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流動計算與機器學習將全面釋放物聯(lián)網(wǎng)潛能

 阿明哥哥資料區(qū) 2018-06-20

物聯(lián)網(wǎng)(IoT)最初是脫胎于機對機(M2M)技術(shù),,如今不僅已被各行各業(yè)的企業(yè)機構(gòu)列為頭等大事,而且已經(jīng)好幾年了,。盡管如此,,這個概念距離達到成熟期還有很長的路要走。這條道路將技術(shù),、經(jīng)濟和社會等諸多因素匯聚起來,,共同創(chuàng)造新的數(shù)字化舞臺,服務(wù)于我們的生活,、工作和娛樂,。這是一個長遠的愿景,我們目前僅僅只是走在旅程的起步階段,。

網(wǎng)絡(luò)化,、智能化,、自主化

大多數(shù)企業(yè)機構(gòu)都把物聯(lián)網(wǎng)看作是由多個階段構(gòu)成的整體,。大致的思路都是先把設(shè)備連接起來,,然后使它們智能化,最后使它們自主化,。例如,,自動駕駛汽車就是典型的自主化。早期人們首先關(guān)注的是把各種設(shè)備通過網(wǎng)絡(luò)互連起來,。但是,,當你注意到它是一個整體系統(tǒng)之后,就會發(fā)現(xiàn)其背后所潛藏的其他組成部分,,也就是更多的技術(shù)需求和業(yè)務(wù)需求,。

目前的現(xiàn)狀是,所有這些組成部分都還不那么成熟,,甚至還有些技術(shù)尚未找到適當?shù)姆绞?,使其能夠有效地支持物?lián)網(wǎng)愿景中的智能化和自主化的需求。例如,,計算資源的布局方法就是一個值得討論的方面,。

流動計算

計算資源究竟應(yīng)該部署在整個物聯(lián)網(wǎng)的哪些部位,這是一個十分重要的議題,。計算能力在過去的四十年中一直在集中式于分布式之間搖擺,,而最新的趨勢是云計算--這也是一種集中化的方法。市場上有一種觀念,,認為我們正在回到分布式計算模式,,但我不認為這種情況必然會發(fā)生。是的,,我們需要把更多的計算能力部署到網(wǎng)絡(luò)邊緣,,但為了充分發(fā)揮物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)有潛力,,真正需要實現(xiàn)的是流動計算(Fluid Computing)。

為了讓物聯(lián)網(wǎng)充分發(fā)揮其潛力,,系統(tǒng)需要能夠以流動為基礎(chǔ)來獲取和使用計算資源,。在云端,企業(yè)級的虛擬化能力推動了彈性計算,,于是企業(yè)可以讓應(yīng)用軟件運行在任何可利用的計算資源之上,,而不論這些資源位于何處。

讓計算能力在邊緣,、霧和云之間流動起來

我們風河公司一直在與客戶一起規(guī)劃他們的未來,并向他們展示如何接受流動計算的概念并加以擴展,,目標就是在物聯(lián)網(wǎng)的邊緣,、霧和云之間實現(xiàn)工作負載的最佳均衡。創(chuàng)建一個拓撲結(jié)構(gòu),,允許企業(yè)以流動的方式使用任何層次的計算資源,,這樣就可以按照需要將工作負載部署到最佳的計算資源之上。

最終,,這將創(chuàng)造一種環(huán)境,,其中的計算資源可以滿足各種應(yīng)用需求,并且實現(xiàn)資源利用效率的最大化,。然而,,這是很復(fù)雜的工程,對于許多人來說,,它代表了一個全新的IT愿景,。

一段時期以來,嵌入式系統(tǒng)開發(fā)人員已經(jīng)在左右橫向坐標軸上實現(xiàn)了工作負載的綜合化,。他們已經(jīng)能夠?qū)崿F(xiàn)嵌入式虛擬化技術(shù)在聯(lián)合制系統(tǒng)中的綜合運用,,從而降低了整體成本。下一個挑戰(zhàn)就是,,如何實現(xiàn)縱向上下坐標上(邊緣,、霧和云之間)實現(xiàn)工作負載的和協(xié)調(diào)和綜合。

其中一個關(guān)鍵是云架構(gòu)的利用,,而不是繼續(xù)構(gòu)建客戶定制的嵌入式解決方案,。要做到這一點并不容易,而更大的挑戰(zhàn)在于如何有效地做到這一點,,同時保持關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施所必須達到的系統(tǒng)完整性,、性能和確定性。

以軟件定義推動商業(yè)模式轉(zhuǎn)型

風河公司一直專注于幫助客戶應(yīng)對計算資源方面的挑戰(zhàn),,努力實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)的愿景,,同時也關(guān)注著未來市場將會創(chuàng)造出的商業(yè)模式,。隨著我們在物聯(lián)網(wǎng)完整體系上的加速推進,必須考慮到實質(zhì)上的商業(yè)模式轉(zhuǎn)型,。推動云計算和電信數(shù)據(jù)中心向軟件定義網(wǎng)絡(luò)(SDN)和網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化(NFV)的轉(zhuǎn)型,,這已經(jīng)對傳統(tǒng)設(shè)備供應(yīng)商的商業(yè)模式產(chǎn)生了深遠的影響。他們以往的盈利策略都是與專用解決方案緊緊捆綁在一起的,。

最終用戶正在推動計算平臺,、軟件基礎(chǔ)設(shè)施、應(yīng)用軟件和業(yè)務(wù)流程的解耦(Decoupling),,這將對供應(yīng)鏈造成顛覆性的重大變化,,迫使企業(yè)解決方案的供應(yīng)商重新思考他們將如何創(chuàng)造和獲取價值。例如,,我們現(xiàn)在看到,,思科的轉(zhuǎn)型就是這種演變的典型例子。

這種趨勢同樣也發(fā)生在傳統(tǒng)的嵌入式領(lǐng)域,,如工業(yè)控制市場,。生產(chǎn)制造和流程加工企業(yè)的擁有者正在努力讓原有的設(shè)備在新的物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境中繼續(xù)發(fā)揮作用,并且以創(chuàng)新的方式來應(yīng)對新的市場變化,,同時還必須進一步降低成本,。他們正在探索如何利用虛擬化和拓撲結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)解耦,以便能夠靈活地部署創(chuàng)新的技術(shù),。

跨越異構(gòu)網(wǎng)絡(luò),,實現(xiàn)聯(lián)合體系

創(chuàng)新的技術(shù)應(yīng)用肯定不能運行在傳統(tǒng)的IT基礎(chǔ)架構(gòu)之上,必然要求新型的流動計算架構(gòu),,包括新型的邊緣計算平臺,,從而實現(xiàn)超低延遲的性能、貫穿邊緣與云端的綜合性安全機制,、電信運營商級的正常運行時間,,并且支持最小規(guī)模的資源配置。典型的邊緣計算平臺與運行在云端數(shù)據(jù)中心的企業(yè)級核心基礎(chǔ)架構(gòu)存在顯著差異,,同時還需要在分布式的云計算平臺與邊緣計算資源之間建立經(jīng)濟有效的聯(lián)合體系(Federated Systems),,并確保其云無關(guān)(Cloud-Agnostic)抽象。

最近在巴塞羅那舉行的世界移動通信大會(2018 MWC)上,,VMware與風河公司聯(lián)合展示采用ONAP聯(lián)合計算體系,,實現(xiàn)了跨越多種云平臺的多租戶業(yè)務(wù)。這是在ONAP Multi-VIM/Cloud Project之下展開合作的成果,,因為VMware和風河都是其中的領(lǐng)先貢獻者,。這個項目的目標是推動ONAP的設(shè)計以及云無關(guān)基礎(chǔ)架構(gòu)環(huán)境的部署,包括OpenStack及其不同版本、共有和私有云,、微服務(wù)容器等實例,。在這項演示系統(tǒng)中,Wind River Titanium Cloud處于邊緣部位,,而VMware vCloud NFV OpenStack Edition處于核心部位,。應(yīng)用情景則是虛擬CPE和虛擬IMS。在這兩種情境中,,邊緣部件都運行在Wind River Titanium Cloud之上,,而核心部件運行在VMware VIO. ONAP編排器之上,在邊緣和核心云之間實現(xiàn)了數(shù)據(jù)流動的自動化,,控制著整體的服務(wù)交付和生命周期管理,。

這種跨越異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)(VMware VIO和Wind River Titanium Cloud)的聯(lián)合體系正式服務(wù)提供商所需要的高增值邊緣服務(wù),既可以用于拓展其現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò),,又可以用于增加新的網(wǎng)絡(luò),。

工業(yè)系統(tǒng)正在向電信系統(tǒng)學習

在過去的50年里,工業(yè)自動化系統(tǒng)的服務(wù)方式可以概括為'插上插頭之后只能禱告(Plug and Pray)',。也就是說,每當人們在系統(tǒng)中添加一件新的設(shè)備,,就只能向上帝禱告祈求它正常工作,,不要出現(xiàn)任何問題。因為一旦發(fā)生問題,,維修和更換的成本是不可估量的,。例如,安裝在核反應(yīng)堆之中的發(fā)電機組就屬于這種情況,。在物聯(lián)網(wǎng)時代,,我們既有可能也應(yīng)該獲得新的方法來解決這類問題。

當今的技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展迅速,,工業(yè)企業(yè)如果不了解如何運用這些新技術(shù)來加快應(yīng)變速度,、降低運營成本,必將在競爭中處于劣勢,。我們在這里探討就是,,工業(yè)企業(yè)已經(jīng)感受到壓力,發(fā)現(xiàn)自己可以了解評估一下,,在云計算和電信數(shù)據(jù)中心已經(jīng)發(fā)生的拓撲結(jié)構(gòu)變遷,,以便確定哪些新技術(shù)可以應(yīng)用在自己所在的領(lǐng)域。

這些方法在工業(yè)市場傳統(tǒng)供應(yīng)商的商業(yè)模式之下有可能讓人感到迷惑,,與我們在云計算和電信市場出現(xiàn)的情況十分類似,,不必恐慌。我們已經(jīng)看到,工業(yè)控制企業(yè)正在積極嘗試從相鄰行業(yè)中學習,,調(diào)整轉(zhuǎn)變自己的價值主張,,同時重新思考伴隨著這種轉(zhuǎn)變應(yīng)該采取的盈利策略。他們開始認識到,,自己的價值將越來越多地在應(yīng)用程序和業(yè)務(wù)流程的層級產(chǎn)生,,而不是在計算平臺、軟件基礎(chǔ)設(shè)施這兩個層級,。

轉(zhuǎn)變流程才是數(shù)字化革命

我們做為技術(shù)服務(wù)提供商,,正在迅速解決的技術(shù)挑戰(zhàn)主要包括:1)把不同的設(shè)備連接起來;2)使其智能化,;3)接著就是使這些設(shè)備能夠自主地學習和采取行動,。要真正實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)愿景所承諾的目標,同樣也需要商業(yè)模式的快速發(fā)展,,以便消費者的需求和供應(yīng)商的能力相互匹配起來,。對于很多企業(yè)來說,這是非常不同以往并且非常巨大的轉(zhuǎn)變,,而且很多企業(yè)和很多管理人士都擔心在此過程中破壞了他們原有的營業(yè)收入引擎,。

當然,計算資源只是物聯(lián)網(wǎng)道路向前推進的一個方面,。另一個顯而易見的方面是數(shù)據(jù),。數(shù)據(jù)等同于新時代的石油。雖然我們已經(jīng)在捕捉和利用數(shù)據(jù)方面取得了一些進展,,但還沒有真正體驗到物聯(lián)網(wǎng)所承諾的誘人成果,。

我最近閱讀了大量的資料都是有關(guān)工業(yè)革命的到來,其中歷史上最大的突破是利用蒸汽來推動工廠里的傳送帶和齒輪,。不久之后,,大型直流電機取代了蒸汽機。然而,,電力并沒有從根本上改變制造業(yè),,它只是提供了一種更有效的動力來驅(qū)動傳送帶和齒輪。真正的轉(zhuǎn)變直到大量小型電動機的分布式應(yīng)用出現(xiàn)之后才得以發(fā)聲,,這表明人類真正開始理解和改變傳統(tǒng)的生產(chǎn)制造流程,,從而在根本上改變了生產(chǎn)模式。

我們對數(shù)據(jù)的處理思路基本上是一樣的,。數(shù)據(jù)不是新現(xiàn)象,,它一直都存在。關(guān)鍵是我們要找到訪問,、存儲和分析數(shù)的更有效方法,。如果我們不能在物聯(lián)網(wǎng)的邊緣部署計算資源,,就代表我們沒有做任何新的完全不同的事情,正如我們剛剛開始部署大型電動機,,而尚未改變生產(chǎn)流程,。

機器學習是物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵

作為一項具備轉(zhuǎn)型意義的關(guān)鍵技術(shù)而被廣泛討論的是機器學習,這是實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)崇高愿景的關(guān)鍵,。

機器學習在20世紀40年代以及艾倫圖靈之后就已經(jīng)存在了,。早期的方法是使用符號編程,依靠機器規(guī)則作為學習的基礎(chǔ),。如今,,算法的發(fā)展已經(jīng)轉(zhuǎn)向了模式識別,應(yīng)用精細化的學習技術(shù),。隨著機器學習朝著這個方向發(fā)展,,我們已經(jīng)看到應(yīng)用效率的巨大提升。當然它還處于新生階段,,但發(fā)展速度是驚人的,,其影響將是具備轉(zhuǎn)型意義的。

然而,,支持機器學習必然會需要更大的計算資源,。我們遇到的主要挑戰(zhàn)是將計算資源遠遠地推到產(chǎn)生數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡(luò)邊緣,這樣就可以讓設(shè)備自身在更短的時間內(nèi)做出關(guān)鍵性的決策,,而不會因為要將數(shù)據(jù)傳送到云端而產(chǎn)生時間延誤,。最終,企業(yè)會希望實現(xiàn)流動計算的模式,,以便為在任何需要的地方和需要的時間為設(shè)備賦予智能。于是,,我們將真正能夠充分利用機器學習的力量,。

下決心主動轉(zhuǎn)型,因為競爭者隨時會到來

做好物聯(lián)網(wǎng)轉(zhuǎn)型這件事必須抱有強烈的意愿,。決心有多大,,這是一個非常重要的問題。任何企業(yè)機構(gòu),,如果他們把物聯(lián)網(wǎng)和機器學習視為一個新的陌生領(lǐng)域,,那就必須去學習。對于學習意愿和學習能力,,無論怎么強調(diào)都不會過分,。

如果企業(yè)機構(gòu)認為僅僅依靠他們原有領(lǐng)域的知識就可以阻止來自鄰近市場的新競爭者,那么他們肯定就打錯算盤了,!只要能夠獲得正確的數(shù)據(jù)集,,同時擁有足夠的計算資源,程序員即便只有有限領(lǐng)域?qū)iT知識,也可以開發(fā)出能夠取得顯著成果的算法,。所以,,企業(yè)機構(gòu)必須認識到,必須加快自己發(fā)展機器學習技術(shù)應(yīng)用的速度,,否則他們將看到來自臨近市場的新競爭對手,,在他們的后視鏡里迅速追趕上來。

機器學習的應(yīng)用不是今天即可到手的獎品,,但卻是近期容易到手的目標,,基本上用不了一年時間。但在下一個十年里,,機器學習和流動計算的發(fā)展將大大加速,。流動計算、IT可擴展性和機器學習是迷人的技術(shù),,從戰(zhàn)略的角度來看,,風河正在研究如何包容所有這一切。

結(jié)語

流動計算和機器學習和在工程師群體中產(chǎn)生了非常好的共鳴,,但給商務(wù)人士帶來了恐懼感,,因為他們不得不重新思考自己如何來創(chuàng)造價值,職權(quán)范圍不再像以往那樣能夠確保你的地位,。從技術(shù)的角度來看,,這將是一個令人耳目一新的時代。從商業(yè)的角度來看,,則是一個遭遇極度顛覆性的時代,。

本文原文作者:Jim Douglas,風河總裁,。

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