邊緣計算已在今天技術(shù)時代思潮中占據(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，人們一直認為這種計算方式是探索未來的重要方式。但是直到現(xiàn)在，關(guān)于邊緣計算的很多討論仍只是假設(shè)性的，因為支持邊緣計算所需的基礎(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，再到進入應用開發(fā)人員、企業(yè)家以及大型企業(yè)手中，邊緣計算的資源正發(fā)生巨大的改變。在回答有關(guān)邊緣計算的有用性和含義的問題時，我們可以跳出理論。那么，現(xiàn)實世界的證據(jù)告訴我們關(guān)于這一趨勢是什么?特別是，邊緣計算的炒作是否值得，還是不合時宜?
接下來，我們將簡要探討一下邊緣計算市場的現(xiàn)狀。歸根結(jié)底，現(xiàn)實證據(jù)表明邊緣計算是一種出于成本和性能考慮的去中心化應用的真實需求。邊緣計算的某些方面被大肆宣傳，而另一些方面卻不為所動。以下四個方面的內(nèi)容主要對邊緣計算現(xiàn)在和將來的功能作簡要探討，讓大家對邊緣計算有一個更更加全面的了解。
1、邊緣計算不僅僅只是降低延遲
邊緣計算是一種使計算和數(shù)據(jù)存儲更接近所需位置的范例。它與傳統(tǒng)的云計算模型形成鮮明對比，傳統(tǒng)的云計算模型中的計算集中在少數(shù)幾個超大規(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)的邊緣計算描述介紹都強調(diào)邊緣計算的核心功能是使延遲最小化，以改善用戶體驗或啟用對延遲比較敏感的新應用。延時對很多應用確實不利，盡管緩解延遲是一個重要的應用，但它可能不是最有價值的應用。邊緣計算的另一個應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，這可能會帶來與緩解延遲相同的經(jīng)濟價值。
隨著科技的快速發(fā)展，移動設(shè)備流量急劇增長。但是由于自身資源及計算性能有限，智能移動設(shè)備在處理計算密集型和時間敏感型應用時可能面臨著能力不足的情況。邊緣計算針對傳統(tǒng)云計算能力不足，在移動用戶附近的無線接入網(wǎng)絡(luò)邊緣提供云計算功能，滿足快速交互響應的需求，提供普遍且靈活的計算服務(wù)。為使用邊緣網(wǎng)絡(luò)提供的服務(wù)，移動設(shè)備如何將所承擔的任務(wù)卸載到邊緣服務(wù)器，進行高效合理的卸載決策，已經(jīng)成為目前邊緣計算問題的主要研究方向。
云卸載的主要驅(qū)動因素是用戶、設(shè)備或傳感器生成的數(shù)據(jù)量的爆發(fā)性增長。應對邊緣計算中的數(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，邊緣是一個數(shù)據(jù)問題。”之所以出現(xiàn)云卸載，是因為遷移所有這些數(shù)據(jù)需要花費大量的金錢，許多人寧愿不將數(shù)據(jù)遷移到其他地方。邊緣計算提供了一種從生成的數(shù)據(jù)中提取價值的方法，而且永遠不會將其移出邊緣。如有必要，可以將數(shù)據(jù)優(yōu)化為更經(jīng)濟的子集，發(fā)送到云端進行存儲或進一步分析。
云卸載的一個非常典型的應用是處理視頻或音頻數(shù)據(jù)，這是最耗費帶寬的兩種數(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算會取代云，但其實說邊緣擴展了云的范圍更準確一些。它不會影響到越來越多的應用將遷移到云端的發(fā)展趨勢。但是，去中心化的數(shù)據(jù)中心和按需設(shè)計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行管理，并且隨著時間的流逝，云與邊緣之間的界線將變得越來越模糊。
例如，當前無論是AWS還是Microsoft Azure都會根據(jù)用戶不同的應用需求，推薦不同的產(chǎn)品。如果用戶是一家希望進行本地邊緣計算的企業(yè)，那么亞馬遜現(xiàn)在會向他發(fā)送一個AWS Outpost，這是一個完全組裝好的計算和存儲機架，可以模仿亞馬遜自己的數(shù)據(jù)中心的硬件設(shè)計。它安裝在客戶自己的數(shù)據(jù)中心中，并由Amazon監(jiān)視、維護和升級。重要的是，邊緣運行AWS用戶依賴的許多相同服務(wù)，例如EC2計算服務(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。這些產(chǎn)品傳遞了一個明確的信號，即云提供商希望將云和邊緣基礎(chǔ)架構(gòu)統(tǒng)一在一個保護傘下。
3、邊緣基礎(chǔ)設(shè)施正在逐步完善
盡管某些應用最好在本地運行，但在許多情況下，用戶希望從邊緣計算中受益，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，并且它可能會分三個階段發(fā)展，每個階段都通過越來越廣泛的地理分布擴展邊緣范圍。
階段1：多區(qū)域和多云
要實現(xiàn)快速的計算服務(wù)響應，就必須就近提供計算服務(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個地理區(qū)域設(shè)有數(shù)據(jù)中心，另外還有四個已宣布建設(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)運行其應用。從一個區(qū)域到多個區(qū)域可以大大減少延遲，對于大量應用程序來說，這就是提供良好用戶體驗所需要的。
階段2：區(qū)域優(yōu)勢
邊緣演進的第二階段將邊緣擴展到更深一層，利用數(shù)百或數(shù)千個位置的基礎(chǔ)架構(gòu)，而不是僅在幾十個城市中的超大規(guī)模數(shù)據(jù)中心。事實證明，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個區(qū)域，而像Cloudflare這樣的典型CDN有194個。
現(xiàn)在不同的是，這些CDN已開始向通用工作負載開放其基礎(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
邊緣演進的第三階段將邊緣進一步向外擴展，以至與最終用戶或設(shè)備僅相距一兩個網(wǎng)絡(luò)躍點。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等新進入者已經(jīng)開始在美國的少數(shù)城市中建立這些微型數(shù)據(jù)中心。2019年是第一個主要擴建年份，2020年至2021年將繼續(xù)在這些擴建項目上投入大量資金。
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用以及減輕了用戶體驗非常關(guān)鍵的一些應用(如在線游戲，廣告服務(wù)和電子商務(wù))中的延遲。相比之下，自動駕駛汽車、無人機、AR/VR、智慧城市、遠程醫(yī)療等對于邊緣訪問的要求更高。
4、需要新軟件來管理邊緣
上面概述了邊緣計算的各種應用，邊緣計算將可以出現(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。這將需要對用于在云中部署、擴展和管理應用程序的軟件進行升級，而軟件在設(shè)計時就需要考慮到單個數(shù)據(jù)中心。
現(xiàn)在，支持邊緣計算的資源不斷涌現(xiàn)，不過邊緣計算仍處于起步階段，但已從理論轉(zhuǎn)向?qū)嶋H應用。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算將給人類帶來巨大的改變。
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