插圖:安迪Wolber/TechRepublic
在核心，邊緣計(jì)算和云計(jì)算之間的主要區(qū)別歸結(jié)為一個(gè)概念:網(wǎng)絡(luò)連接約束。如果互聯(lián)網(wǎng)連接能在任何地方持續(xù)可用，并且數(shù)據(jù)可以立即傳輸而沒有任何延遲，那么就不需要邊緣計(jì)算解決方案了。但是，由于網(wǎng)絡(luò)連接既不是恒定的也不是無(wú)所不在的，且?guī)捄脱舆t都是有限的，因此出現(xiàn)了邊緣計(jì)算解決方案來(lái)解決這些問題。云計(jì)算通過云計(jì)算，互聯(lián)網(wǎng)連接可以讓用戶遠(yuǎn)程利用處理能力和數(shù)據(jù)。在大多數(shù)情況下，用戶可以認(rèn)為處理能力和存儲(chǔ)是無(wú)限的，即使計(jì)算能力實(shí)際上受到有限數(shù)量的數(shù)據(jù)中心的限制。需要更強(qiáng)大的處理能力?啟動(dòng)更多的服務(wù)器。想要保留更多照片、文件或其他數(shù)據(jù)？提供更大的存儲(chǔ)限制。從21世紀(jì)初開始，可靠的互聯(lián)網(wǎng)連接和云計(jì)算的興起幾乎同步發(fā)生。隨著時(shí)間的推移，傳輸數(shù)據(jù)的類型也發(fā)生了變化，逐漸從專注于文本和壓縮圖像演變?yōu)橐纛l和直播視頻。對(duì)于企業(yè)而言，這意味著以前的現(xiàn)場(chǎng)文件服務(wù)器可能會(huì)轉(zhuǎn)移到云端。云計(jì)算公司通常提供的可靠性和冗余級(jí)別很容易超過大多數(shù)IT部門所能提供的。云應(yīng)用程序?yàn)楦嗟慕M織帶來(lái)了強(qiáng)大的功能和簡(jiǎn)單的管理。如，更新的責(zé)任從員工管理員轉(zhuǎn)移到云供應(yīng)商。例如，當(dāng)Google推出更改時(shí)，GoogleDocs中會(huì)出現(xiàn)新功能，無(wú)需管理員進(jìn)行操作。由于以云為中心的計(jì)算機(jī)比大多數(shù)以服務(wù)器為中心的傳統(tǒng)系統(tǒng)更易于管理、維護(hù)和保護(hù)，因此許多學(xué)校系統(tǒng)長(zhǎng)期受到資源限制，因此改用Chromebook。邊緣計(jì)算兩個(gè)細(xì)分市場(chǎng)——大型互動(dòng)網(wǎng)站提供商和流媒體服務(wù)——首次暗示了可能需要一種截然不同的計(jì)算架構(gòu)。具體來(lái)說，這些公司意識(shí)到數(shù)據(jù)傳輸?shù)絺€(gè)人客戶計(jì)算機(jī)需要時(shí)間。內(nèi)容交付網(wǎng)絡(luò)提供商開始將數(shù)據(jù)中心移到更靠近消費(fèi)者的地方(圖A)。
圖A:安迪Wolber/TechRepublic。通過云計(jì)算，設(shè)備依靠互聯(lián)網(wǎng)連接遠(yuǎn)程訪問計(jì)算能力和存儲(chǔ)。作為邊緣計(jì)算的早期步驟，內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡(luò)開始將數(shù)據(jù)中心放置在更靠近用戶設(shè)備的地方。例如，當(dāng)流媒體源是芝加哥的數(shù)據(jù)中心而不是洛杉磯的數(shù)據(jù)中心時(shí)，在密歇根流媒體觀看電影的人可能會(huì)體驗(yàn)到較低的延遲。如今，供應(yīng)商將“邊緣”一詞應(yīng)用于各種規(guī)模的小型數(shù)據(jù)中心，但所有這些都試圖解決由距離引起的延遲的網(wǎng)絡(luò)連接約束。隨著互聯(lián)家庭技術(shù)的部署，出現(xiàn)了另一類邊緣計(jì)算。用戶希望智能鎖、安全攝像頭和各種環(huán)境傳感器即使在Wi-Fi中斷、電纜被切斷或手機(jī)網(wǎng)絡(luò)暫時(shí)停止工作時(shí)也能正常工作。最終，供應(yīng)商開始構(gòu)建使用各種標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行通信的系統(tǒng)，如藍(lán)牙、Zigbee和Matter。同樣，在工業(yè)環(huán)境中，機(jī)器可能需要在沒有可靠網(wǎng)絡(luò)的環(huán)境中運(yùn)行。由于幾乎所有這些智能家居和工業(yè)設(shè)備通常都位于一個(gè)站點(diǎn)，因此它們解決的網(wǎng)絡(luò)連接限制是暫時(shí)缺乏連接。然而，在陸地、空中和海上移動(dòng)車輛是迄今為止最具挑戰(zhàn)性的邊緣計(jì)算任務(wù)。不僅自動(dòng)化汽車、飛機(jī)和輪船需要在沒有持續(xù)互聯(lián)網(wǎng)連接的地方運(yùn)行(圖B)，而且它們的移動(dòng)速度往往沒有足夠的時(shí)間來(lái)依賴遠(yuǎn)程計(jì)算，即使連接了。換句話說，當(dāng)自動(dòng)駕駛汽車從附近的云數(shù)據(jù)中心收到關(guān)于道路危險(xiǎn)的回復(fù)時(shí)，汽車可能已經(jīng)遇到了危險(xiǎn)。圖B:安迪Wolber/TechRepublic。相對(duì)固定的邊緣設(shè)備，如智能鎖和工業(yè)機(jī)器人，可以在沒有互聯(lián)網(wǎng)連接的情況下工作。然而，對(duì)于在空中、陸地或海上移動(dòng)的邊緣設(shè)備來(lái)說，自主操作可能是必不可少的。這類車輛的定期連接仍然至關(guān)重要。例如，汽車和卡車可以從更新的地圖中受益，以顯示道路、道路施工和當(dāng)前的交通狀況。無(wú)人機(jī)和自動(dòng)駕駛船只依靠天氣數(shù)據(jù)來(lái)識(shí)別潛在的湍流天空或海洋。管理這些設(shè)備的人員可能會(huì)想要卸載數(shù)據(jù)，不僅是為了評(píng)估和提高性能，還為了檢索車輛各種儀器獲取的圖像和其他信息。允許這種自主操作和間歇性網(wǎng)絡(luò)連接的邊緣系統(tǒng)存在幾組挑戰(zhàn)，截至2022年底，這些挑戰(zhàn)尚未完全解決。總結(jié)云計(jì)算使得在任何有可靠互聯(lián)網(wǎng)連接的地方利用計(jì)算能力和存儲(chǔ)成為可能。邊緣計(jì)算將處理和存儲(chǔ)從這些云數(shù)據(jù)中心轉(zhuǎn)移到獨(dú)立于恒定連接的計(jì)算設(shè)備上。
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