Dans les paradigmes informatiques contemporains, l'évolution de l'informatique en nuage vers l'informatique en brouillard et l'émergence récente de l'informatique en brouillard fédéré ont introduit de nouveaux défis liés à l'interopérabilité sémantique, en particulier dans le contexte des applications en temps réel. L'informatique de brouillard, en déplaçant les processus de calcul plus près de la périphérie du réseau au niveau du réseau local, vise à atténuer la latence et à améliorer l'efficacité en minimisant les transferts de données vers le cloud. Sur cette base, l'informatique à brouillard fédéré étend le paradigme en répartissant les ressources informatiques entre diverses organisations et sites, tout en maintenant une gestion et un contrôle centralisés. Cet article de recherche aborde les problèmes inhérents à la réalisation de l'interopérabilité sémantique au sein des architectures en évolution de l'informatique en nuage, de l'informatique en brouillard et de l'informatique en brouillard fédéré. Des enquêtes expérimentales sont menées sur un banc d'essai diversifié basé sur des nœuds, simulant divers dispositifs d'utilisateur final, pour souligner le rôle essentiel de l'interopérabilité sémantique dans la facilitation de l'échange et de l'intégration de données sans faille. En outre, l'efficacité de l'informatique en brouillard fédéré est rigoureusement évaluée par rapport aux cadres traditionnels d'informatique en brouillard et en nuage. Plus précisément, l'évaluation se concentre sur des facteurs critiques tels que le temps de latence et l'utilisation des ressources informatiques lors du traitement des flux de données en temps réel générés par les appareils de l'Internet des objets (IoT). Les résultats de cette étude soulignent les avantages de l'informatique à brouillard fédéré par rapport aux paradigmes conventionnels d'informatique en nuage et de brouillard, en particulier dans le domaine des applications IoT en temps réel exigeant des performances élevées (réduction de l'utilisation du processeur à 20 %) et une faible latence (avec des pics jusqu'à 300 ms). La recherche apporte des informations précieuses sur l'optimisation des architectures de traitement pour les paradigmes informatiques contemporains, offrant des implications pour l'avancement de l'interopérabilité sémantique dans le contexte de l'émergence de l'informatique à brouillard fédéré pour les applications IoT.

En los paradigmas informáticos contemporáneos, la evolución de la computación en la nube a la computación en la niebla y la reciente aparición de la computación en la niebla federada han introducido nuevos desafíos relacionados con la interoperabilidad semántica, particularmente en el contexto de las aplicaciones en tiempo real. La computación en niebla, al desplazar los procesos computacionales más cerca del borde de la red a nivel de red de área local, tiene como objetivo mitigar la latencia y mejorar la eficiencia al minimizar las transferencias de datos a la nube. Sobre esta base, la computación en la niebla federada amplía el paradigma al distribuir los recursos informáticos entre diversas organizaciones y ubicaciones, al tiempo que mantiene la gestión y el control centralizados. Este artículo de investigación aborda la problemática inherente al logro de la interoperabilidad semántica dentro de las arquitecturas en evolución de la computación en la nube, la computación en la niebla y la computación en la niebla federada. Las investigaciones experimentales se llevan a cabo en un banco de pruebas diverso basado en nodos, simulando varios dispositivos de usuario final, para enfatizar el papel crítico de la interoperabilidad semántica para facilitar el intercambio y la integración de datos sin fisuras. Además, la eficacia de la computación en niebla federada se evalúa rigurosamente en comparación con los marcos tradicionales de niebla y computación en la nube. Específicamente, la evaluación se centra en factores críticos como el tiempo de latencia y la utilización de recursos computacionales mientras se procesan flujos de datos en tiempo real generados por dispositivos de Internet de las cosas (IoT). Los hallazgos de este estudio subrayan las ventajas de la computación en la niebla federada sobre los paradigmas convencionales de computación en la nube y en la niebla, particularmente en el ámbito de las aplicaciones de IoT en tiempo real que exigen un alto rendimiento (reduciendo el uso de CPU al 20%) y una baja latencia (con selecciones de hasta 300 ms). La investigación aporta información valiosa sobre la optimización de las arquitecturas de procesamiento para los paradigmas informáticos contemporáneos, ofreciendo implicaciones para el avance de la interoperabilidad semántica en el contexto de la computación de niebla federada emergente para aplicaciones de IoT.

In contemporary computing paradigms, the evolution from cloud computing to fog computing and the recent emergence of federated-fog computing have introduced new challenges pertaining to semantic interoperability, particularly in the context of real-time applications. Fog computing, by shifting computational processes closer to the network edge at the local area network level, aims to mitigate latency and enhance efficiency by minimising data transfers to the cloud. Building upon this, federated-fog computing extends the paradigm by distributing computing resources across diverse organisations and locations, while maintaining centralised management and control. This research article addresses the inherent problematics in achieving semantic interoperability within the evolving architectures of cloud computing, fog computing, and federated-fog computing. Experimental investigations are conducted on a diverse node-based testbed, simulating various end-user devices, to emphasise the critical role of semantic interoperability in facilitating seamless data exchange and integration. Furthermore, the efficacy of federated-fog computing is rigorously evaluated in comparison to traditional fog and cloud computing frameworks. Specifically, the assessment focuses on critical factors such as latency time and computational resource utilisation while processing real-time data streams generated by Internet of Things (IoT) devices. The findings of this study underscore the advantages of federated-fog computing over conventional cloud and fog computing paradigms, particularly in the realm of real-time IoT applications demanding high performance (lowering CPU usage to 20%) and low latency (with picks up to 300ms). The research contributes valuable insights into the optimisation of processing architectures for contemporary computing paradigms, offering implications for the advancement of semantic interoperability in the context of emerging federated-fog computing for IoT applications.

في نماذج الحوسبة المعاصرة، أدى التطور من الحوسبة السحابية إلى الحوسبة الضبابية وظهور الحوسبة الضبابية الفيدرالية مؤخرًا إلى ظهور تحديات جديدة تتعلق بقابلية التشغيل البيني الدلالي، لا سيما في سياق التطبيقات في الوقت الفعلي. تهدف حوسبة الضباب، من خلال تحويل العمليات الحسابية بالقرب من حافة الشبكة على مستوى الشبكة المحلية، إلى التخفيف من زمن الوصول وتعزيز الكفاءة من خلال تقليل عمليات نقل البيانات إلى السحابة. بناءً على ذلك، تعمل حوسبة الضباب المتحد على توسيع النموذج من خلال توزيع موارد الحوسبة عبر منظمات ومواقع متنوعة، مع الحفاظ على الإدارة والتحكم المركزيين. تتناول هذه المقالة البحثية الإشكالات الكامنة في تحقيق قابلية التشغيل البيني الدلالي ضمن البنى المتطورة للحوسبة السحابية والحوسبة الضبابية والحوسبة الضبابية الاتحادية. يتم إجراء تحقيقات تجريبية على منصة اختبار متنوعة قائمة على العقدة، لمحاكاة أجهزة المستخدم النهائي المختلفة، للتأكيد على الدور الحاسم لقابلية التشغيل البيني الدلالي في تسهيل تبادل البيانات وتكاملها بسلاسة. علاوة على ذلك، يتم تقييم فعالية حوسبة الضباب المتحد بدقة مقارنة بأطر الضباب والحوسبة السحابية التقليدية. على وجه التحديد، يركز التقييم على العوامل الحاسمة مثل وقت الاستجابة واستخدام الموارد الحسابية أثناء معالجة تدفقات البيانات في الوقت الفعلي الناتجة عن أجهزة إنترنت الأشياء (IoT). تؤكد نتائج هذه الدراسة على مزايا حوسبة الضباب المتحد على نماذج الحوسبة السحابية والضبابية التقليدية، لا سيما في مجال تطبيقات إنترنت الأشياء في الوقت الفعلي التي تتطلب أداءً عاليًا (خفض استخدام وحدة المعالجة المركزية إلى 20 ٪) وزمن انتقال منخفض (مع التقاط ما يصل إلى 300 مللي ثانية). يساهم البحث برؤى قيّمة في تحسين هياكل المعالجة لنماذج الحوسبة المعاصرة، مما يوفر آثارًا على النهوض بقابلية التشغيل البيني الدلالي في سياق حوسبة الضباب المتحد الناشئة لتطبيقات إنترنت الأشياء.