potenciales. La computación en la niebla permite el análisis de video en tiempo real en el borde, lo que permite la detección inmediata de amenazas, como la identificación de comportamiento sospechoso o la activación de alarmas. Esto reduce la necesidad de enviar imágenes sin procesar a la central servers para analizar, mejorar tiempos de respuesta y mejorar la seguridad.

Telecomunicaciones y redes 5G

La computación en la niebla desempeña un papel fundamental en el soporte de las redes 5G, que están diseñadas para proporcionar comunicación de alta velocidad y baja latencia para dispositivos conectados. Al procesar datos en nodos de borde cercanos a los usuarios, la computación en la niebla permite una transmisión de datos más rápida, servicios en tiempo real y un uso eficiente del ancho de banda en las redes 5G. Esto es esencial para aplicaciones como la realidad aumentada (RA), realidad virtual (VR)y dispositivos inteligentes, que requieren un procesamiento de datos inmediato para funcionar sin problemas.

Ventajas y desventajas de la computación en la niebla

Al evaluar la eficacia de la computación en la niebla, es importante tener en cuenta tanto sus ventajas como sus desventajas. Comprenderlas es esencial para determinar si la computación en la niebla es la solución adecuada para aplicaciones e industrias específicas.

Ventajas

La computación en la niebla ofrece varias ventajas clave que mejoran el rendimiento y la eficiencia de los sistemas informáticos modernos. Al procesar los datos más cerca de la fuente, ofrece numerosos beneficios que abordan algunas de las limitaciones de los sistemas informáticos tradicionales. cloud modelos computacionales. Estas son las principales ventajas:

  • Latencia reducidaUna de las ventajas más importantes de la computación en la niebla es su capacidad de reducir la latencia al procesar datos en el borde de la red. Esto garantiza que las aplicaciones sensibles al tiempo, como los vehículos autónomos o los sistemas de control industrial, puedan tomar decisiones rápidas sin esperar a que los datos viajen a lugares distantes. cloud servers.
  • Eficiencia de ancho de banda mejoradaAl manejar los datos localmente, la computación en la niebla minimiza la necesidad de transmitir grandes volúmenes de datos sin procesar a la cloudEsto reduce el uso del ancho de banda, optimiza el rendimiento de la red y reduce los costos, especialmente en entornos de IoT donde miles de dispositivos generan flujos continuos de datos.
  • Seguridad y privacidad mejoradasLa computación en la niebla permite procesar datos confidenciales más cerca de donde se generan, lo que reduce la necesidad de transmitirlos a largas distancias a sistemas centralizados. data centerEste procesamiento local puede mejorar la seguridad al limitar la exposición de los datos a posibles amenazas cibernéticas durante la transmisión y ayuda a garantizar el cumplimiento de las normas de privacidad de datos al mantener la información confidencial en un entorno controlado.
  • Procesamiento en tiempo realPara aplicaciones que requieren un análisis y una respuesta de datos inmediatos, como los sistemas de monitoreo de atención médica o la gestión inteligente del tráfico, la computación en la niebla ofrece capacidades de procesamiento en tiempo real. Al llevar la potencia computacional al límite, permite acciones instantáneas que son cruciales para escenarios en los que el tiempo es un factor crítico.
  • Escalabilidad y flexibilidadLas arquitecturas de computación en la niebla son altamente escalables, ya que permiten la incorporación de más nodos de procesamiento en el borde de la red. flexLa capacidad permite a las organizaciones ampliar sus capacidades computacionales sin sobrecargar los sistemas centralizados. cloud recursos, lo que lo convierte en una solución ideal para implementaciones de IoT y entornos dinámicos con demandas fluctuantes.
  • Fiabilidad y tolerancia a fallosDado que la computación en la niebla distribuye el procesamiento entre varios nodos, reduce el riesgo de fallas en todo el sistema. Si un nodo falla, los demás pueden seguir funcionando, lo que garantiza que el sistema siga funcionando. La distribución mejora la confiabilidad y aumenta la tolerancia a fallas en aplicaciones críticas.
  • Eficiencia de costoAl delegar tareas desde el centro cloud servers A los nodos de niebla locales, las organizaciones inferiores los costes operativos asociado con la transferencia de datos, el ancho de banda y cloud almacenamiento. Además, la capacidad de realizar cálculos locales reduce la necesidad de conexiones costosas y de alto ancho de banda a la cloud, reduciendo aún más los costos.

Desventajas

Si bien la computación en la niebla ofrece numerosos beneficios, también presenta ciertos desafíos y desventajas que deben tenerse en cuenta al implementar esta tecnología. Estas desventajas giran principalmente en torno a la complejidad de la gestión de sistemas distribuidos, los posibles problemas de seguridad y la falta de capacidad de respuesta. vulnerabilidades, y el aumento de los costos de infraestructura.

  1. Mayor complejidadLa computación en la niebla introduce capas adicionales de infraestructura, lo que puede complicar la gestión y el mantenimiento de la red. A diferencia de la computación centralizada, cloud Los sistemas de redes de niebla requieren la coordinación de múltiples nodos y dispositivos en el borde, lo que dificulta la supervisión, la actualización y la resolución de problemas de todo el sistema.
  2. Problemas de seguridad y privacidadCon datos que se procesan en múltiples nodos descentralizados, la computación en la niebla aumenta la capacidad de una red. superficie de ataqueLa naturaleza distribuida de las redes en la niebla significa que proteger cada nodo individualmente es fundamental, pero esto puede ser un desafío. Además, garantizar la privacidad de los datos se vuelve más difícil ya que la información confidencial puede procesarse o almacenarse en ubicaciones periféricas menos seguras, lo que aumenta el riesgo de violaciones de datos.
  3. Mayores costos de infraestructuraLa implementación de la computación en la niebla requiere inversiones adicionales hardware, Tales como Edge servers, puertas de enlace y dispositivos de procesamiento local. Estos costos pueden ser significativos, especialmente para las organizaciones que necesitan escalar su infraestructura para manejar grandes volúmenes de datos o dar soporte a numerosos nodos de niebla. La necesidad de equipos especializados y mantenimiento también contribuye a aumentar los gastos generales de infraestructura.
  4. Recursos limitados en el bordeLos nodos de niebla suelen tener menos potencia de procesamiento, almacenamiento y ancho de banda en comparación con los nodos centralizados. cloud serversSi bien la computación en la niebla se destaca en el manejo de datos localizados en tiempo real, puede tener dificultades con tareas que requieren más recursos o análisis de datos a gran escala. Esta limitación podría requerir soluciones híbridas que aún dependan de cloud computación en la niebla para ciertas tareas, lo que reduce la eficiencia general del modelo de computación en la niebla.
  5. Latencia y dependencias de la redSi bien la computación en la niebla está diseñada para reducir la latencia, aún depende del rendimiento general de la red. En casos de conectividad de red deficiente entre nodos de niebla, es posible que los datos no se procesen de manera tan eficiente, lo que anula los beneficios de la proximidad. Garantizar conexiones de red estables y de alta velocidad entre dispositivos de borde y nodos de niebla puede ser un desafío, especialmente en áreas remotas o rurales.

Computación en la niebla frente a computación en el borde

Computación en la niebla vs. computación en el borde

La computación en la niebla y la computación de borde están estrechamente relacionadas, pero difieren en alcance y arquitectura.

La computación de borde se centra en procesar datos directamente en el dispositivo que los genera o cerca de él, como sensores, dispositivos IoT o puertas de enlace locales, minimizando la latencia al mantener el procesamiento de datos lo más cerca posible de la fuente. La computación en la niebla, por otro lado, incluye no solo dispositivos de borde, sino también una capa intermedia de nodos que extiende la cloud más cerca del borde, lo que permite un procesamiento más distribuido en múltiples puntos de la red.

Si bien la computación de borde está más centrada en el dispositivo, la computación en la niebla proporciona un marco más amplio, que incorpora nodos de borde y recursos adicionales como puertas de enlace, enrutadores y locales. servers, lo que permite una mayor escalabilidad y flexCapacidad en la gestión de datos y procesamiento en tiempo real.

Computación en la niebla e Internet de las cosas

La computación en la niebla y la Internet de las cosas son tecnologías complementarias que trabajan juntas para mejorar la eficiencia y escalabilidad de sistemas conectados. A medida que los dispositivos IoT generan cantidades masivas de datos en el borde de la red, la computación en la niebla permite el procesamiento y análisis local de estos datos, lo que reduce la necesidad de enviar toda la información a dispositivos distantes. cloud serversEsto minimiza la latencia y el uso del ancho de banda, lo cual es fundamental para aplicaciones de IoT en tiempo real, como ciudades inteligentes, automatización industrial, monitoreo de atención médica y vehículos autónomos.

Al distribuir los recursos informáticos más cerca de las fuentes de datos, la computación en la niebla permite que los sistemas de IoT respondan más rápido y de manera más eficiente a entornos dinámicos, lo que permite acciones y decisiones inmediatas mientras descarga tareas de procesamiento a largo plazo. cloud cuando sea necesario.


Anastasia
Spasojevic
Anastazija es una escritora de contenido experimentada con conocimiento y pasión por cloud informática, tecnología de la información y seguridad en línea. En phoenixNAP, se centra en responder preguntas candentes sobre cómo garantizar la solidez y seguridad de los datos para todos los participantes en el panorama digital.