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【図解】コレ1枚でわかるIoTの三層構造

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IoTは、データを収拾してネットワークに送り出す「デバイス層」、そのデータを収拾・集約しクラウドにデータを送ったり、すぐに結果を返さなければならない処理を行ったりする「エッジ・コンピューティング層」、集められた膨大データを解析し、アプリケーションを実行、再びモノへとフィードバックする「クラウド・コンピューティング層」に大別することができる。

「デバイス層」は、センサーや外部機器をつなぐためのインターフェイス、ネットワークにデータを送り出す通信機能、それらを制御するための処理機能が組み込まれたモノのこと。ここで、モノ自身から生みだされるデータや周辺のデータ、さらには接続された外部機器からのデータを受け取り、それをネットワークに送り出す。

それらデータが直接クラウドに送り出される場合もあるが、モノの周辺でデータを一旦受け取り、すぐに処理してフィードバックする、あるいは集約して必要なデータのみをインターネットを介してクラウドに送り込む仕組みが介在する場合がある。

このような仕組みが必要になるのは、モノの数が莫大なものになると次のような問題が起こるからだ。

  • 個々のモノに対する回線を確保するために相当のコストがかかる
  • 送り出されるデータが膨大になりネットワークの負荷が高まってしまう
  • モノの監視や制御に負荷がかかり、クラウド集中では処理しきれない

以上の問題に加え、時にはモノやその周辺の変化に即応してモノを制御したり、管理者や利用者にすぐに情報を提供したりといった対応も必要になる。しかし、インターネットを介してクラウドにデータを送り、そのフィードバックを受け取ろうとすると、距離が離れているために大きな遅延が生じてタイミングを逸する可能性がある。そこで、モノの置かれている周辺に「エッジ・サーバー」を置いて分散処理をさせ、この問題を解決しようというわけだ。

また、個人やモノの認証に関わるデータや機密性の高いデータをインターネットに送り出さずにここで処理し、セキュリティ・リスクを軽減するためにも使われる。

このエッジ・コンピュータがお互いに連携し、低遅延・大規模な処理を行う仕組みを「フォグ(霧)コンピューティング」と呼ぶ。クラウド(雲)よりも地面に近いモノの周辺に拡がり設置されることから、このような名前がつけられた。

「クラウド・コンピューティング層」は、これらスマート・デバイス層やエッジ・コンピューティング層から送られてきたデータを分析し、アプリケーションで利用する。その結果は、再び「モノ」の制御や使用者・管理者への情報提供というカタチでフィードバックされる。

IoTの様々なアプリケーションは、このような三層構造によって構築されてゆくと考えられる。

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