靈魂三問:邊緣計算是啥?為何用它?誰在用它?


似乎每個星期都有關於邊緣計算將如何佔領世界的新報告出現。問題在於:邊緣計算現象會像預期的那樣佔領世界嗎?如果是,那麼企業如何從中受益?


在本篇及之後的系列文章中,我們將揭開邊緣計算的神秘面紗,研究其動機,並探索創建可擴展邊緣部署,以及邊緣上開源的作用的最佳實踐。我們還將研究5G及其對電信行業、遠程辦公室/分支機構、IoT和其他用例的影響。


01 什麼是邊緣計算


取決於行業或用例,術語“邊緣計算(EC)”已用於描述從微型IoT設備執行的操作,到類似數據中心的基礎架構的所有內容。用於表示邊緣計算的術語包括:分佈式計算、混合邊緣計算、異構計算、矩陣計算、盒中數據中心、本地雲、網絡邊緣與霧計算等。根據行業的不同,每個術語的含義都充滿了自己的觀點。


更令人困惑的是,這裡沒有一個單獨的邊緣,而是一個連續的邊緣層,這些邊緣層在與用戶的距離、站點數量、站點大小、所有權等方面具有不同的屬性。邊緣計算所處的位置是待解釋的問題。對於服務提供商,EC可以從核心延伸到最後一英里,而對於企業,EC可以位於內部。


從概念上講,邊緣計算是指使計算更接近使用位置或數據源的想法。該概念不限於計算服務,還可以包括網絡或存儲服務。


關於計算資源應位於何處的爭論可能與計算本身一樣古老。鐘擺通常在集中式計算提供的效率和規模經濟之間變化,而在非集中式計算提供的靈活性和用戶控制之間搖擺不定。過去的趨勢包括客戶端/服務器,PC與大型機等。


邊緣計算概念已有二十多年的歷史了。該領域的先驅是Akamai的內容分發網絡(CDN),通過該網絡,經常訪問的內容被緩存在離最終用戶更近的地方。在當前上下文中,邊緣計算的範圍更加廣泛,涵蓋企業、消費者和服務提供商。


各種EC用例和行業之間存在很大的可變性,其中每個用例都對邊緣提出了自己的獨特要求。對於物聯網用例,邊緣的操作方式不同於風車或自動駕駛汽車等遠程站點,也不同於工廠或體育場的要求。


例如,對計算基礎結構和網絡帶寬有限制的遠程站點,通常以脫機模式運行,而體育場將具有類似於迷你數據中心的基礎結構並具有寬帶連接。

02 為什麼計算會走向邊緣


在過去的十年中,向雲服務的轉變導致計算資源被集中在一些大型數據中心。邊緣計算是一種反趨勢,它可以分散雲服務並將其分佈到更靠近最終用戶或數據源的許多站點。它使應用可以提供更好的質量體驗,從而也可以啟用新的用例並提高運營效率。實施邊緣計算的主要原因可以分為帶寬、延遲、彈性和安全性。


物聯網或視頻監控等一些新興用例預計會產生大量數據(每天100GB),並通過蜂窩/衛星(例如海上石油平臺,海上船舶)限制了網絡連接。通過處理更靠近數據源的數據,EC可以幫助減少將設備數據移至後端系統所需的網絡帶寬。大多數設備數據可以是冗餘信息。例如,考慮來自恆溫器的室溫數據,該數據可以在本地處理,而只有很小的聚合數據集被髮送到後端系統。


對於具有基於邊緣渲染的移動AR/VR,或具有實時決策的自動駕駛等用例,通過與集中式站點進行長距離通信而引入的延遲,可能會影響用戶體驗或安全性。EC幫助減少延遲,併成為對時間敏感的用例的關鍵要求。


對於關鍵的業務功能,儘管網絡連接間歇性(例如自動駕駛汽車、智能建築、農業),邊緣計算仍可為服務連續性提供彈性。通過將受影響的服務故障區域限制為較小的服務區域(例如移動邊緣計算),可以提供更大的彈性。EC出於安全或法規方面的考慮,還通過將敏感信息保持在其來源附近來提高數據主權。


在邊緣計算和集中式計算之間不是二選一的抉擇。隨著EC在市場上獲得越來越多的採用,整體解決方案將涵蓋兩者。在這種混合計算模型中,集中式計算將用於計算密集型工作負載、數據聚合和存儲、AI/機器學習、跨地理位置的協調操作以及傳統的後端處理。另一方面,邊緣計算可以幫助從源頭上實時解決問題。


架構師將需要識別與邊緣計算保持一致的用例。如果用例無法從減少的延遲、實時監視或其他屬性中受益,那麼邊緣計算可能就沒有吸引力。


03 誰在使用邊緣計算


IoT、AI/ML、AR/VR、機器人技術和電信網絡功能等新興用例,通常被認為是將計算移至邊緣的關鍵驅動力。但是,傳統企業也開始採用這種方法,以更好地支持其遠程/分支機構辦公室、零售店與製造工廠等。甚至雲服務提供商也已經認識到需要在源頭附近處理數據並提供邊緣解決方案


對於尋求低延遲或斷開計算的公司來說,遠程站點可以在不與集中式基礎結構通信的情況下運行,EC可以幫助提高基礎結構的彈性和應用可用性。邊緣計算同樣可以使許多用例受益,包括公用事業、運輸、醫療保健、工業、能源和零售。


對於服務提供商,EC可以通過將應用或內容移至網絡層次結構的邊緣層,從而幫助提高其客戶的體驗質量。他們還可以在邊緣部署全新的服務類別,充分利用與客戶的距離。由於網絡邊緣佔運營商資本和運營支出的大部分,因此它也是網絡現代化工作的主要關注領域。


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