Endüstri yeni teknolojiler ve çözümler ürettiği sürece, web sürekli olarak evrim geçiriyor ve daha da karmaşık ve güçlü bir hal alıyor. Tüketici veri işleme ve depolama talepleri hiç olmadığı kadar yükseliyor ve bu nedenle web mimarileri de bu talepleri karşılamak için bir çok yenilikler yapmak zorunda kalıyor.

Bu tür yeniliklerden birisi ‘sis bilişim’ kavramıdır. Genellikle eş anlamlı olarak ‘sınır bilişim’le (Edge Computing) bağlantılı olan sis bilişim, artan hız, performans ve diğer bazı faydalar sağlayarak IoT (Internet of Things: Nesnelerin İnterneti, akla gelebilecek her nesnenin bir şekilde internete erişip, diğer cihazlarla iletişim halinde olması) bağlantılarını hızlandırmak için muhtemelen bir sonraki sınır olacaktır.

Sis bilişim, IoT cihazları arasında düğüm konumunda daha fazla esneklik, bant genişliği sınırlamaları olanakları ile birlikte verinin nasıl aktarıldığı konusunda bir devrim yaratacak şekilde düzenlenmiştir. Yakın mesafeli ve düşük bantgenişliği ile daha fazla işlem ve veri bantgenişliğine sahip cihazlar sayesinde, örneğin “Sanal Gerçeklik” (Virtual Reality) veya “Arttırılmış Gerçeklik” (Augmented Reality) işlevselliklerini gerçekleştirme fikri, daha hızlı bir olasılık haline gelmiştir.

Her şeyden önce ‘sis bilişim’ (Fog Computing) nedir? En basit anlamda, sis bilişim klasik mimari dizayn kavramı ve modern bulut mimarisinin hibrid bir yaklaşımıdır.

Klasik mimari yaklaşımda, merkezi işlemciler uzak istemcilerden talepleri alır, hesaplama ve diğer fonksiyonları gerçekleştirir, ve sonuçları istemcilere tekrar iletir. Veri iletimi üçüncü taraflarca gerçekleştirilirken değerlendirme cihazın erişim alanındadır. Bu nedenle bir sunucu ortamında bilişim uzun süre iyi bir şekilde çalışmıştır. İşlemsel görevleri merkezileştirme, şebekeye yüksek bir güvenlik seviyesi katar. Sistem, kurmak ve yönetmek son derece basittir, ve bu nedenle düşük ek yük (overhead) gerektirir.

Buna rağmen, bu yapının doğasında bazı sorunlar vardır. Tümüyle merkezileştirilmiş sunuculara bağlı olan bu tür yapıda verimsizlik söz konusudur. Veri cihaz ya da sunucu üzerinde depolanmak zorundadır, ve tüm işlevsellik daha düşük bir gözetim ve kontrolle ya lokal cihaza ya da uzak sunucuya indirgenmiştir (gönderilmiştir).

Bulut bilişim yeni bir yaklaşımı ortaya çıkarmış, kaynakları merkezileştirmek ve kesin bir şekilde tanımlanmış bir yapıya sahip olma yerine, uzaktaki istemcilerin işlem için kendi sahip oldukları özel ortamlarına bağlanabilecekleri sanallaştırılmış örnekler oluşturmuştur. Bulut bilişimi diğer bir şekilde "başkasının bilgisayarını kullanma" olarak da düşünebiliriz. Veri uzak depolar üzerinde “bulutta” saklanabilir, ve gerektiğinde hem cihaz ve hemde sunucunun kendisinde hibrid hesaplamalar için bu bilgiye erişilir.

Bu kulağa hoş geliyor, ancak burada bazı belirgin sorunlar bulunmaktadır. Sistem çok daha karmaşıktır ve bu nedenle klasik olarak tasarlanmış herhangi bir sisteme göre daha fazla ek yük (overhead) gerektirmektedir. Buna göre merkezi sunucular gittikçe artan miktarda depolama alanına ve daha fazla erişebilirlik için daha büyük kapasiteye ihtiyaç duymak zorundadırlar. Bu, daha büyük ölçeklenebilirlik anlamına gelse de, veri merkezi çözümlerine daha fazla bağımlılık isteyen bir geri besleme döngüsü getirmektedir.

Şebekenin en uç noktasında bulunan sınır bilişim ise, bir şekilde bir bütün olarak şebekenin hesaplama yükünün şebeke üzerindeki tüm cihazlar tarafından paylaşılması konseptidir. Fikir, kaynakları tüketiciye daha yakın hale getirerek ve hesaplama çabalarının tüm ilgili aygıtlara yayılmasını sağlayarak, gerçek veri oluşturma işlemini şebekenin "sınırına" taşımaktır.

Sis bilişim, böylece bulut yaklaşım ve klasik yaklaşımın bir birleşimidir. Sanallaştırılmış örnekler formundaki bulut işlevselliği klasik mimariye eklenir ve gerçek işlem ve manipülasyon çok geniş şebekede daha yakın düğümlere getirilir. Sis bilişim çoğunlukla yakınlık ile ilgilidir - verilerin gerçek veri istemcisine daha yakın bir yerde işlenmesi, depolanması ve manipüle edilmesinin sağlanmasıdır.

Sis bilişimin yaptığı şey aslında bir bayrak yarışıdır - verileri talep sahibine daha yakın işlemek, mevcut kaynakları güçlendirmek ve bu işlevselliği merkezi sunucunun konuma bağlı olmadan, veri talebinin bulunduğu yere dayalı olarak ihtiyaç duyulduğunda örnekleri ve süreçleri hızlandıracak şekilde optimize etmektir.

Sis bilişim, sınır bilişimden çok incelikle farklıdır ancak önemli tarafı, hesaplama gücünün bulunduğu yer ile ilgili yapılacak her şeye sahip olmasıdır. Sis bilişimde hesaplama gücü sis “düğümleri” ve IoT şebeke geçitleri üzerine odaklıdır; sınır bilişimde ise bütün şebekenin kendisi, paylaşımı tüm aygıtlar ve sonuçtaki otomasyon denetleyicileri arasında dağıtan bir işlemsel güç merkezi olarak işlev görür.

Bulut, geniş, dağıtık sunucu gruplarıyla güçlendirilmiş bilgi işlemeyi ifade etmekle birlikte, sınır bilişim, şebekenin sınırında, veri kaynağının yakınında veya bizzat veri kaynağında işlem yapmaktadır. Ve sınır bilişim şebekenin girişinde işlem yapmayı ifade ederken, sis bilişim buluttan sınıra kadar süreç boyunca herhangi bir yerde işlem yapmayı kapsar.

Halen teknoloji bulut bilişimden sınır bilişime geçmek için işlem gereksiniminde tüm yakınsamaları kapsayan sayısız eğilimlerin ortasındadır, ve yakın gelecekte sınır bilişim ile sis bilişim en çok konuşulacak popüler konular arasında olacaktır.

Sis bilişimin olumlu yanları

Sis bilişim bazı açık yararlara sahiptir. Cisco’nun araştırma makalesinde belirtildiği üzere, veri işleme ve dağıtımı, bulut ya da geleneksel sistemlerden ziyade bir coğrafi şebeke ayak izinin genişletilmesi yoluyla ve bir düğüm tabanlı sis mimarisinde çalışarak talebi yapan cihazlara daha da yakınlaştırarak müşterilere verilen yanıt süreleri neredeyse katlanarak iyileştirilebilir.

Yakınlık şebeke verimliliğinin çok önemli bir parçasıdır, bu tür sis düğümleri yoluyla bir şebeke güzergahı boyunca verinin müşteriye doğru yaklaştırılmasının etkisi yalın bir abartı değildir. Yakınlık yoluyla arttırılmış şebeke verimliliği, klasik mimarinin pek çok yararlarını da barındırır.

Şebeke düğümlerine doğru bu taşıma bağlamında, ayrıca şebekedeki tıkanıklıklarda önemli ölçüde azalır. Klasik mimari kavramında, bütün işlem tam anlamıyla bir merkezileştirilmiş bir sistem içinde talep edilir. Bu, sürekli talep yüksekliğine sahip olan kaynaklara bağlı olarak, istekte bulunan müşterilerin geri dönüş için sıraya girmeleri gerektiği anlamına gelir. Gerçekte, klasik mimariler çok özel kullanım durumları dışında verinin bir döngüsel patern içinde sıkıştığı hallerde ciddi darboğazlara düşürler. Sis bilişim bu sorunu, bu işlevselliği çok çok daha geniş alana yaymak suretiyle çözer.

Bulut bilişim gerçekten bazı çözümlerce reddedilmektedir, çünkü aynı zamanda çoklama (multiplexing) ve diğer yük dengeleme çözümleri ile birlikte, şebeke tepkisi bir bütün olarak zarar görmektedir. Sis bilişim ile, sorumlulukları çoklu düğümlere dağıtmak suretiyle bundan geniş anlamda kaçınılabilir. Evet hala sıkışıklıklar vardır, ancak yük dengeleme kavramı kullanılmaktadır ve bu uç sınırlarda uygulanmaktadır, böylece veri iletimi daha hızlanmakta ve daha iyi şebeke verimliliği elde edilebilmektedir.

Sis bilişim ayrıca bazı etkileyici ölçeklendirme yeteneklerine sahiptir. Düğümlerle çalışma, daha fazla düğümün gerekli olması nedeniyle, boşta kalan düğümlerin hızlandırılması ve veri talebine yakınlığa bağlı olarak kullanılması anlamına gelir. Bu tasarımın ayrılmaz parçası ayrıca güvenliği arttırmaktır-veri şebekenin sınırına doğru hareket ettiğinde kodlanır, ve değişen düğüm ilişkileri ve varlıkları, saldırı yüzeyinin sürekli değiştiği anlamına gelir. Bu net ve açık bir saldırı metodolojisi olmayan güvenli bir kodlama işlemi sağlar.

Sis bilişimin olumsuz yanları

Yine de, sis bilişimde her şey mükemmel değildir. En büyük dezavantaj, sis bilişimin bir şebeke için anlamsız miktarda karmaşıklık yaratması ve böylece sistem işletme koşullarında belirli bir miktarda ek yük getirmesidir. Bu etkin bir şekilde, sis bilişime ihtiyacınız olmadığı sürece, bunu uyguladığınızda şebekeniz daha da kötüleşebilir demektir.

Buna ek olarak, sis bilişim uygulaması giderek artan sayıda arıza noktası oluşturması anlamına gelir. Bir şekilde bu sabit değişim güvenlik açısından yarar sağlamasına karşın aynı yararı sistem bakım ve öngörülebilirlik açısından gösteremez. Geleneksel çözümlerde, potansiyel sorunları gidermek, korumak ve tespit etmek için merkezi yapıyla tek bir arıza noktasına sahipsiniz. Hesaplama yükünü yaymak suretiyle, tüm süreç boyunca stres yaratabilecek çaba ve sorumluluğu dağıtıyorsunuz demektir. Bu yorumlar aslında sis bilişimin mükemmel bir çözüm olmadığını söylemek için değil, basitçe buna ihtiyacınız yoksa bu çözümü uygulamayın anlamındadır.

Sis bilişim nasıl çalışır?

Sis bilişim ortamında, veri sensörler tarafından üretilir, akıllı cihazlar ya da IoT cihazları verileri veri kaynağına daha yakın olan sis düğümleri adı verilen orta katmana iletir. Bu sis düğümleri, daha az hesaplama gücü ve daha az depolama alanı gerektiren işlemleri yapabilme kabiliyetine sahiptirler.

Bu nedenle işlem için verinin her bir biti bulut bilişime göndermeye gerek yoktur, böylece, sis düğümleri veri işlemeyi daha verimli olarak gerçekleştirir ve buluttan daha hızlı cevap sağlar. Verinin gidip-gelme süresi bazı kritik işlemlerde çok önemli bir faktördür.

Örneğin, sağlık sektöründe, veri analizinin çok kısa süre içinde yapılması gereklidir, çünkü burada söz konusu olan hastanın sağlıdır. Sis bilişim hastalara hızlı ve doğru tedavi sağlamak için sağlık sektöründe gerçek zamanlı analizleri sağlar.

Hala bulut bilişim geniş hacimli veri analizinde ve yönetiminde kullanılabilir. Big Data (Büyük veri) sıklıkla IoT teknolojileri ile ilgilidir, big data işlemleri daha fazla hesaplama gücü ve veri depolaması gerektirir, bulut big data yönetimi ve big data mining (Veri Madenciliği: Basit bir tanım yapmak gerekirse veri madenciliği, büyük ölçekli veriler arasından bilgiye ulaşma, bilgiyi madenleme işidir.) gibi işlemler için hala daha iyi seçenektir. Gerçekte, sis bilişimini bulut bilişimin bir uzantısı olarak değerlendirebiliriz.

Sis Bilişim ve IoT

Birçok araştırmacı firma tahmin etmektedir ki gelecekte milyarlarca internet özellikli cihaz internete bağlanabilecektir. Bir araştırma şirketi olan Gartner’in tahminine göre, 2020 yılı itibariyle 20 Milyardan fazla IoT cihazı internete bağlanacaktır. Daha fazla internet-özellikli cihaz eskisinden çok daha fazla veri üretecektir.

Bu ilerde, muazzam miktarda verinin bulut ve veri kaynakları arasında transfer olacağı ve esas olarak mevcut şebeke altyapılarının bu kadar büyük miktardaki veri ile baş edemeyeceği demektir. Ayrıca, IoT cihazları tarafından üretilen büyük miktarda veriyi bulut veri merkezlerine iletmek zaman alıcı ve masraflı bir işlemdir. Şu anki bulut bilişim modelleri şimdiye kadar veri ile ilgili herhangi bir bant genişliği sorunu ile karşılaşmamıştır.

Fakat yakın gelecekte, IoT teknolojilerinin genişlemesiyle, bu durum tüm organizasyonların ana sorunu olacak ve çözüm bulmalarını gerektirecektir. Sis bilişimde, veri işleme sınır cihazlarına daha yakın yer alır, bu nedenle IoT sistemleri, güvenlik riskleri, veri gecikmesi ve bant genişliği sorunları gibi bulut bilişimle ilgili birçok sorunu ortadan kaldırabilir.

Akıllı binalar, akıllı şehirler IoT’in ortaya çıkartmış olduğu yeni kavramlardır. Akıllı binalarda, IoT cihazları bina bakım faaliyetlerini kolaylaştırmak için kurulur. Akıllı sensörler giriş güvenliği, oto park işlemleri, enerji kullanımları gibi süreçleri otomatik hale getirmek için kullanılır. Sis bilişim ile, IoT cihazlarından toplanan veri, bulut’a transferden ziyade bina ortamında yer alan sis düğümlerinde işleme tabi tutulur.

IoT teknolojileri ile şehirler akıllı kentlere dönüşebilir. Akıllı trafik ışığı sistemleri, akıllı enerji şebekeleri, kentsel mobilite, atık yönetim sistemleri akıllı kentlerde can alıcı noktalar olarak tanımlanabilir ve bu sistemlerin üretkenliği ve verimliliği sis bilişim sayesinde optimize edilebilir.

Sis bilişim, bulut ve IoT’lerin arasındaki boşluğu doldurur. IoT’lerin niçin sis bilişime ihtiyacı olduğuna dair 5 temel neden aşağıda sıralanmaktadır;

İşlev Tahsisi: Bulut gibi, sis de bir mimari yapıdır. Bu, bir uygulama alanı değil, birçok uygulama için işlev dağıtımı anlamına gelir. Sis verimliliği kaynakların yerine, IoT şebekelerinde işlevlerin tahsisini dağıtır. Bu, yapılandırma ve yönetim gibi temel küresel IoT şebeke operasyonlarını basitleştirmeye ve standartlaştırmaya yardımcı olur.

Dağıtık Mimari: Sis şebekeleri, buluttan cihaza kadar süreç boyunca hesaplama, iletişim, depolama ve kontrolü esnek bir şekilde dağıtır ve yerleştirir. Bu, hesaplama ve depolama gibi temel IoT gereksinimlerini sağlamak için ortak bir metodoloji sağlar. Dağıtık mimari, yalnızca sınırda değil, şebeke boyunca değer sağlar.

Sarmal dağıtım: Dağıtık sis şebekesi mimarisi bulutun aksine merkezileştirme öneren “sarmal dağıtım” sağlar, sarmal dağıtım şebeke boyunca sis kaynaklarının kullanılabilir olduğu anlamına gelir. Bu esnek bir yönetim ve mevcut IoT ortamları ile kolay entegrasyonu mümkün kılar. Sis yalnızca bulutla değil, diğer sis cihazlarıyla, IoT ve 5G cihazlarıyla ve son kullanıcıların girdileri ile arayüz yaparak bunu gerçekleştirebilir

SCALE (Security, Cognition, Agility, Latency and Efficiency) Güvenlik, Algı, Çeviklik, Gecikme ve Verimlilik gibi özellikler belki de sis bilişimin temel farklılıklarıdır. IoT, yüksek değerli uygulamalara sahip ancak önemli şebeke bant genişliği kısıtlamaları ve kaynak kısıtlı cihazlar olması açısından BT'den farklıdır. Bulut yönünde hizmetlerin kesilmesi ya da aralıklı bağlantı kabul edilemez.

Şebekelerde gecikmeyi azaltma özelliği belki de sis bilişim uygulamalarını benimsemek için en önemli nedendir. Sis hizmetleri, yapay zeka, sanal gerçeklik, gerçek zamanlı kontrol döngüleri, veri akışı analizi ve daha fazlası gibi gerçek zamanlı sistemleri mümkün kılan düşük ve deterministik gecikmeye sahiptir.

Sonuç olarak; sis bilişim, gerçek zamanlı ve güvenlik özelliklerini entegre ederken, modern, buluttan esinlenen bilgi işleme, depolama ve şebeke oluşturma işlevlerini veri üreten kaynaklara daha yakın hale getiren bir platformdur. Sis bilişim, iletişim, cihaz yönetimi, veri toplama, analiz ve kontrol için sınırda birleşik bir çözüm sunar, ayrıca oldukça dağıtık fakat merkezi olarak yönetilen bir altyapının kullanılmasını sağlar. Sis bilişim, tüm IoT endüstri kategorileri için geçerlidir.