什么是边缘计算,为什么现在这么火

咖啡色2023-04-30  25

什么是边缘计算?

简单理解边缘计算,就是用网络边缘对数据进行分类,将部分数据放在终端处理,减少延迟,从而实现实时和更高效的数据处理,是对云计算的补充。

边缘计算是指在靠近物或数据源头的网络边缘侧, 融合网络、计算、存储、应用核心能力的开放平台,充分利用整个路径上各种设备的处理能力,就地存储处理隐私和冗余数据,降低网络带宽占用,提高系统实时性和可用性,满足行业数字化在敏捷联接、实时业务、数据优化、应用智能、安全与隐私等方面的关键需求。

通俗来说,边缘计算就是将云端的计算存储能力下沉到网络边缘,用分布式的计算与存储在本地直接处理或解决特定的业务需求 ,用以满足不 断出现的新业态对于网络高带宽、低延迟的硬性要求。

为什么这么火?

就目前来说,5G将普及,而目前也没有出现与5G有关的“杀手级”应用,但回看主流的三个应用场景,每一个都产生海量的数据,且或多或少都对低时延有要求。

增强型移动宽带(eMBB):面向VR、AR、4K/8K高清直播、安防摄像头、云游戏等消费互联网场景;

超可靠低时延(uRLLC):面向无人驾驶、工业互联网等物联网垂直行业的特殊应用场景;

海量机器类通信(mMTC):面向智能井盖、智能水电表这类以传感和数据采集为目标的物联网应用场景。

借助边缘的发展,原本需要在云端运行的人工智能技术可以由此下行到边缘端,创造更大的应用价值。

边缘计算、雾计算和云计算是三种不同的计算范式,它们有着不同的特点和应用场景。

边缘计算是将计算任务从数据中心转移到靠近数据源的边缘设备上,以提高计算速度和响应速度。边缘计算节点更加靠近数据源,可以减少网络延迟和数据传输量,提高数据处理的实时性和精度。

雾计算是一种将计算资源和数据存储从中心转移到边缘的计算范式。雾计算节点更加靠近数据源,可以聚合用户消息和数据,减小核心网络压力,提高数据处理的效率和可靠性。

云计算是一种将计算任务和数据存储从数据中心转移到远程服务器上的计算范式。云计算可以提供可靠的数据存储和计算服务,适用于需要大量计算和存储资源的场景。

边缘计算、雾计算和云计算之间存在着一些联系。边缘计算和雾计算都是为了提高计算效率和响应速度,它们都需要将计算任务和数据从中心转移到边缘和云端。云计算可以提供可靠的数据存储和计算服务,为边缘计算和雾计算提供了基础设施和技术支持。边缘计算和雾计算也可以与云计算协同工作,形成边缘-云计算环境,以提供更加灵活和高效的计算服务。

总之,边缘计算、雾计算和云计算是计算领域的三个不同方向,它们各有特点,但也可以相互协作,为用户提供更加高效、灵活和可靠的计算服务。

根据咨询公司STL Partners的研究发现,边缘计算能够在许多场景大展身手,这里选择了以下9个重要的应用场景:

1、自主汽车

卡车车队的自动组队可能是自动车辆的首批使用案例之一。在这里,一群卡车在车队中彼此紧跟着行驶,节省了燃料成本,减少了拥堵。有了边缘计算,除了前面的卡车,所有卡车都将不再需要司机,因为卡车将能够以超低延迟相互通信。

2、油气行业资产的远程监控

石油和天然气的失败可能是灾难性的。因此,他们的资产需要仔细监控。

然而,石油和天然气工厂往往位于偏远地区。边缘计算使得实时分析与处理更接近资产,这意味着更少地依赖于与集中式云的高质量连接。

3、智能电网

边缘计算将成为更广泛采用智能电网的核心技术,有助于企业更好地管理其能源消耗。

连接到工厂、工厂和办公室边缘平台的传感器和物联网设备正在被用于实时监测能源使用并分析其消耗。有了实时可见性,企业和能源公司就可以达成新的交易,例如在电力需求的非高峰时段运行大功率机械。这可以增加企业对绿色能源,如风能的消耗。

4、预测性维护

制造商希望能够在故障发生之前分析和检测生产线的变化。

边缘计算有助于使数据的处理和存储更接近设备。这使物联网传感器能够以低延迟监控机器健康状况,并实时执行分析。

5、住院病人监护

医疗保健包含几个优势机会。目前,监测设备,如血糖监测仪、健康工具和其他传感器等,要么未连接,要么需要将来自设备的大量未处理数据存储在第三方云上。这给医疗保健提供者带来了安全问题。

医院网站上的边缘可以在本地处理数据,以保护数据隐私。边缘计算还可以向从业者及时通知患者的异常趋势或行为。

6、云游戏

云游戏是一种新型的游戏,它可以将游戏的实时内容直接传输到设备上,这种游戏高度依赖于延迟。

云游戏公司正在寻找尽可能接近玩家的边缘服务器,以减少延迟,提供完全响应和沉浸式游戏体验。

7、内容交付

通过在边缘缓存内容,如音乐、视频流、网页等,可以极大地改善内容传播。延迟可以显著降低。内容提供商正在寻求更广泛的分发CDN,从而根据用户流量需求保证网络的灵活性和定制性。

8、交通管理

边缘计算可以使城市交通管理更加有效。这方面的例子包括在需求波动的情况下优化公交频率,管理额外车道的开启和关闭,以及未来管理自动驾驶汽车流量。

通过边缘计算,使处理和存储距离智能家居更近,减少了回程和往返时间,并在边缘处理敏感信息。例如,亚马逊的Alexa等语音助手设备的响应时间会快得多。

有了边缘计算,就不需要将大量的流量数据传输到集中式云,从而降低了带宽和延迟的成本。

9、智能家居

智能家庭依赖于物联网设备从房子周围收集和处理数据。通常,这些数据被发送到一个中央远程服务器,在那里进行处理和存储。然而,这种现有体系结构存在回程成本、延迟和安全性方面的问题。

通过边缘计算,使处理和存储距离智能家居更近,减少了往返时间,并在边缘处理敏感信息。

这些只是边缘计算跨多个行业支持的许多用例中的一小部分。以谐云边缘计算应用实例来说,通信领域,谐云为行业巨头某在线服务公司业务场景定制开发、打造了云边协同平台,助力其轻松应对流量洪峰;交通领域,联合上汽集团商用车技术中心打造了“基于容器的下一代车云协同架构”,是汽车行业的首款“云、边、端”一体化架构,可实现百万级车联网大规模接入;为某跨海大桥打造了一体化协同的产品,积累了丰富的“边-端”设备协议对接经验,交付了行业顶尖的“软硬一体化”的整体解决方案。

其中,某在线服务公司和上汽集团案例分别荣获《2020年分布式云与云边协同十佳实践案例》奖项和《2021年分布式云与云边协同十佳实践案例》奖项。旗下边缘计算产品通过“2021云边协同类能力评估”、“边缘一体机、可信物联网云平台(通用/安全要求)”多项能力评估,获浙江CCF2021优秀产品奖,在业内拥有极佳口碑,并获得行业权威认可。

目前,谐云边缘计算已实践于分布式云、物联网、车云协同、边缘智能金融等多场景,为边缘计算领域树立了实践标杆和经典案例。并在一些典型行业如通信、交通、金融、军工等多个行业领域中得到大规模的落地验证。

边缘计算(Edge Computing)是一种在物理上靠近数据生成的位置处理数据的方法,这种技术使得联网设备能够处理在“边缘”形成的数据,这里的“边缘”是指位于设备内部或者与设备本身要近得多的地方。

好处:在边缘计算中,传感器数据不需要传输到汽车上或者云端的数据中心,来查看是否有什么东西影响了发动机的运转。

本地化数据处理和存储对计算网络的压力更小。当发送到云端的数据变少时,发生延迟的可能性,以及云端与物联网设备之间的交互导致的数据处理延迟就会降低。

这也让基于边缘计算技术的硬件承担了更多的任务,它们包含用于收集数据的传感器和用于处理联网设备中的数据的CPU或GPU。

随着边缘计算的兴起,理解边缘设备所涉及的另一项技术也很重要,它就是雾计算(Fog Computing)。边缘计算具体是指在网络的“边缘”或附近进行的计算过程,而雾计算则是指边缘设备和云端之间的网络连接。

换句话说,雾计算使得云更接近于网络的边缘,因此,根据OpenFog的说法,“雾计算总是使用边缘计算,而不是边缘计算总是使用雾计算。”

回到无人辅助驾驶场景:传感器能够收集数据,但不能立即对数据采取行动。例如,如果一名车辆工程师想要了解汽车车轴和刹车系统是如何运行的,他可以使用历史累计的传感器数据来预测零部件是否需要进行维修或替换。在这种情况中,数据处理使用边缘计算,但它并不总是即时进行的(与确定引擎状态不同)。而使用雾计算,短期分析可以在给定的时间点实现,而不需要完全返回中央云。

边缘计算的优势是:

1速度和延迟

处理数据的时间越长,相关性就越低。在数字工厂中,毫秒很重要,因为基于智能的系统会持续监控生产过程的各个方面,以确保数据的一致性,而将数据分析限制在创建它的边缘可以消除延迟,从而转化为更快的响应时间。

2安全性

一次DDoS(分布式拒绝服务)攻击就可以中断一家跨国公司的整个运营。当您将您的数据分析工具分布在企业中时,您也同时分布了风险。另一个固有的事实是,当您传输更少的数据时,可以被拦截的数据就越少。边缘计算还可以帮助公司克服本地合规性和隐私法规以及数据主权的问题。

3成本节约

边缘计算允许您从管理角度对数据进行分类。通过在边缘位置保留尽可能多的数据,您可以减少连接所有位置所需的昂贵带宽,并且带宽可以直接转化为货币。边缘计算还有助于在一定程度上减少数据冗余,帮助您减少冗余成本。

4更高的可靠性

许多物联网包括一些相当偏远的地区,包括农村和不太理想的互联网连接环境。当边缘设备能够在本地存储和处理后续数据时,可靠性就得到了提升。如今,预制微数据中心的构建几乎可以在任何环境中运行。这意味着,间歇性连接的临时中断不会仅仅因为智能设备失去与云的连接就影响它们的运行。

5可扩展性

尽管这个想法边缘计算提供可扩展性的优势可能看起来与宣传的理论相反,但实际上是有意义的。即使对于云计算架构,在大多数情况下,数据也必须首先转发到位于中央的数据中心。扩展甚至只是修改专用数据中心都是一项昂贵的提议。

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