? ? 隨著人工智能新一輪浪潮持續蔓延,全球數據流量爆發,疊加智慧城市、自動駕駛、工業物聯網等應用逐步落地,大量終端設備產生的數據量快速增加,中心云計算在算帶寬負載、網絡延時等方面越來越緊張,邊緣計算的價值進一步凸顯。
? ? PrecedenceResearch數據顯示,2022年全球邊緣計算市場規模為45.5億美元,該市場規模將以12.46%的CAGR增長至2030年的1165億美元。
? ? 根據Gartner數據顯示,2021年底有超過50%的大型企業部署至少一個邊緣計算應用,到2023年底,50%以上的大型企業將至少部署6個用于物聯網或沉浸式體驗的邊緣計算應用,并將在未來成為規模化行業,邊緣計算發展戰略將成為大勢所趨。
? ? 什么是邊緣計算?
? ? 邊緣計算(Edge computing)是相對云計算而言的,它是指收集并分析數據的行為發生在靠近數據生成的本地設備和網絡中,而不是必須將數據傳輸到計算資源集中化的云端進行處理。邊緣計算又被叫做分布式云計算、霧計算或第四代數據中心。
? ? 邊緣計算首先通過在WAN網絡上虛擬化網絡服務而出現。最初是由一個平臺來驅動的,適應了云計算用戶的習慣,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,邊緣計算不再需要構建集中的數據中心,創建了具有潛在數千個可應用的大規模分布式節點的能力。
? ? Gartner預計到2020年全世界有多達250億的智能設備會連接互聯網,如此多的設備會產生50萬億GB的數據,這相當2015年全球數據量的5倍多。如果將這些設備產生的數據全部傳輸到云端,對網絡帶寬、網絡流量成本控制、云端存儲能力都是一個巨大的挑戰。
? ? 同時,一些應用需要及時響應,如工廠的機械設備的故障預測,時延即意味著損失。另外一些邊緣設備還涉及個人隱私和安全。為了應對物聯網場景中海量數據傳輸、存儲和云計算能力的挑戰,領先的云計算廠商紛紛推出邊緣計算的產品。將部分數據分析功能,放到了應用場景的附近(終端或網關)來實現,這種就近提供的智能服務可以滿足行業數字化在敏捷聯接、實時業務、數據優化、應用智能、安全與隱私保護等方面的關鍵需求。
? ? 邊緣計算不同于云計算
? ? 邊緣計算最早可以追溯到1998年Akamai公司提出的內容分發網絡( content delivery network,CDN),CDN 是一種基于互聯網的緩存網絡,依靠部署在各地的緩存服務器,通過中心平臺的負載均衡 、內容分發、調度等功能模塊,將用戶的訪問指向最近的緩存服務器上,以此降低網絡擁塞,提高用戶訪問響應速度和命中率。CDN強調內容(數據)的備份和緩存,而邊緣計算的基本思想則是功能緩存(function cache)。
? ? 2005年美國韋恩州立大學施巍松教授的團隊就已提出功能緩存的概念 ,并將其用在個性化的郵箱管理服務中,以節省延遲和帶寬。 2009年Satyanarayanan等人提出了Cloudlet的概念,Cloudlet 是一個可信且資源豐富的主機,部署在網絡邊緣,與互聯網連接,可以被移動設備訪問,為其提供服務,Cloudlet可以像云一樣為用戶提供服務,又被稱為“小朵云”。此時的邊緣計算強調下行,即將云服務器上的功能下行至邊緣服務器,以減少帶寬和時延。
? ? 隨后,在萬物互聯的背景下,邊緣數據迎來了爆發性增長,為了解決面向數據傳輸 、計算和存儲過程中的計算負載和數據傳輸帶寬的問題,研究者開始探索在靠近數據生產者的邊緣增加數據處理的功能,即萬物互聯服務功能的上行。
? ? 以現在最火的車輛自動駕駛為例,控制車輛進行高度可靠、安全和響應的在公路上行駛就必須在車輛內部安裝大量的傳感器并通過安裝車載計算服務器對無人駕駛汽車傳感器數據實時進行數據處理和分析,并將分析所得結果以極低延遲(通常是毫秒級)傳送給臨近區域內其他聯網車輛人,以便車輛做出決策。
? ? 其實如果說云計算是集中式大數據處理,邊緣計算則可以理解為邊緣式大數據處理。但不同的是,只是這一次,數據不用再傳到遙遠的云端,在邊緣側就能解決。邊緣計算更適合實時的數據分析和智能化處理,相較單純的云計算也更加高效而且安全!如果把云計算比作整個計算機智能系統的大腦。那么邊緣計算就是這個系統的眼睛耳朵和手腳。核心服務器讓智能系統具有很強的人工智能,但是如果這個人工智能是聾子瞎子,它也發揮不了太大的作用。
? ? 邊緣計算和云計算兩者實際上都是處理大數據的計算運行的一種方式。邊緣計算是對云計算的一種補充和優化,云計算把握整體,而邊緣計算更專注局部。
? ? 邊緣計算典型應用場景
? ? 邊緣網絡基本上由終端設備(例如移動手機、智能物品等等)、邊緣設備(例如邊界路由器、機頂盒、網橋、基站、無線接入點等等)、邊緣服務器等構成。這些組件可以具有必要的性能,支持邊緣計算。作為一種本地化的計算模式,邊緣計算提供了對于計算服務需求更快的響應速度,通常情況下不將大量的原始數據發送云網絡。然而,總體來說,邊緣計算不需要會主動協助 IaaS,、PaaS、 SaaS和其他云服務,更多地專注于終端設備端。
? ? 邊緣計算的概念是因工業制造之因而起。在工業領域,云端固然必不可少,但是仍需要邊緣與云端的協同工作。單點故障在工業級應用場景中是絕對不能被接受的,因此除了中心云的統一控制外,工業現場的系統也必須具備一定的活力,能夠自主判斷并解決問題。邊緣計算可以更便捷的處理工廠設備產生的海量數據,及時檢測異常情況,更好的實現預測性監控,提升工廠運行效率的同時也能預防設備故障問題。
? ? 目前,邊緣計算產業正進入高速發展期,產業生態逐漸形成,上下游合作增強。邊緣計算產業鏈上游為服務器、邊緣網關、邊緣計算終端、邊緣計算平臺等基礎軟硬件設施提供商。產業鏈中游為云服務廠商、電信運營商等邊緣云建設服務商。下游為行業垂直系統集成商、產業鏈綜合服務商、邊緣計算專家等系統集成商。
? ? 據前瞻經濟學人預測,2030年中國數據原生產業的規模將占整體經濟總量的15%,數據的總體規模超過4YB,占全球數據總量的30%。依靠企業傳統數據存儲及處理設備已完全不足以支撐日益龐大的數據生產、價值挖掘需求,而且企業對數據處理的時效性、安全性的需求也越來越多,構建邊緣數據中心和服務器成為數據爆發的必然要求。
? ? 鄭州博觀電子科技有限公司是一家提供科技類物聯網開發軟硬件定制化方案服務商、也是中原地區領先的物聯網終端設備解決方案提供商。致力共享換電柜、智能充電樁、共享洗車機、物聯網軟硬件等服務平臺的方案開發與運維。總部位于河南省鄭州市高新區,已取得國家高新技術企業認證證書。經過10多年的業務開拓,公司已經形成了以中原地區為中心、業務遍布全國的經營格局。
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