Chmurka
Cloudlet to niewielkie centrum danych w chmurze o zwiększonej mobilności , które znajduje się na skraju Internetu. Głównym celem chmury jest wspieranie wymagających zasobów i interaktywnych aplikacji mobilnych poprzez dostarczanie potężnych zasobów obliczeniowych urządzeniom mobilnym z mniejszymi opóźnieniami. Jest to nowy element architektoniczny, który rozszerza dzisiejszą przetwarzania w chmurze . Reprezentuje środkowy poziom 3-warstwowej hierarchii: urządzenie mobilne — chmurka — chmura . Cloudlet można postrzegać jako centrum danych w pudełku , którego celem jest przybliżenie chmury . Termin cloudlet został po raz pierwszy ukuty przez M. Satyanarayanana , Victora Bahla , Ramóna Cáceresa i Nigela Daviesa, a prototypowa implementacja została opracowana przez Carnegie Mellon University jako projekt badawczy. Koncepcja chmury jest również znana jako chmura follow me i mobilna mikrochmura.
Motywacja
Wiele usług mobilnych dzieli aplikację na front-endowy program kliencki i back-endowy program serwerowy zgodnie z tradycyjnym modelem klient-serwer . Aplikacja mobilna typu front-end przenosi swoją funkcjonalność na serwery typu back-end z różnych powodów, takich jak przyspieszenie przetwarzania. Wraz z pojawieniem się przetwarzania w chmurze serwer zaplecza jest zwykle hostowany w centrum danych w chmurze . Chociaż korzystanie z centrum danych w chmurze oferuje różne korzyści, takie jak skalowalność i elastyczność, jego konsolidacja i centralizacja prowadzą do znacznego oddzielenia urządzenia mobilnego od powiązanego z nim centrum danych. Komunikacja typu end-to-end obejmuje wtedy wiele przeskoków sieciowych, co skutkuje dużymi opóźnieniami i niską przepustowością.
Ze względu na opóźnienia niektóre powstające aplikacje mobilne wymagają, aby infrastruktura odciążająca chmurę znajdowała się blisko urządzenia mobilnego, aby osiągnąć krótki czas reakcji. W idealnym przypadku jest to tylko jeden skok bezprzewodowy. Na przykład infrastruktura odciążająca może znajdować się w komórkowej stacji bazowej lub może być połączona za pośrednictwem sieci LAN z zestawem stacji bazowych Wi-Fi. Poszczególne elementy tej infrastruktury odciążającej nazywane są chmurami.
Aplikacje
Cloudlety mają na celu obsługę aplikacji mobilnych, które są zarówno wymagające zasobów, jak i interaktywne. Aplikacje rzeczywistości rozszerzonej korzystające z systemów śledzących głowę wymagają kompleksowych opóźnień mniejszych niż 16 ms. Gry w chmurze ze zdalnym renderowaniem wymagają również niskich opóźnień i dużej przepustowości. Nadające się do noszenia systemy wspomagania funkcji poznawczych łączą urządzenia takie jak Google Glass z przetwarzaniem w chmurze, aby prowadzić użytkowników przez złożone zadania. Ten futurystyczny gatunek aplikacji został określony jako „zadziwiająco transformujący” w raporcie z warsztatów NSF 2013 na temat przyszłych kierunków w sieciach bezprzewodowych. Aplikacje te wykorzystują zasoby chmury w krytycznej ścieżce interakcji użytkownika w czasie rzeczywistym. W związku z tym nie mogą tolerować opóźnień operacji typu end-to-end przekraczających kilkadziesiąt milisekund. Apple Siri i Google Now , które wykonują intensywne obliczeniowo rozpoznawanie mowy w chmurze, to kolejne przykłady w tej rozwijającej się przestrzeni.
Cloudlet kontra chmura
Wymagania dotyczące chmury i chmury w znacznym stopniu się pokrywają. Na obu poziomach istnieje potrzeba: (a) silnej izolacji między niezaufanymi obliczeniami na poziomie użytkownika; (b) mechanizmy uwierzytelniania, kontroli dostępu i pomiaru; (c) dynamiczna alokacja zasobów do obliczeń na poziomie użytkownika; oraz (d) możliwość obsługi bardzo szerokiego zakresu obliczeń na poziomie użytkownika, przy minimalnych ograniczeniach dotyczących ich struktury procesów, języków programowania lub systemów operacyjnych. W centrum danych w chmurze wymagania te są dziś spełniane przy użyciu maszyny wirtualnej (VM). Z tych samych powodów, dla których są one obecnie używane w przetwarzaniu w chmurze, maszyny wirtualne są używane jako abstrakcja dla chmur. Tymczasem istnieje kilka, ale ważnych różnic między chmurą a chmurką.
Szybkie zaopatrzenie
W odróżnieniu od centrów danych w chmurze, które są zoptymalizowane pod kątem uruchamiania istniejących obrazów maszyn wirtualnych w swojej warstwie pamięci masowej, cloudlety muszą być znacznie bardziej elastyczne w zakresie udostępniania. Ich powiązanie z urządzeniami mobilnymi jest bardzo dynamiczne, ze znaczną zmianą ze względu na mobilność użytkowników. Użytkownik z daleka może nieoczekiwanie pojawić się w cloudlecie (np. jeśli właśnie wysiadł z lotu międzynarodowego) i spróbować użyć go do aplikacji, takiej jak spersonalizowany tłumacz języka. W przypadku tego użytkownika opóźnienie aprowizacji, zanim będzie mógł korzystać z aplikacji, wpływa na użyteczność.
Przekazywanie maszyn wirtualnych między chmurami
Jeśli użytkownik urządzenia mobilnego odsunie się od aktualnie używanej chmury, interaktywna odpowiedź ulegnie pogorszeniu wraz ze wzrostem logicznej odległości w sieci. Aby zaradzić temu efektowi mobilności użytkowników, usługi odciążone w pierwszej chmurze muszą zostać przeniesione do drugiej chmury, przy zachowaniu jakości sieci od końca do końca. Przypomina to migrację na żywo w chmurze obliczeniowej, ale różni się znacznie tym, że przekazanie maszyny wirtualnej odbywa się w sieci rozległej (WAN).
OpenStack++
Ponieważ model cloudletu wymaga rekonfiguracji lub dodatkowego wdrożenia sprzętu/oprogramowania, ważne jest, aby zapewnić systematyczny sposób zachęcania do wdrażania. Może jednak napotkać klasyczny problem ładowania początkowego. Cloudlety potrzebują praktycznych aplikacji, które zachęcą do wdrażania chmur. Jednak programiści nie mogą w dużym stopniu polegać na infrastrukturze chmurowej, dopóki nie zostanie ona szeroko wdrożona. Aby przełamać ten impas i rozpocząć wdrażanie chmury, naukowcy z Carnegie Mellon University zaproponowali OpenStack++, który rozszerza OpenStack , aby wykorzystać jego otwarty ekosystem. OpenStack++ zapewnia zestaw interfejsów API specyficznych dla chmury jako rozszerzenia OpenStack.
Komercyjne wdrożenia i prace standaryzacyjne
Do 2015 r. aplikacje oparte na chmurze były dostępne na rynku.
W 2017 roku National Institute of Standards and Technology opublikował projekty standardów przetwarzania mgły , w których chmury zostały zdefiniowane jako węzły w architekturze mgły.