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雾计算网络与区块链系统协同 SPF去中心化雾计算

2021-10-24 14:44币圈资讯 人已围观

简介        近年随着边缘计算的兴起,雾计算和云计算结合形成了“终端-雾-云”协同的层次型分布式计算模型,可以在...

       近年随着边缘计算的兴起,雾计算和云计算结合形成了“终端-雾-云”协同的层次型分布式计算模型,可以在高计算能力服务、高存储能力服务和低延时服务等方面满足各类应用的需求。但在数据安全和多方可信交互等方面,端边云计算模型仍面临很多挑战。区块链作为一种去中心化的分布式账本技术,具有数据不可篡改、不可伪造、可追溯和由多方共同维护的特点,将区块链融入到雾计算架构中可以使节点之间进行互信的数据交互,并保证数据的完整性和可用性。但由于区块链在系统架构、隐私保护、对节点资源要求和多方共识方面的特点,端边云架构在融合区块链时面临诸多挑战。

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      Super Fog Computing Chain (SPF)去中心化雾计算平台,旨在建立一个能够使世界上任何拥有计算能力的设备都能够连入的网络,任何人都可以贡献或使用所需要的算力。

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       在传统的物联网计算模型中,受限于物联网终端设备有限的存储和计算能力,大多数数据处理过程都是在云端完成的。云端具有较强的计算和存储能力,因此将计算任务放在云端是一种高效的数据处理手段。但是,随着物联网的快速发展,大量物联设备接入网络会产生海量的数据,尽管云端数据处理能力也在不断增强,但海量数据的传输会给网络造成很大的压力,网络的带宽将成为瓶颈;同时对于一些延迟敏感的应用来说,云计算较高的延迟不能很好的满足应用需求。

       针对云计算模型的缺点,SPF雾计算网络将计算和存储设计在靠近数据源头的地方执行,终端设备产生的数据无需再传送到云计算中心。为此,SPF雾计算网络并不是由性能强大的服务器组成,而是由性能相若、地理位置更为分散的各类型的“计算机”组成,是半虚拟化的服务计算架构模型。注重硬件的数量而非质量,即使计算能力不强的设备也能发挥作用。7VB9qhgen43OCjZmWOybvgYtkCAfD1KJAWV2B8qR.png

相较于云计算,SPF去中心化雾计算平台具备以下优点:

1)减轻网络的压力:在网络边缘产生的大量数据无需再上传云端,减轻网络带宽的压力;

2)降低延时:在靠近数据源头的地方对数据进行处理,不需要请求云数据中心的响应,降低网络延时,提高系统效率;

 3)降低隐私泄露风险:隐私数据可以在边缘 计算层进行一些加密处理甚至保存在边缘计算层,降低数据泄露的风险;

 4)降低云计算中心的能耗:数据在本地进行 处理或预处理,云计算中心不再需要处理海量的数据,降低云计算中心的能耗;

 5)灵活性更强:可以针对具体的应用场景设计相应的边缘服务,提高计算服务的灵活性。

      SPF雾计算的应用领域将覆盖智能汽车、无人机遥控、3D虚拟现实游戏、工业控制系统、智慧城市管理等。

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      以智慧城市为场景,通过SPF雾计算混合网络架构,将整体的架构分为核心网络和边缘网络两个部分,其中位于网络边缘节点存储和计算能力有限,负责收集和过滤数据;核心网络由具有较高计算和存储资源的节点组成,负责维护数据。 为保证数据的完整性和可用性,SPF雾计算网络将区块链融入到系统中,边缘节点受限于自身的存储和计算资源,充当各个边缘区域的服务器,负责汇集、过滤数据,并将数据发往核心网络。数据在产生源头处上链,更能保证数据的完整性和可用性。

       覆盖网络层是由多个计算设备组成的P2P网络,覆盖网络层中的节点分成多个集群, 每个集群中的主节点部署为一个公有链节点,通过公有链实现多方之间的数据共享以及访问控制信息的传递。SPF雾计算网络具体采用何种方式需要结合不同场景的特点进行具体的设计,十分灵活。

       SPF去中心化雾计算平台针对雾计算网络与区块链系统的协同结合,围绕区块链数据不可篡改、多方安全交互等特点,解决数据可信存储、可信计算、数据可信传递和系统可信管理等方面的问题。SPF去中心化雾计算平台将致力于系统架构、隐私保护、资源消耗和共识机制四个开发主方向,构建一个雾计算网络与区块链系统的协同结合的全智能物联网络。

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