2022 年的邊緣計算：邊緣如何工作以及為什么重要？

預(yù)計，隨著物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的使用增加和 5G 網(wǎng)絡(luò)的引入，以前無與倫比的大量數(shù)據(jù)的生成將形成滾雪球的趨勢。

通過連接設(shè)備生成的組織數(shù)據(jù)的復(fù)雜性和規(guī)模已迅速超過基于云的平臺的能力，并導(dǎo)致滯后和帶寬問題?；谠频钠脚_別無選擇，只能尋找滿足客戶需求的新方法。

01、邊緣計算到底是什么？

一個類似于“物聯(lián)網(wǎng)”和“云”的流行語，邊緣計算到底是什么？它如何以有利于企業(yè)的方式處理數(shù)據(jù)？

邊緣計算（Edge computing）是相對云計算而言的，它是指收集并分析數(shù)據(jù)的行為發(fā)生在靠近數(shù)據(jù)生成的本地設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)中。邊緣計算又被叫做分布式云計算、霧計算或第四代數(shù)據(jù)中心。

邊緣計算首先通過在 WAN 網(wǎng)絡(luò)上虛擬化網(wǎng)絡(luò)服務(wù)而出現(xiàn)。最初是由一個平臺來驅(qū)動的，適應(yīng)了云計算用戶的習(xí)慣，這也便是思科 (Cisco) 于 2011 年曾提出的霧計算概念的由來。隨著新的邊緣計算能力的出現(xiàn)，邊緣計算不再需要構(gòu)建集中的數(shù)據(jù)中心，創(chuàng)建了具有潛在數(shù)千個可應(yīng)用的大規(guī)模分布式節(jié)點的能力。

換句話說，邊緣計算在本地站點（例如物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備或用戶的 PC）中執(zhí)行比在云中執(zhí)行更多的進(jìn)程。它表明原始數(shù)據(jù)的處理和分析發(fā)生在數(shù)據(jù)收集的地點，而不是數(shù)據(jù)進(jìn)入集中式數(shù)據(jù)中心。

數(shù)據(jù)中心僅審查在邊緣完成的計算結(jié)果并與之交互，例如預(yù)測、實時見解或可操作的答案。在網(wǎng)絡(luò)邊緣進(jìn)行計算可減少客戶端和服務(wù)器之間所需的遠(yuǎn)程通信量，從而降低延遲。

邊緣計算正在不斷增長，因為最終用戶期望更多基于云的應(yīng)用程序，而越來越多的企業(yè)擁有多個站點并迅速接受遠(yuǎn)程工作文化。這些迫使基于云的平臺發(fā)現(xiàn)一種方法，在遠(yuǎn)離數(shù)據(jù)中心的源頭處理數(shù)據(jù)的快速流入，同時在一個位置管理所有數(shù)據(jù)。

02、邊緣計算如何工作？

在傳統(tǒng)的企業(yè)計算中，來自最終用戶的數(shù)據(jù)通過 WAN （如互聯(lián)網(wǎng)）通過 LAN 移動到企業(yè)數(shù)據(jù)中心。此時進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，端點用戶收到流程的結(jié)果。遺憾的是，支持互聯(lián)網(wǎng)的設(shè)備數(shù)量和生成的數(shù)據(jù)量似乎正在增長到傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心無法再克服的階段。

相反，邊緣計算通過可以在遠(yuǎn)程 LAN 上工作的硬件將存儲和服務(wù)器帶到數(shù)據(jù)上，以收集和處理數(shù)據(jù)。盡管邊緣計算的物理框架可能相當(dāng)復(fù)雜，但基本思想是使用戶設(shè)備能夠連接到緊密的邊緣模塊，以實現(xiàn)高效的處理和操作。

邊緣設(shè)備可以是物聯(lián)網(wǎng)傳感器、智能手機、閉路電視、PC、工廠中的機器人手臂或高端遠(yuǎn)程手術(shù)系統(tǒng)。邊緣的組件包括：

邊緣設(shè)備

智能手機和智能手表等設(shè)備已經(jīng)將邊緣計算用于收集和處理數(shù)據(jù)。例如，物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備、車輛和傳感器是邊緣設(shè)備，假設(shè)它們可以在本地計算并與云交互。

本地基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)

需要用于處理本地系統(tǒng)和連接到系統(tǒng)的框架，并且可以采用路由器、容器、網(wǎng)橋或服務(wù)器的形式。

網(wǎng)絡(luò)邊緣

網(wǎng)絡(luò)邊緣是指設(shè)備或本地網(wǎng)絡(luò)與互聯(lián)網(wǎng)之間的接口點。邊緣計算不需要一個獨特的“邊緣網(wǎng)絡(luò)”來運行，盡管與網(wǎng)絡(luò)邊緣一起實施，但它可以放大彼此的效果，以提供更高的性能。

03、邊緣計算的重要性和優(yōu)勢

思科預(yù)計，2023 年，地球上的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備將是人類的三倍以上，也就是說，到 2023 年，將有 293 億臺聯(lián)網(wǎng)設(shè)備。如此多的設(shè)備會產(chǎn)生 70 萬億 GB 的數(shù)據(jù)，這相當(dāng) 2015 年全球數(shù)據(jù)量的 7 倍多。

如果將這些設(shè)備產(chǎn)生的數(shù)據(jù)全部傳輸?shù)皆贫?，對網(wǎng)絡(luò)帶寬、網(wǎng)絡(luò)流量成本控制、云端存儲能力都是一個巨大的挑戰(zhàn)。

同時，一些應(yīng)用需要及時響應(yīng)，如工廠的機械設(shè)備的故障預(yù)測，時延即意味著損失。另外一些邊緣設(shè)備還涉及個人隱私和安全。

為了應(yīng)對物聯(lián)網(wǎng)場景中海量數(shù)據(jù)傳輸、存儲和云計算能力的挑戰(zhàn)，領(lǐng)先的云計算廠商紛紛推出邊緣計算的產(chǎn)品。將部分?jǐn)?shù)據(jù)分析功能，放到了應(yīng)用場景的附近 (終端或網(wǎng)關(guān)) 來實現(xiàn)，這種就近提供的智能服務(wù)可以滿足行業(yè)數(shù)字化在敏捷聯(lián)接、實時業(yè)務(wù)、數(shù)據(jù)優(yōu)化、應(yīng)用智能、安全與隱私保護(hù)等方面的關(guān)鍵需求。

邊緣計算最近變得越來越重要，因為它為當(dāng)前數(shù)字世界中涉及大量數(shù)據(jù)移動的網(wǎng)絡(luò)問題提供了一種解決方案。它正在成為一種實用的架構(gòu)，支持分布式計算，并在數(shù)據(jù)源附近部署計算和存儲資源。

它的用處不僅限于解決以上問題。邊緣計算還可以解決處理和響應(yīng)時間敏感數(shù)據(jù)所花費的時間。而且邊緣計算還帶來了廣泛或基于行業(yè)的好處。邊緣計算的優(yōu)勢包括：

• 減少延遲

• 減少帶寬使用和相關(guān) IT 成本

• 功能增強

• 提高運營效率

• 更快的一般響應(yīng)時間，特別是時間敏感型案例

• 提高工作場所的安全性

• 數(shù)據(jù)控制

• 提高安全性

04、邊緣計算的挑戰(zhàn)

要成功實施邊緣計算，還需要考慮架構(gòu)的問題，邊緣計算目前面臨的一些挑戰(zhàn)包括：

缺乏標(biāo)準(zhǔn)和集成架構(gòu)

實施邊緣需要正確的基礎(chǔ)架構(gòu) —— 設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)或云平臺。在大多數(shù)情況下，正在使用幾個不匹配的技術(shù)堆棧，需要適當(dāng)?shù)膶R才能有效地工作。

連接

盡管邊緣計算不受常規(guī)網(wǎng)絡(luò)限制的影響，但它仍然需要最少的連接。在設(shè)計階段，容忍不良和不可靠連接的邊緣部署結(jié)構(gòu)應(yīng)是一個關(guān)鍵考慮因素。

安全威脅

邊緣計算的一個緊迫挑戰(zhàn)是它容易受到惡意攻擊。包含“智能”設(shè)備，如邊緣服務(wù)器和物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備 —— 因其多孔的安全性而臭名昭著 —— 只會為進(jìn)一步破壞這些設(shè)備創(chuàng)造新的機會。

數(shù)據(jù)的生命周期

當(dāng)前數(shù)據(jù)超過盈余的一個持續(xù)問題是，這些數(shù)據(jù)中的大部分都是無關(guān)緊要的，用于實時分析的大多數(shù)數(shù)據(jù)通常不會長期保存。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)策略確定要保留哪些數(shù)據(jù)以及在分析過程后要丟棄哪些數(shù)據(jù)對于防止過載和緊張至關(guān)重要。

本地硬件

邊緣計算需要更多的本地化硬件。例如，一些物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備具有基本的內(nèi)置系統(tǒng)，可以將原始數(shù)據(jù)發(fā)送到 Web 服務(wù)器。分析這些數(shù)據(jù)而不是發(fā)送它們需要一個具有更高處理能力的復(fù)雜系統(tǒng)。用于構(gòu)建這些設(shè)備的硬件也可能很昂貴。

05、結(jié)語

具有多種技術(shù)選擇的高度動態(tài)生態(tài)系統(tǒng)創(chuàng)新總是受歡迎的。但是，隨著廣泛的技術(shù)選擇系統(tǒng)，5G 和 MEC（多接入邊緣計算）等網(wǎng)絡(luò)潛力的不斷創(chuàng)新正在導(dǎo)致一個復(fù)雜的生態(tài)系統(tǒng)的形成。

邊緣計算是一項幾乎與每個領(lǐng)域都相關(guān)的技術(shù)，在當(dāng)今瞬息萬變的技術(shù)世界中為我們提供了巨大的價值。由于這項技術(shù)而出現(xiàn)的可能性值得觀察。

希望您已經(jīng)對邊緣計算所呈現(xiàn)的分布式網(wǎng)絡(luò)的概念有了簡明的理解。在另一篇文章中，我們將研究邊緣計算與云計算、與邊緣計算相結(jié)合的技術(shù)以及安全問題。

本文來自微信公眾號：出新研究 （ID：chuxinyanjiu），作者：Eleojo Evangeline Ezekiel，編譯：唐詩

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