像大多數(shù)新的IT技術(shù)發(fā)展一樣，“邊緣計(jì)算”并不是一場(chǎng)革命，相反，它更像是一個(gè)進(jìn)化。邊緣計(jì)算的根源在于早期的內(nèi)容交付和點(diǎn)對(duì)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)以及網(wǎng)格計(jì)算。然而，隨著網(wǎng)絡(luò)，計(jì)算和分析技術(shù)能力的提高以及大規(guī)模數(shù)據(jù)增長(zhǎng)的需求，意味著計(jì)算對(duì)于IT管理人員而言將變得越來越重要。

隨著大量數(shù)據(jù)被發(fā)送到網(wǎng)絡(luò)，以及網(wǎng)絡(luò)不斷增長(zhǎng)，企業(yè)正在開發(fā)更接近網(wǎng)絡(luò)邊緣的計(jì)算能力，在網(wǎng)絡(luò)邊緣生成數(shù)據(jù)。邊緣計(jì)算創(chuàng)建的中斷允許本地用戶實(shí)時(shí)生成和執(zhí)行數(shù)據(jù)分析。但是，盡管這個(gè)趨勢(shì)越來越明顯，但企業(yè)仍然沒有確定如何以及何時(shí)部署邊緣計(jì)算。未來幾年，邊緣技術(shù)能否推動(dòng)行業(yè)的業(yè)務(wù)決策，還是更廣泛的部署需要進(jìn)一步推進(jìn)和全面的長(zhǎng)期規(guī)劃?哪些用例會(huì)推動(dòng)實(shí)施，還有哪些挑戰(zhàn)仍然存在?

什么是邊緣計(jì)算?

為了定義的緣故，當(dāng)邊緣服務(wù)器是指內(nèi)容傳送網(wǎng)絡(luò)(CDN)中的服務(wù)器的術(shù)語(yǔ)時(shí)，廣義的邊緣計(jì)算似乎起源于近20年前。它最近出現(xiàn)在處理，分析和應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)邊緣的數(shù)據(jù)源產(chǎn)生的數(shù)據(jù)的知識(shí)背景下，而不是將數(shù)據(jù)傳輸?shù)?ldquo;核心”處理單元。

“邊緣”這個(gè)術(shù)語(yǔ)是基于數(shù)據(jù)源的處理接近度以及分析發(fā)生的位置，因此涵蓋了一系列可能的用途。物聯(lián)網(wǎng)(IoT)設(shè)備，移動(dòng)設(shè)備以及具有不同處理要求和優(yōu)先級(jí)的網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)量已經(jīng)產(chǎn)生并將繼續(xù)產(chǎn)生。這種轉(zhuǎn)變將強(qiáng)調(diào)計(jì)算發(fā)生的重要性，需要更小，更靈活的處理單元更貼近用戶。它可能采取分布式微型數(shù)據(jù)中心的形式，具有本地網(wǎng)絡(luò)接入和互連點(diǎn)，實(shí)質(zhì)上形成分布式云計(jì)算。

是什么推動(dòng)人們采用邊緣計(jì)算?

即將到來的數(shù)據(jù)傳輸增長(zhǎng)背后的主導(dǎo)力量是計(jì)算機(jī)之間的通信和物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備增加的結(jié)果。由于各種各樣的傳感器和處理器可以創(chuàng)造和傳輸大量的信息，而且人工智能，增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)，無人駕駛，以及自動(dòng)化交通系統(tǒng)的投資和開發(fā)也越來越多。

2015年思科云指數(shù)的調(diào)查發(fā)現(xiàn)，全球創(chuàng)建的數(shù)據(jù)約有90%是在前兩年產(chǎn)生的。這個(gè)指數(shù)還預(yù)測(cè)，從2014年到2019年，每月的互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議(IP)流量將以100%以上的復(fù)合年增長(zhǎng)率(CAGR)增長(zhǎng)。與此同時(shí)，互聯(lián)網(wǎng)用戶數(shù)量預(yù)計(jì)將以每年7%的年均復(fù)合增長(zhǎng)率增長(zhǎng)，網(wǎng)絡(luò)連接設(shè)備的數(shù)量將增長(zhǎng)更快，復(fù)合年增長(zhǎng)率達(dá)到11.4%。

視頻數(shù)據(jù)傳輸預(yù)計(jì)從2014年到2019將增長(zhǎng)80%。以這些數(shù)字來看，截至2016年，估計(jì)有34億個(gè)互聯(lián)網(wǎng)用戶。YouTube的用戶每天上傳400個(gè)小時(shí)的新視頻，社交網(wǎng)站Instagram用戶每分鐘發(fā)布250萬(wàn)個(gè)帖子，F(xiàn)acebook的用戶每分鐘發(fā)布300萬(wàn)個(gè)帖子。此外，每天每分鐘進(jìn)行大約400萬(wàn)次Google搜索，每分鐘發(fā)送超過2億封電子郵件，下載超過40萬(wàn)個(gè)蘋果應(yīng)用程序，發(fā)送277,000條推文。在財(cái)務(wù)方面，亞馬遜公司每天每分鐘銷售價(jià)值約8萬(wàn)美元的商品和服務(wù)。

消費(fèi)和技術(shù)因素的結(jié)合創(chuàng)造了一組更復(fù)雜的驅(qū)動(dòng)因素，這些驅(qū)動(dòng)因素在行業(yè)和地理方面差異很大。一般來說，推動(dòng)人們走向邊緣網(wǎng)絡(luò)有以下三個(gè)主要驅(qū)動(dòng)因素：

改變消費(fèi)者和業(yè)務(wù)預(yù)期以及數(shù)據(jù)使用情況

新興技術(shù)，特別是使邊緣計(jì)算成為可能的網(wǎng)絡(luò)、處理、軟件和協(xié)議領(lǐng)域

邊緣處理的應(yīng)用，如整合物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備數(shù)據(jù)、提高跨網(wǎng)絡(luò)處理和傳輸效率、降低延遲、提供更好的客戶體驗(yàn)和數(shù)據(jù)安全的機(jī)會(huì)

邊緣處理的業(yè)務(wù)用途是什么?

像任何IT趨勢(shì)一樣，商業(yè)和技術(shù)專業(yè)人士都希望知道其進(jìn)展如何幫助他們優(yōu)化運(yùn)營(yíng)。但是，邊緣計(jì)算可能不適合所有業(yè)務(wù)，至少現(xiàn)在是這樣。邊緣計(jì)算和應(yīng)用程序的采用最終將取決于這些技術(shù)與業(yè)務(wù)目標(biāo)的關(guān)聯(lián)程度，取決于組織是否擁有有效實(shí)施，管理和貨幣化資源的資源。

有一些行業(yè)將會(huì)從邊緣計(jì)算中受益：

智慧城市。邊緣計(jì)算可以廣泛應(yīng)用于智能社區(qū)或城市。隨著傳感器和信息源數(shù)量的增多(公民，交通系統(tǒng)，醫(yī)療系統(tǒng)，公用事業(yè)和安全計(jì)劃)，在中央位置存儲(chǔ)和分析數(shù)據(jù)變得不太可行。邊緣計(jì)算還可以減少社區(qū)服務(wù)中的延遲行動(dòng)，例如醫(yī)療緊急情況，執(zhí)法，交通模式和公共交通等。它還考慮到地理精度，因此與特定街道，街區(qū)或郊區(qū)相關(guān)的信息可以與該地區(qū)的用戶即時(shí)共享。這些應(yīng)用和技術(shù)將最終確定邊緣計(jì)算是否從交通傳感器和路燈延伸到水泵，風(fēng)力渦輪機(jī)和其他傳統(tǒng)上不連接網(wǎng)絡(luò)的電力設(shè)備。智能城市邊緣網(wǎng)絡(luò)如何在發(fā)生自然災(zāi)害時(shí)收集和分發(fā)信息?如何利用智慧城市和邊緣技術(shù)來傳遞和緩解水和汽油等資源對(duì)供應(yīng)鏈的影響?

智能商業(yè)和公共交通。邊緣計(jì)算已經(jīng)為商業(yè)和公共交通提供了許多功能。對(duì)于諸如飛機(jī)，輪船和宇宙飛船等復(fù)雜的飛行器來說，加速處理要求和邊緣計(jì)算/分析意味著只有最重要的信息才能傳輸，并進(jìn)行進(jìn)一步的分析，而大部分?jǐn)?shù)據(jù)中心是在本地存儲(chǔ)的。邊緣計(jì)算技術(shù)允許交通和環(huán)境傳感器處理和提供最相關(guān)的信息給車輛，包括自駕車。這個(gè)邊緣網(wǎng)絡(luò)的第二個(gè)功能是信息性：將本地?cái)?shù)據(jù)模式提供給更廣泛的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，以提高駕駛效率和安全性。智能交通系統(tǒng)也是智慧城市發(fā)展的自然組成部分。

智能家居。一些數(shù)據(jù)中心的原始設(shè)備制造商聲稱，美國(guó)的每一個(gè)家庭都將很快成為自己的數(shù)據(jù)中心，這一說法正在接近現(xiàn)實(shí)。然而，邊緣計(jì)算將智能家居系統(tǒng)與核心生產(chǎn)中心聯(lián)系起來，而不是在數(shù)據(jù)走向邊緣時(shí)創(chuàng)建獨(dú)立的數(shù)據(jù)中心。“批量發(fā)送”與實(shí)時(shí)連接設(shè)備在智能家居中的作用仍在討論和發(fā)展中。

自動(dòng)車輛，無人駕駛飛機(jī)和遙控機(jī)器。據(jù)Andreessen Horowitz的Peter Levine介紹，自動(dòng)駕駛汽車的邊緣技術(shù)最著名的例子可能需要部署200個(gè)以上的CPU，并且是“車輪上的數(shù)據(jù)中心”。 自動(dòng)駕駛汽車可以處理實(shí)時(shí)視頻和流照片，根據(jù)數(shù)據(jù)輸入立即作出決定。他們強(qiáng)調(diào)需要通過智能交通網(wǎng)絡(luò)來共享協(xié)作信息。這個(gè)概念可以擴(kuò)展到農(nóng)業(yè)，采礦，石油和天然氣等行業(yè)的無人機(jī)，這些行業(yè)必須對(duì)收集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)反應(yīng)。

媒體和其他內(nèi)容。CDN已經(jīng)使內(nèi)容更貼近用戶，而邊緣計(jì)算是向用戶提供額外操作應(yīng)用程序的合乎邏輯的下一步。他們還將參與未來的內(nèi)容交付，使供應(yīng)商能夠擴(kuò)大地理覆蓋范圍，并最大限度地提高交付網(wǎng)絡(luò)的效率，特別是在引入更多增值和交互式服務(wù)的時(shí)候。

制造業(yè)和工業(yè)4.0。機(jī)器人，人工智能，機(jī)器學(xué)習(xí)已經(jīng)被許多工業(yè)組織采用，所有這些都是邊緣計(jì)算的最佳實(shí)踐。制造業(yè)邊緣計(jì)算的指導(dǎo)原則是將生產(chǎn)簡(jiǎn)化為從需求到生產(chǎn)，交付和消費(fèi)的標(biāo)準(zhǔn)過程。這一努力需要邊緣計(jì)算提供的各種位置的數(shù)據(jù)源之間的確切類型的協(xié)作。工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)(IIoT)通過預(yù)測(cè)性維護(hù)，提高安全性和其他運(yùn)營(yíng)效率，不斷提高效率，降低成本。邊緣計(jì)算本質(zhì)上是工業(yè)4.0的數(shù)據(jù)供應(yīng)鏈。

開發(fā)邊緣戰(zhàn)略

一些企業(yè)已經(jīng)公開采用大量投入的方式來應(yīng)對(duì)物聯(lián)網(wǎng)及其邊緣計(jì)算，盡管他們應(yīng)該留意到一些產(chǎn)業(yè)仍然在為云計(jì)算的應(yīng)用而奔忙。從集中化和云計(jì)算到分布式邊緣計(jì)算的趨勢(shì)需要仔細(xì)考慮，以便為每個(gè)用例確定聚合和分解之間的最佳平衡。

對(duì)于采取邊緣計(jì)算的企業(yè)來說，制定全面戰(zhàn)略的五個(gè)主要組成部分如下：

確定目標(biāo)和要求，包括業(yè)務(wù)目標(biāo)/驅(qū)動(dòng)因素以及品牌，客戶和投資回報(bào)要求。

將網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋸倪吘売成浠睾诵摹?/p>

定義構(gòu)成邊緣處理，抽象和通信功能的系統(tǒng)，協(xié)議和程序。

定義將邊緣處理單元鏈接到數(shù)據(jù)源并返回到核心處理設(shè)施的網(wǎng)絡(luò)。

制定邊緣計(jì)算系統(tǒng)的監(jiān)督，維護(hù)和安全策略。

邊緣計(jì)算操作注意事項(xiàng)

建立邊緣計(jì)算能力只是實(shí)施這項(xiàng)技術(shù)的第一步。企業(yè)獲得長(zhǎng)期的成功將取決于運(yùn)營(yíng)，安全和維護(hù)需求的全面發(fā)展，以及與IT部門和電信提供商的整合。隨著企業(yè)對(duì)邊緣計(jì)算需求的增長(zhǎng)，必須明確定義各方的角色，并在網(wǎng)絡(luò)中優(yōu)先考慮數(shù)據(jù)。盡管采用邊緣計(jì)算有著明顯的好處，但應(yīng)該考慮一些因素。

安全和隱私是需要解決的主要挑戰(zhàn)。信息是如何生成和處理的，以及它的所有權(quán)必須被定義。其刑事或民事責(zé)任的概念可能會(huì)變得復(fù)雜。例如，由于編程缺陷而發(fā)生自駕車事故時(shí)，誰(shuí)將被追究責(zé)任?數(shù)據(jù)保護(hù)要求有什么影響?邊緣計(jì)算會(huì)創(chuàng)新，模仿還是調(diào)整?

分析人員還想知道，越來越多的數(shù)據(jù)生產(chǎn)設(shè)備將創(chuàng)造一個(gè)突破點(diǎn)和過載網(wǎng)絡(luò)。軟件定義的網(wǎng)絡(luò)，5G技術(shù)和邊緣到邊緣的通信技術(shù)將會(huì)繼續(xù)發(fā)展。無線電環(huán)境中的干擾和帶寬需求將對(duì)傳輸網(wǎng)絡(luò)提出苛刻的要求。傳統(tǒng)的宏觀網(wǎng)絡(luò)將需要通過添加小單元來補(bǔ)充。

討論邊緣時(shí)也必須考慮彈性。它帶來了各種各樣的問題：邊緣處理單元中的單元，源或單元失效的影響是什么?它將如何影響連接的單元和共享程序?完全依賴流體網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)如何保護(hù)自己免受網(wǎng)絡(luò)攻擊?容量和延遲如何共存，以及如何確定網(wǎng)絡(luò)優(yōu)先級(jí)?答案似乎是，彈性將取決于所交付的內(nèi)容，受監(jiān)管的位置，最終用戶體驗(yàn)以及成本/收入指標(biāo)。

隨著邊緣計(jì)算的發(fā)展，共享多個(gè)邊緣系統(tǒng)和各種平臺(tái)和運(yùn)行時(shí)間的共享語(yǔ)言也將增加并需要提高。使系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)協(xié)同工作的協(xié)議將需要開發(fā)。行業(yè)領(lǐng)導(dǎo)者已經(jīng)在開發(fā)能夠支持邊緣計(jì)算的物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)和路由器，而像Apache Spark這樣的軟件正在通過集群和運(yùn)行各種模式，在需要的時(shí)候?qū)懘疟P的方式來沖擊這個(gè)行業(yè)。一些小里程碑的發(fā)展組合將會(huì)產(chǎn)生重大變化，其轉(zhuǎn)折點(diǎn)在哪些?

人們理解和準(zhǔn)備邊緣計(jì)算需要考慮很多因素，包括移動(dòng)性和安全性。整體規(guī)劃可以確保滿足系統(tǒng)要求，并且系統(tǒng)能夠識(shí)別和與設(shè)備和用戶在邊緣進(jìn)行通信。