隨著大量數(shù)據(jù)被發(fā)送到網(wǎng)絡，以及網(wǎng)絡不斷增長，企業(yè)正在開發(fā)更接近網(wǎng)絡邊緣的計算能力，在網(wǎng)絡邊緣生成數(shù)據(jù)。邊緣計算創(chuàng)建的中斷允許本地用戶實時生成和執(zhí)行數(shù)據(jù)分析。但是，盡管這個趨勢越來越明顯，但企業(yè)仍然沒有確定如何以及何時部署邊緣計算。未來幾年，邊緣技術能否推動行業(yè)的業(yè)務決策，還是更廣泛的部署需要進一步推進和全面的長期規(guī)劃?哪些用例會推動實施，還有哪些挑戰(zhàn)仍然存在?

 

 

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

 

“邊緣”這個術語是基于數(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)設備，移動設備以及具有不同處理要求和優(yōu)先級的網(wǎng)絡的數(shù)據(jù)量已經(jīng)產(chǎn)生并將繼續(xù)產(chǎn)生。這種轉(zhuǎn)變將強調(diào)計算發(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)絡接入和互連點，實質(zhì)上形成分布式云計算。

 

 

即將到來的數(shù)據(jù)傳輸增長背后的主導力量是計算機之間的通信和物聯(lián)網(wǎng)設備增加的結果。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，增強現(xiàn)實，無人駕駛，以及自動化交通系統(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。這個指數(shù)還預測，從2014年到2019年，每月的互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議(IP)流量將以100%以上的復合年增長率(CAGR)增長。與此同時，互聯(lián)網(wǎng)用戶數(shù)量預計將以每年7%的年均復合增長率增長，網(wǎng)絡連接設備的數(shù)量將增長更快，復合年增長率達到11.4%。

 

視頻數(shù)據(jù)傳輸預計從2014年到2019將增長80%。以這些數(shù)字來看，截至2016年，估計有34億個互聯(lián)網(wǎng)用戶。YouTube的用戶每天上傳400個小時的新視頻，社交網(wǎng)站Instagram用戶每分鐘發(fā)布250萬個帖子，F(xiàn)acebook的用戶每分鐘發(fā)布300萬個帖子。此外，每天每分鐘進行大約400萬次Google搜索，每分鐘發(fā)送超過2億封電子郵件，下載超過40萬個蘋果應用程序，發(fā)送277,000條推文。在財務方面，亞馬遜公司每天每分鐘銷售價值約8萬美元的商品和服務。

 

消費和技術因素的結合創(chuàng)造了一組更復雜的驅(qū)動因素，這些驅(qū)動因素在行業(yè)和地理方面差異很大。一般來說，推動人們走向邊緣網(wǎng)絡有以下三個主要驅(qū)動因素：

 

•改變消費者和業(yè)務預期以及數(shù)據(jù)使用情況

 

•新興技術，特別是使邊緣計算成為可能的網(wǎng)絡、處理、軟件和協(xié)議領域

 

•邊緣處理的應用，如整合物聯(lián)網(wǎng)設備數(shù)據(jù)、提高跨網(wǎng)絡處理和傳輸效率、降低延遲、提供更好的客戶體驗和數(shù)據(jù)安全的機會

 

 

像任何IT趨勢一樣，商業(yè)和技術專業(yè)人士都希望知道其進展如何幫助他們優(yōu)化運營。但是，邊緣計算可能不適合所有業(yè)務，至少現(xiàn)在是這樣。邊緣計算和應用程序的采用最終將取決于這些技術與業(yè)務目標的關聯(lián)程度，取決于組織是否擁有有效實施，管理和貨幣化資源的資源。

 

 

•智慧城市。邊緣計算可以廣泛應用于智能社區(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)和安全計劃)，在中央位置存儲和分析數(shù)據(jù)變得不太可行。邊緣計算還可以減少社區(qū)服務中的延遲行動，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)相關的信息可以與該地區(qū)的用戶即時共享。這些應用和技術將最終確定邊緣計算是否從交通傳感器和路燈延伸到水泵，風力渦輪機和其他傳統(tǒng)上不連接網(wǎng)絡的電力設備。智能城市邊緣網(wǎng)絡如何在發(fā)生自然災害時收集和分發(fā)信息?如何利用智慧城市和邊緣技術來傳遞和緩解水和汽油等資源對供應鏈的影響?

 

•智能商業(yè)和公共交通。邊緣計算已經(jīng)為商業(yè)和公共交通提供了許多功能。對于諸如飛機，輪船和宇宙飛船等復雜的飛行器來說，加速處理要求和邊緣計算/分析意味著只有最重要的信息才能傳輸，并進行進一步的分析，而大部分數(shù)據(jù)中心是在本地存儲的。邊緣計算技術允許交通和環(huán)境傳感器處理和提供最相關的信息給車輛，包括自駕車。這個邊緣網(wǎng)絡的第二個功能是信息性：將本地數(shù)據(jù)模式提供給更廣泛的網(wǎng)絡系統(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)中心的原始設備制造商聲稱，美國的每一個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。然而，邊緣計算將智能家居系統(tǒng)與核心生產(chǎn)中心聯(lián)系起來，而不是在數(shù)據(jù)走向邊緣時創(chuàng)建獨立的數(shù)據(jù)中心。“批量發(fā)送”與實時連接設備在智能家居中的作用仍在討論和發(fā)展中。

 

•自動車輛，無人駕駛飛機和遙控機器。據(jù)Andreessen Horowitz的Peter Levine介紹，自動駕駛汽車的邊緣技術最著名的例子可能需要部署200個以上的CPU，并且是“車輪上的數(shù)據(jù)中心”。 自動駕駛汽車可以處理實時視頻和流照片，根據(jù)數(shù)據(jù)輸入立即作出決定。他們強調(diào)需要通過智能交通網(wǎng)絡來共享協(xié)作信息。這個概念可以擴展到農(nóng)業(yè)，采礦，石油和天然氣等行業(yè)的無人機，這些行業(yè)必須對收集到的數(shù)據(jù)進行實時反應。

 

•媒體和其他內(nèi)容。CDN已經(jīng)使內(nèi)容更貼近用戶，而邊緣計算是向用戶提供額外操作應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，使供應商能夠擴大地理覆蓋范圍，并最大限度地提高交付網(wǎng)絡的效率，特別是在引入更多增值和交互式服務的時候。

 

•制造業(yè)和工業(yè)4.0。機器人，人工智能，機器學習已經(jīng)被許多工業(yè)組織采用，所有這些都是邊緣計算的最佳實踐。制造業(yè)邊緣計算的指導原則是將生產(chǎn)簡化為從需求到生產(chǎn)，交付和消費的標準過程。這一努力需要邊緣計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)通過預測性維護，提高安全性和其他運營效率，不斷提高效率，降低成本。邊緣計算本質(zhì)上是工業(yè)4.0的數(shù)據(jù)供應鏈。

 

 

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

 

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

 

(1)確定目標和要求，包括業(yè)務目標/驅(qū)動因素以及品牌，客戶和投資回報要求。

 

(2)將網(wǎng)絡拓撲從邊緣映射回核心。

 

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

 

(4)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施的網(wǎng)絡。

 

(5)制定邊緣計算系統(tǒng)的監(jiān)督，維護和安全策略。

 

 

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

 

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，以及它的所有權必須被定義。其刑事或民事責任的概念可能會變得復雜。例如，由于編程缺陷而發(fā)生自駕車事故時，誰將被追究責任?數(shù)據(jù)保護要求有什么影響?邊緣計算會創(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)設備將創(chuàng)造一個突破點和過載網(wǎng)絡。軟件定義的網(wǎng)絡，5G技術和邊緣到邊緣的通信技術將會繼續(xù)發(fā)展。無線電環(huán)境中的干擾和帶寬需求將對傳輸網(wǎng)絡提出苛刻的要求。傳統(tǒng)的宏觀網(wǎng)絡將需要通過添加小單元來補充。

 

討論邊緣時也必須考慮彈性。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)絡的系統(tǒng)如何保護自己免受網(wǎng)絡攻擊?容量和延遲如何共存，以及如何確定網(wǎng)絡優(yōu)先級?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，最終用戶體驗以及成本/收入指標。

 

隨著邊緣計算的發(fā)展，共享多個邊緣系統(tǒng)和各種平臺和運行時間的共享語言也將增加并需要提高。使系統(tǒng)和網(wǎng)絡協(xié)同工作的協(xié)議將需要開發(fā)。行業(yè)領導者已經(jīng)在開發(fā)能夠支持邊緣計算的物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關和路由器，而像Apache Spark這樣的軟件正在通過集群和運行各種模式，在需要的時候?qū)懘疟P的方式來沖擊這個行業(yè)。一些小里程碑的發(fā)展組合將會產(chǎn)生重大變化，其轉(zhuǎn)折點在哪些?

 

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

 

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