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邊緣計(jì)算是一種將智能集成到邊緣設(shè)備(也稱(chēng)為邊緣節(jié)點(diǎn))中的分布式計(jì)算技術(shù)，可以在數(shù)據(jù)采集源附近實(shí)時(shí)處理和分析數(shù)據(jù)。在使用邊緣計(jì)算時(shí)，數(shù)據(jù)不需要上傳到云端或集中式數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。

為什么要使用邊緣計(jì)算?

大多數(shù)企業(yè)在集中存儲(chǔ)系統(tǒng)中存儲(chǔ)、管理和分析數(shù)據(jù)，該系統(tǒng)通常是公有云或私有云。另一方面，基礎(chǔ)設(shè)施和云計(jì)算已經(jīng)不再能夠滿(mǎn)足許多實(shí)際應(yīng)用程序的需求。例如，在物聯(lián)網(wǎng)和萬(wàn)物互聯(lián)的背景下，需要具有低延遲的高度靈活的網(wǎng)絡(luò)來(lái)實(shí)時(shí)處理大量數(shù)據(jù)，而這在標(biāo)準(zhǔn)IT上是無(wú)法實(shí)現(xiàn)的。在這種情況下，邊緣計(jì)算的好處變得更加明顯。

邊緣計(jì)算的優(yōu)勢(shì)

邊緣計(jì)算無(wú)需將數(shù)據(jù)傳輸?shù)皆贫诉M(jìn)行處理和分析，因?yàn)閿?shù)據(jù)在數(shù)據(jù)聚集點(diǎn)附近進(jìn)行處理。這種方法減少了網(wǎng)絡(luò)和服務(wù)器的壓力。

邊緣計(jì)算在物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域非常有用，主要是工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)，因?yàn)樗哂袑?shí)時(shí)處理數(shù)據(jù)的能力和快速的反應(yīng)時(shí)間。除了加快工業(yè)和制造企業(yè)的數(shù)字化進(jìn)程之外，邊緣計(jì)算技術(shù)還提供了額外的突破，例如人工智能和機(jī)器學(xué)習(xí)。

邊緣計(jì)算限制

在企業(yè)將任務(wù)移至邊緣之前，需要考慮支持某些邊緣模型是否有意義。這些限制可能會(huì)迫使企業(yè)返回到傳統(tǒng)的云平臺(tái)。

邊緣計(jì)算的安全

通過(guò)減少數(shù)據(jù)在傳輸過(guò)程中花費(fèi)的時(shí)間，邊緣計(jì)算最大限度地減少了一些安全問(wèn)題，但也增加了更復(fù)雜的安全問(wèn)題。

例如，如果企業(yè)在不受管理的終端機(jī)器上托管或處理數(shù)據(jù)，則無(wú)法確保此類(lèi)設(shè)備沒(méi)有網(wǎng)絡(luò)攻擊者可能利用的缺陷。即使采用云邊緣架構(gòu)來(lái)控制邊緣基礎(chǔ)設(shè)施，但擁有額外的基礎(chǔ)設(shè)施來(lái)維護(hù)也可能會(huì)擴(kuò)大網(wǎng)絡(luò)攻擊面。

因此，邊緣計(jì)算不適合具有嚴(yán)格安全要求的應(yīng)用程序。如果企業(yè)正在處理敏感數(shù)據(jù)或有特殊的合規(guī)性需求，使用集中式服務(wù)器的典型云計(jì)算方法可能不會(huì)那么危險(xiǎn)。

延遲要求

由于數(shù)據(jù)不必在云平臺(tái)和數(shù)據(jù)中心之間來(lái)回傳輸進(jìn)行分析，邊緣計(jì)算提高了應(yīng)用程序的速度和響應(yīng)能力。對(duì)于需要真正即時(shí)通信流的任務(wù)，這是一個(gè)顯著的好處。雖然云計(jì)算供應(yīng)商繼續(xù)擴(kuò)大其數(shù)據(jù)中心的足跡，但這些龐大的數(shù)據(jù)中心設(shè)施通常位于遠(yuǎn)離主要人口中心的農(nóng)村地區(qū)。

大多數(shù)工作負(fù)載的延遲要求較低。與典型的云計(jì)算設(shè)計(jì)相比，邊緣計(jì)算網(wǎng)絡(luò)只能將網(wǎng)絡(luò)響應(yīng)能力提高幾毫秒。傳統(tǒng)設(shè)計(jì)帶來(lái)的低效率對(duì)于應(yīng)用程序來(lái)說(shuō)是可以容忍的。

檢查網(wǎng)絡(luò)延遲的好處是否真的值得妥協(xié)，尤其是當(dāng)考慮額外的費(fèi)用和管理負(fù)載時(shí)。

數(shù)據(jù)量

確定操作將處理多少數(shù)據(jù)以及邊緣基礎(chǔ)設(shè)施是否能夠處理這些數(shù)據(jù)。如果企業(yè)在工作中創(chuàng)建了大量數(shù)據(jù)，將需要采用大型基礎(chǔ)設(shè)施來(lái)評(píng)估和存儲(chǔ)。從管理的角度來(lái)看，將數(shù)據(jù)移動(dòng)到公有云數(shù)據(jù)中心可能更便宜、更容易。

然而，基本上無(wú)狀態(tài)且不需要大量數(shù)據(jù)的工作負(fù)載是邊緣計(jì)算的理想候選者。

邊緣計(jì)算示例

以下是邊緣計(jì)算何時(shí)適合和不適合證明上述權(quán)衡的一些示例。

(1)自動(dòng)駕駛汽車(chē)

自動(dòng)駕駛汽車(chē)需要獲取大量數(shù)據(jù)，因此必須快速做出選擇，以確保乘客和路人安全。網(wǎng)絡(luò)延遲問(wèn)題可能會(huì)導(dǎo)致車(chē)輛反應(yīng)時(shí)間出現(xiàn)延遲，從而造成嚴(yán)重后果。

(2)智能恒溫器

一些小工具將會(huì)產(chǎn)生少量數(shù)據(jù)。此外，他們收集的一些信息(例如個(gè)人何時(shí)回家并調(diào)整恒溫器)可能存在隱私問(wèn)題。將數(shù)據(jù)保留在邊緣更實(shí)用，并且可以幫助解決安全問(wèn)題。

(3)交通信號(hào)燈

交通信號(hào)燈的這三個(gè)特性使其成為邊緣計(jì)算的合適候選者：對(duì)實(shí)時(shí)變化做出反應(yīng)的要求;有限的數(shù)據(jù)生產(chǎn);以及互聯(lián)網(wǎng)連接偶爾中斷。

以下是邊緣計(jì)算無(wú)法正常運(yùn)行的幾種場(chǎng)景：

• 傳統(tǒng)應(yīng)用程序：很難想象傳統(tǒng)應(yīng)用程序需要邊緣基礎(chǔ)設(shè)施的性能或反應(yīng)速度。它可能會(huì)將應(yīng)用程序加載或回復(fù)查詢(xún)所需的時(shí)間減少幾毫秒，但這種好處并不顯著。
• 視頻監(jiān)控系統(tǒng)：監(jiān)控視頻將產(chǎn)生大量數(shù)據(jù)。在邊緣處理和存儲(chǔ)此類(lèi)數(shù)據(jù)是不切實(shí)際的，因?yàn)樗枰嫶蠖鴮?zhuān)業(yè)的基礎(chǔ)設(shè)施。將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在集中式云計(jì)算設(shè)施中將顯著降低成本并且更容易。
• 智能照明系統(tǒng)：在家中或企業(yè)中通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)工作的照明控制系統(tǒng)不會(huì)產(chǎn)生大量數(shù)據(jù)。然而即使是智能燈泡，其處理能力也是有限的。人們對(duì)照明系統(tǒng)并沒(méi)有超低延遲要求，所以如果燈泡只需要幾分之一秒就可以打開(kāi)，這可能不是什么大問(wèn)題。企業(yè)可以創(chuàng)建邊緣基礎(chǔ)設(shè)施來(lái)管理這些系統(tǒng)，但在大多數(shù)情況下，這是不值得的。

結(jié)論

通過(guò)將處理外包給終端客戶(hù)的設(shè)備，邊緣計(jì)算可以最大限度地減少傳輸延遲，降低對(duì)網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)訪問(wèn)，并在某些情況下削減開(kāi)支。由于可以獲得這些好處，云計(jì)算架構(gòu)師可能會(huì)尋求將盡可能多的工作負(fù)載轉(zhuǎn)移到邊緣。但是在這樣做之前，他們應(yīng)該考慮每個(gè)應(yīng)用程序的結(jié)構(gòu)、其性能需求和安全問(wèn)題等。