邊緣計(jì)算概念產(chǎn)出乃至當(dāng)今的應(yīng)用，繼2005年云計(jì)算概念提出后,，我認(rèn)為它已經(jīng)成為云計(jì)算發(fā)展過程中的發(fā)酵必然產(chǎn)物,。公司處于物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域大軍中的一員，以下將直擊邊緣計(jì)算賦能物聯(lián)網(wǎng),。 云計(jì)算,、霧計(jì)算與邊緣計(jì)算三者之間成熟度最高的也就是云計(jì)算，在云計(jì)算的發(fā)展過程中發(fā)酵出邊緣計(jì)算（Edge Computing）,，甚至碰撞出來一個(gè)霧計(jì)算（Fog Computing）。目前階段概念層面已經(jīng)很明確了，通過按量付費(fèi)等網(wǎng)絡(luò)提供資源,，比如：IaaS,、Paas 和 SaaS。使得企業(yè)可以在自己的物理硬件之外,，調(diào)度遠(yuǎn)程服務(wù)器進(jìn)行任務(wù)處理及存儲(chǔ)等,。思科在2011首創(chuàng)，是相對(duì)于云計(jì)算而言的,。它并非是性能強(qiáng)大的服務(wù)器,，而是由性能較弱、更為分散的各種功能計(jì)算機(jī)組成,，滲入電器,、工廠、汽車,、街燈及人們生活中的各種物品,。通俗的說，它拓展了云計(jì)算（Cloud Computing）的概念,，相對(duì)于云計(jì)算它離產(chǎn)生數(shù)據(jù)的地方更近,，數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)相關(guān)的處理和應(yīng)用程序都集中于網(wǎng)絡(luò)邊緣的設(shè)備中,，而不是幾乎全部保存在云端,。這里因“云”而“霧”的命名源自“霧是更貼近地面的云”這句話。邊緣計(jì)算（Edge Computing）是相對(duì)云計(jì)算而言的,，它是指收集并分析數(shù)據(jù)的行為發(fā)生在靠近數(shù)據(jù)生成的本地設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)中,，而不是必須將數(shù)據(jù)傳輸?shù)接?jì)算資源集中化的云端進(jìn)行處理。通俗的說,，邊緣計(jì)算是去中心化或分布式的云計(jì)算,，原始數(shù)據(jù)不傳回云端，而是在本地完成分析處理,。- 霧計(jì)算和邊緣計(jì)算臨界點(diǎn)
霧計(jì)算（Fog Computing）和邊緣計(jì)算（Edge Computing）有太多相似點(diǎn),，甚至可以互相交換，二者都是試圖減少發(fā)送云端的數(shù)據(jù)量,，降低延遲提高性能,，同時(shí)也都將數(shù)據(jù)處理轉(zhuǎn)移至終端等臨近源頭。針對(duì)二者哪個(gè)用起來更好,，是用霧計(jì)算還是邊緣計(jì)算,？其實(shí)并不太重要，取決于應(yīng)用實(shí)例所期望的結(jié)果,，就如同我們根據(jù)業(yè)務(wù)設(shè)計(jì)架構(gòu)一樣,。即根據(jù)業(yè)務(wù)選用合適的架構(gòu),。選用方式又怎么判別？一般霧計(jì)算過程發(fā)生在局域網(wǎng)（LAN）架構(gòu)上,，通過工業(yè)網(wǎng)關(guān)及嵌入式交互的集中式系統(tǒng),。邊緣計(jì)算（如圖1）過程發(fā)生在終端設(shè)備本身。邊緣計(jì)算的核心是在靠近數(shù)據(jù)源或物的一側(cè)提供計(jì)算,、存儲(chǔ)和應(yīng)用服務(wù),，這與霧計(jì)算將計(jì)算和分析能力擴(kuò)展至網(wǎng)絡(luò)“邊緣”的定義非常相近。 圖2 三者對(duì)比邊緣計(jì)算分類從市場(chǎng)應(yīng)用區(qū)分緯度,，邊緣計(jì)算主要區(qū)分三類：電信運(yùn)營(yíng)商邊緣計(jì)算,、企業(yè)與物聯(lián)網(wǎng)邊緣計(jì)算、工業(yè)邊緣計(jì)算,，對(duì)于三類之間產(chǎn)生的六種邊緣計(jì)算業(yè)務(wù)形態(tài),，可以獨(dú)立一種存在，也可以多種業(yè)務(wù)形態(tài)相輔相成,。下圖闡述邊緣計(jì)算分類細(xì)節(jié)（如圖3）：圖3 邊緣計(jì)算分類 邊緣計(jì)算架構(gòu)（如圖4）圖4 邊緣計(jì)算架構(gòu) 圖中最右側(cè),，云端處理中心仍然是現(xiàn)階段的云計(jì)算中心，邊緣計(jì)算結(jié)果數(shù)據(jù)將由云中心永久性存儲(chǔ),，重量級(jí)的分析任務(wù)將持續(xù)由云中心作業(yè)完成,。同時(shí)進(jìn)行對(duì)邊緣計(jì)算中心網(wǎng)絡(luò)分布的策略分發(fā)管理等。邊緣計(jì)算最終實(shí)現(xiàn)可以是設(shè)備本身（手環(huán),、智能終端等）,，也可以是臨界點(diǎn)網(wǎng)關(guān)、路由器等,，可以把邊緣計(jì)算稱之為物理世界與虛擬世界的連接樞紐站,。因此，如何在動(dòng)態(tài)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渲袑?duì)計(jì)算任務(wù)進(jìn)行分配和調(diào)度是值得研究的問題,。邊緣計(jì)算層通過合理部署和調(diào)配網(wǎng)絡(luò)邊緣側(cè)的計(jì)算和存儲(chǔ)能力,，實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)服務(wù)響應(yīng)。終端設(shè)備由各種物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)采集設(shè)備組成,，主要進(jìn)行數(shù)據(jù)采集,，并不考慮它的數(shù)據(jù)計(jì)算能力。將數(shù)據(jù)導(dǎo)向給邊緣節(jié)點(diǎn)或云中心,，以輸入的方式作為載體,。對(duì)于三者層面，網(wǎng)絡(luò)之間可以進(jìn)行跨層訪問,，終端是可以直接與云中心通信,，云中心也可以直接與終端通信。邊緣計(jì)算泛在應(yīng)用邊緣網(wǎng)絡(luò)基本上由終端設(shè)備（例如：移動(dòng)手機(jī),、智能物品等）,、邊緣設(shè)備（例如：邊界路由器,、機(jī)頂盒、網(wǎng)橋,、基站,、無線接入點(diǎn)等）、邊緣服務(wù)器等構(gòu)成,。這些組件可具有一定性能，更好的進(jìn)行邊緣計(jì)算,，邊緣計(jì)算的特點(diǎn)是能夠?qū)崟r(shí),、高效、節(jié)能地響應(yīng)用戶需求,，所以不會(huì)對(duì)云端進(jìn)行大量數(shù)據(jù)的寫入,。在現(xiàn)有業(yè)務(wù)場(chǎng)景已經(jīng)由很多企業(yè)在使用，但是對(duì)于邊緣需要明白邊緣這個(gè)概念,，例如：- 對(duì)于CDN廠商來說,，邊緣則是指遍布全球的CDN緩存設(shè)備
- 對(duì)于機(jī)場(chǎng)的監(jiān)控設(shè)備，邊緣就是覆蓋整個(gè)機(jī)場(chǎng)無死角的高清攝像頭
- 對(duì)于移動(dòng)手機(jī)Face Id解鎖,，邊緣就是Face Id函數(shù)算法
值得一提的是,，絕大數(shù)物聯(lián)網(wǎng)實(shí)際應(yīng)用面臨著處理海量終端的連接和管理、保證分析的實(shí)時(shí)性和保護(hù)工業(yè)數(shù)據(jù)隱私的問題,。華為技術(shù)有限公司也指出,，基于邊緣計(jì)算的物聯(lián)網(wǎng)（如EC-IoT、Edge Computing-IoT）可以有效地構(gòu)建預(yù)測(cè)性維護(hù)方案,，并已經(jīng)推出了設(shè)計(jì)和部署預(yù)測(cè)性維護(hù)解決方案的服務(wù),。華為技術(shù)有限公司使用智能網(wǎng)關(guān)提供智能服務(wù)，對(duì)維護(hù)對(duì)象的關(guān)鍵指標(biāo)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和分析,，預(yù)測(cè)維護(hù)對(duì)象可能出現(xiàn)的故障,，并進(jìn)行信息上報(bào)。邊緣計(jì)算挑戰(zhàn)邊緣計(jì)算解決問題的同時(shí)也會(huì)帶來一些其他挑戰(zhàn),，邊緣計(jì)算的網(wǎng)絡(luò)層面覆蓋很廣,，需要更多的資源進(jìn)行協(xié)同和對(duì)接，因此會(huì)出現(xiàn)很多挑戰(zhàn),。2016年,，美國(guó)韋恩州立大學(xué)的施巍松教授團(tuán)隊(duì)提出，邊緣計(jì)算面臨著可編程性,、命名,、數(shù)據(jù)抽象、服務(wù)管理,、隱私及安全和性能指標(biāo)優(yōu)化等6種挑戰(zhàn),，其中在可編程性,、命名、服務(wù)管理和隱私及安全問題上,，學(xué)術(shù)界及工業(yè)界已經(jīng)取得了階段性的成果,，在此僅列出4點(diǎn)：雖然邊緣計(jì)算完成了部分?jǐn)?shù)據(jù)計(jì)算工作，避免了信息在網(wǎng)絡(luò)傳輸過程中被竊取的問題,，但邊緣計(jì)算帶來了更多設(shè)備的接入成本增高,，和更容易被入侵的危險(xiǎn)。軟件定義網(wǎng)絡(luò)（Software Defined Networking,，SDN),，可以較好地對(duì)網(wǎng)絡(luò)及其上的服務(wù)進(jìn)行組織，并進(jìn)行管理,，從而可以初步實(shí)現(xiàn)計(jì)算鏈路的建立和管理問題,。與此同時(shí)，邊緣設(shè)備需要通過有效的隔離技術(shù)來保證服務(wù)的可靠性和服務(wù)質(zhì)量,。例如在自動(dòng)駕駛操作系統(tǒng)中,，既需要支持車載娛樂滿足用戶需求， 又需要同時(shí)運(yùn)行自動(dòng)駕駛?cè)蝿?wù)滿足汽車本身駕駛需求,，此時(shí),，如果車載娛樂的任務(wù)干擾了自動(dòng)駕駛?cè)蝿?wù)，或者影響了整個(gè)操作系統(tǒng)的性能,，將會(huì)引起嚴(yán)重后果,，對(duì)生命財(cái)產(chǎn)安全造成直接損失。命名數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)（Named Data Networking,，NDN)是一種將數(shù)據(jù)和服務(wù)進(jìn)行命名和尋址,，以P2P和中心化方式相結(jié)合進(jìn)行自組織的一種數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)。而計(jì)算鏈路的建立,，在一定程度上也是數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)建立,，即數(shù)據(jù)應(yīng)該從源到云的傳輸關(guān)系。因此,，將NDN引入邊緣計(jì)算中,，通過其建立計(jì)算服務(wù)的命名并關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)的流動(dòng)，從而可以很好地解決計(jì)算鏈路中服務(wù)發(fā)現(xiàn)的問題,。邊緣節(jié)點(diǎn)組成的計(jì)算平臺(tái)類似于異構(gòu)平臺(tái),，邊緣節(jié)點(diǎn)的計(jì)算與存儲(chǔ)能力、運(yùn)行時(shí)間,、操作系統(tǒng)和支持語言等資源都可能是不同的,，這意味著開發(fā)者需要根據(jù)不同種類邊緣設(shè)備的資源進(jìn)行程序開發(fā)。在邊緣進(jìn)行分布式計(jì)算并與云端協(xié)調(diào)任務(wù)會(huì)讓應(yīng)用編程變得更加復(fù)雜,。邊緣計(jì)算知識(shí)擴(kuò)展熟悉整體邊緣計(jì)算大框架后,，我們根據(jù)自身情況會(huì)學(xué)到不同層面的知識(shí)點(diǎn),，在此小結(jié)給大家推薦邊緣計(jì)算相關(guān)技術(shù)《邊緣計(jì)算白皮書3.0》，邊緣計(jì)算產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟也于2018年12月發(fā)布,，并提出了邊緣計(jì)算參考構(gòu)架3.0,。可深入對(duì)邊緣計(jì)算進(jìn)行其他問題的熟悉,。結(jié)束語從物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展趨勢(shì)來看,，邊緣計(jì)算成為必然。邊緣計(jì)算因給物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域中的海量數(shù)據(jù)傳輸,、實(shí)時(shí)服務(wù)響應(yīng)等復(fù)雜挑戰(zhàn)提供了新的解決方案,，受到了國(guó)內(nèi)外政府、工業(yè)界和學(xué)術(shù)界的高度關(guān)注和認(rèn)可,。邊緣計(jì)算將云計(jì)算的計(jì)算、存儲(chǔ)等能力擴(kuò)展到了網(wǎng)絡(luò)邊緣,，提供低時(shí)延,、高可用和隱私保護(hù)的本地計(jì)算服務(wù)，解決了云計(jì)算時(shí)延高,、受網(wǎng)絡(luò)環(huán)境制約等問題,。隨著各行業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用，相信之后云計(jì)算和邊緣計(jì)算相輔相成,，共同賦能物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)應(yīng)用,。
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