邊緣計(jì)算已在今天技術(shù)時(shí)代思潮中占據(jù)一席之地，已經(jīng)成為發(fā)掘新穎性和前沿思維的主題之一。近年來，人們一直認(rèn)為這種計(jì)算方式是探索未來的重要方式。但是直到現(xiàn)在，關(guān)于邊緣計(jì)算的很多討論仍只是假設(shè)性的，因?yàn)橹С诌吘売?jì)算所需的基礎(chǔ)設(shè)施尚未完善。
現(xiàn)在，從微數(shù)據(jù)中心到專用處理器到必要的軟件，再到進(jìn)入應(yīng)用開發(fā)人員、企業(yè)家以及大型企業(yè)手中，邊緣計(jì)算的資源正發(fā)生巨大的改變。在回答有關(guān)邊緣計(jì)算的有用性和含義的問題時(shí)，我們可以跳出理論。那么，現(xiàn)實(shí)世界的證據(jù)告訴我們關(guān)于這一趨勢(shì)是什么?特別是，邊緣計(jì)算的炒作是否值得，還是不合時(shí)宜?
接下來，我們將簡(jiǎn)要探討一下邊緣計(jì)算市場(chǎng)的現(xiàn)狀。歸根結(jié)底，現(xiàn)實(shí)證據(jù)表明邊緣計(jì)算是一種出于成本和性能考慮的去中心化應(yīng)用的真實(shí)需求。邊緣計(jì)算的某些方面被大肆宣傳，而另一些方面卻不為所動(dòng)。以下四個(gè)方面的內(nèi)容主要對(duì)邊緣計(jì)算現(xiàn)在和將來的功能作簡(jiǎn)要探討，讓大家對(duì)邊緣計(jì)算有一個(gè)更更加全面的了解。
1、邊緣計(jì)算不僅僅只是降低延遲
邊緣計(jì)算是一種使計(jì)算和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)更接近所需位置的范例。它與傳統(tǒng)的云計(jì)算模型形成鮮明對(duì)比，傳統(tǒng)的云計(jì)算模型中的計(jì)算集中在少數(shù)幾個(gè)超大規(guī)模數(shù)據(jù)中心中。這里所說的邊緣可以是比傳統(tǒng)云數(shù)據(jù)中心更靠近最終用戶或設(shè)備的任何地方。它可以是100公里或1公里之外，也可以是本地或終端設(shè)備上。
無論采用哪種方法，傳統(tǒng)的邊緣計(jì)算描述介紹都強(qiáng)調(diào)邊緣計(jì)算的核心功能是使延遲最小化，以改善用戶體驗(yàn)或啟用對(duì)延遲比較敏感的新應(yīng)用。延時(shí)對(duì)很多應(yīng)用確實(shí)不利，盡管緩解延遲是一個(gè)重要的應(yīng)用，但它可能不是最有價(jià)值的應(yīng)用。邊緣計(jì)算的另一個(gè)應(yīng)用是最大程度地減少往返于云端的網(wǎng)絡(luò)流量或是人們常說的云卸載，這可能會(huì)帶來與緩解延遲相同的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。
隨著科技的快速發(fā)展，移動(dòng)設(shè)備流量急劇增長(zhǎng)。但是由于自身資源及計(jì)算性能有限，智能移動(dòng)設(shè)備在處理計(jì)算密集型和時(shí)間敏感型應(yīng)用時(shí)可能面臨著能力不足的情況。邊緣計(jì)算針對(duì)傳統(tǒng)云計(jì)算能力不足，在移動(dòng)用戶附近的無線接入網(wǎng)絡(luò)邊緣提供云計(jì)算功能，滿足快速交互響應(yīng)的需求，提供普遍且靈活的計(jì)算服務(wù)。為使用邊緣網(wǎng)絡(luò)提供的服務(wù)，移動(dòng)設(shè)備如何將所承擔(dān)的任務(wù)卸載到邊緣服務(wù)器，進(jìn)行高效合理的卸載決策，已經(jīng)成為目前邊緣計(jì)算問題的主要研究方向。
云卸載的主要驅(qū)動(dòng)因素是用戶、設(shè)備或傳感器生成的數(shù)據(jù)量的爆發(fā)性增長(zhǎng)。應(yīng)對(duì)邊緣計(jì)算中的數(shù)據(jù)挑戰(zhàn)的初創(chuàng)公司Macrometa的首席執(zhí)行官Chetan Venkatesh表示“從根本上講，邊緣是一個(gè)數(shù)據(jù)問題。”之所以出現(xiàn)云卸載，是因?yàn)檫w移所有這些數(shù)據(jù)需要花費(fèi)大量的金錢，許多人寧愿不將數(shù)據(jù)遷移到其他地方。邊緣計(jì)算提供了一種從生成的數(shù)據(jù)中提取價(jià)值的方法，而且永遠(yuǎn)不會(huì)將其移出邊緣。如有必要，可以將數(shù)據(jù)優(yōu)化為更經(jīng)濟(jì)的子集，發(fā)送到云端進(jìn)行存儲(chǔ)或進(jìn)一步分析。
云卸載的一個(gè)非常典型的應(yīng)用是處理視頻或音頻數(shù)據(jù)，這是最耗費(fèi)帶寬的兩種數(shù)據(jù)類型。
2、邊緣是云的延伸
盡管早期有炒作說明邊緣計(jì)算會(huì)取代云，但其實(shí)說邊緣擴(kuò)展了云的范圍更準(zhǔn)確一些。它不會(huì)影響到越來越多的應(yīng)用將遷移到云端的發(fā)展趨勢(shì)。但是，去中心化的數(shù)據(jù)中心和按需設(shè)計(jì)和使用的微云將變得越來越多。這些邊緣云中心同樣使用從傳統(tǒng)云中心演變而來的工具和方法進(jìn)行管理，并且隨著時(shí)間的流逝，云與邊緣之間的界線將變得越來越模糊。
例如，當(dāng)前無論是AWS還是Microsoft Azure都會(huì)根據(jù)用戶不同的應(yīng)用需求，推薦不同的產(chǎn)品。如果用戶是一家希望進(jìn)行本地邊緣計(jì)算的企業(yè)，那么亞馬遜現(xiàn)在會(huì)向他發(fā)送一個(gè)AWS Outpost，這是一個(gè)完全組裝好的計(jì)算和存儲(chǔ)機(jī)架，可以模仿亞馬遜自己的數(shù)據(jù)中心的硬件設(shè)計(jì)。它安裝在客戶自己的數(shù)據(jù)中心中，并由Amazon監(jiān)視、維護(hù)和升級(jí)。重要的是，邊緣運(yùn)行AWS用戶依賴的許多相同服務(wù)，例如EC2計(jì)算服務(wù)，從而使邊緣在操作上類似于云。 Microsoft的Azure Stack Edge產(chǎn)品也有類似的目標(biāo)。這些產(chǎn)品傳遞了一個(gè)明確的信號(hào)，即云提供商希望將云和邊緣基礎(chǔ)架構(gòu)統(tǒng)一在一個(gè)保護(hù)傘下。
3、邊緣基礎(chǔ)設(shè)施正在逐步完善
盡管某些應(yīng)用最好在本地運(yùn)行，但在許多情況下，用戶希望從邊緣計(jì)算中受益，卻不希望在本地投資過多。這就需要訪問一種新型的基礎(chǔ)架構(gòu)，該基礎(chǔ)架構(gòu)看起來很像云，但是在地理上比如今構(gòu)成云的幾十個(gè)超大規(guī)模數(shù)據(jù)中心分布得更多。這種基礎(chǔ)架構(gòu)現(xiàn)在才剛起步，并且它可能會(huì)分三個(gè)階段發(fā)展，每個(gè)階段都通過越來越廣泛的地理分布擴(kuò)展邊緣范圍。
階段1：多區(qū)域和多云
要實(shí)現(xiàn)快速的計(jì)算服務(wù)響應(yīng)，就必須就近提供計(jì)算服務(wù)，那么覆蓋多區(qū)域的邊緣基礎(chǔ)設(shè)施必不可少。例如，AWS在22個(gè)地理區(qū)域設(shè)有數(shù)據(jù)中心，另外還有四個(gè)已宣布建設(shè)。為北美和歐洲用戶提供服務(wù)的AWS客戶可以在北加利福尼亞州和法蘭克福地區(qū)運(yùn)行其應(yīng)用。從一個(gè)區(qū)域到多個(gè)區(qū)域可以大大減少延遲，對(duì)于大量應(yīng)用程序來說，這就是提供良好用戶體驗(yàn)所需要的。
階段2：區(qū)域優(yōu)勢(shì)
邊緣演進(jìn)的第二階段將邊緣擴(kuò)展到更深一層，利用數(shù)百或數(shù)千個(gè)位置的基礎(chǔ)架構(gòu)，而不是僅在幾十個(gè)城市中的超大規(guī)模數(shù)據(jù)中心。事實(shí)證明，有一些參與者已經(jīng)擁有這樣的基礎(chǔ)架構(gòu)足跡：內(nèi)容交付網(wǎng)絡(luò)。CDN作為邊緣計(jì)算的先驅(qū)已有二十年了，它們將靜態(tài)內(nèi)容緩存到更接近最終用戶的位置，以提高性能。 AWS有22個(gè)區(qū)域，而像Cloudflare這樣的典型CDN有194個(gè)。
現(xiàn)在不同的是，這些CDN已開始向通用工作負(fù)載開放其基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，而不僅僅是靜態(tài)內(nèi)容緩存。如今，諸如Cloudflare，F(xiàn)astly，Limelight，StackPath和Zenlayer之類的CDN都提供了容器即服務(wù)，VM即服務(wù)、裸機(jī)即服務(wù)和無服務(wù)器功能的某種組合。換句話說，他們開始看起來更像云提供商。具有前瞻性的云提供商(例如Packet和Ridge)也提供了此類基礎(chǔ)架構(gòu)，而AWS又邁出了提供更多區(qū)域化基礎(chǔ)架構(gòu)的第一步，引入了第一個(gè)所謂的洛杉磯本地區(qū)域，并承諾將提供更多本地區(qū)域。
階段3：訪問邊緣
邊緣演進(jìn)的第三階段將邊緣進(jìn)一步向外擴(kuò)展，以至與最終用戶或設(shè)備僅相距一兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)躍點(diǎn)。在傳統(tǒng)的電信術(shù)語中，這稱為網(wǎng)絡(luò)的訪問部分，因此這種類型的體系結(jié)構(gòu)已被標(biāo)記為訪問邊緣。Access Edge的典型外形是微型數(shù)據(jù)中心，甚至可以部署在路邊或蜂窩網(wǎng)絡(luò)塔樓的底部。
Vapor IO、EdgeMicro和EdgePresence等新進(jìn)入者已經(jīng)開始在美國(guó)的少數(shù)城市中建立這些微型數(shù)據(jù)中心。2019年是第一個(gè)主要擴(kuò)建年份，2020年至2021年將繼續(xù)在這些擴(kuò)建項(xiàng)目上投入大量資金。
早期采用者已經(jīng)以多種方式利用了區(qū)域邊緣，包括用于各種云卸載應(yīng)用以及減輕了用戶體驗(yàn)非常關(guān)鍵的一些應(yīng)用(如在線游戲，廣告服務(wù)和電子商務(wù))中的延遲。相比之下，自動(dòng)駕駛汽車、無人機(jī)、AR/VR、智慧城市、遠(yuǎn)程醫(yī)療等對(duì)于邊緣訪問的要求更高。
4、需要新軟件來管理邊緣
上面概述了邊緣計(jì)算的各種應(yīng)用，邊緣計(jì)算將可以出現(xiàn)在任何地方。但是，無論邊緣位于何處，都可以使用相同的工具和流程來管理云和邊緣。這將需要對(duì)用于在云中部署、擴(kuò)展和管理應(yīng)用程序的軟件進(jìn)行升級(jí)，而軟件在設(shè)計(jì)時(shí)就需要考慮到單個(gè)數(shù)據(jù)中心。
現(xiàn)在，支持邊緣計(jì)算的資源不斷涌現(xiàn)，不過邊緣計(jì)算仍處于起步階段，但已從理論轉(zhuǎn)向?qū)嶋H應(yīng)用。目前行業(yè)還在迅速發(fā)展過程中，云也只有14年的發(fā)展歷史而已，因此，我們完全有理由相信邊緣計(jì)算將給人類帶來巨大的改變。
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