邊緣計(jì)算你了解的足夠嗎

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邊緣計(jì)算和物聯(lián)網(wǎng)幾乎是完美匹配的。在最近兩年，所有關(guān)于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)趨勢(shì)報(bào)告中都有邊緣計(jì)算。IDC預(yù)測(cè)，到2020年，邊緣基礎(chǔ)設(shè)施支出將達(dá)到物聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施總支出的18%。

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事實(shí)上，所有關(guān)于2018年的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的趨勢(shì)預(yù)測(cè)，在2019年以及之后的幾年依然得以延續(xù)。而在這個(gè)基礎(chǔ)上，確實(shí)有一些更新。提醒一下：在2017年的趨勢(shì)和演變中，并沒(méi)有提到邊緣計(jì)算，而是討論了霧計(jì)算，現(xiàn)在是時(shí)候解釋一下了。

邊緣計(jì)算這個(gè)術(shù)語(yǔ)，可以與霧計(jì)算有一定的重疊。但是，霧計(jì)算和邊緣計(jì)算以及它們?cè)谖锫?lián)網(wǎng)生態(tài)系統(tǒng)中發(fā)揮作用的確切方式是有區(qū)別的，主要是在工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)中。盡管這兩個(gè)術(shù)語(yǔ)都是關(guān)于物聯(lián)網(wǎng)在邊緣側(cè)的計(jì)算，但在發(fā)布這些預(yù)測(cè)之前，我們必須加以區(qū)分。

有人認(rèn)為，霧計(jì)算是邊緣計(jì)算的一種形式，也就是“舊瓶換新酒”。鑒于邊緣計(jì)算在物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的重要性日益上升，正如諸多研究中所表明的那樣，現(xiàn)在是時(shí)候?qū)吘売?jì)算、霧計(jì)算以及為什么這一切都很重要進(jìn)行更詳細(xì)的闡述了。為了更正式地說(shuō)明兩者之間的區(qū)別，本文是從物聯(lián)網(wǎng)的角度來(lái)分析邊緣計(jì)算和霧計(jì)算的。

邊緣計(jì)算和霧計(jì)算：相同的驅(qū)動(dòng)因素

邊緣計(jì)算和霧計(jì)算都有很強(qiáng)的上升趨勢(shì)，其確切原因是相同的：龐大的物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)。

物聯(lián)網(wǎng)的海量數(shù)據(jù)主要是生成在IT和OT融合的世界中。工業(yè)4.0和物聯(lián)網(wǎng)用例會(huì)產(chǎn)生大量需要被分析的數(shù)據(jù)，在IT和OT環(huán)境中也需要分析和利用這些數(shù)據(jù)。

例如，智能建筑和樓宇管理系統(tǒng)，我們?cè)絹?lái)越多地以整體和綜合的方式看待建筑，而不是單從能源管理和電力管理到暖通空調(diào)（HVAC）、光控制等各個(gè)領(lǐng)域的相當(dāng)孤立的角度來(lái)看。

也就是從全局出發(fā)，我們想知道建筑物整體上發(fā)生了什么。例如，工業(yè)4.0、物流4.0，都是關(guān)于產(chǎn)品生命周期和端到端的價(jià)值鏈和供應(yīng)鏈。

為什么要把智能計(jì)算轉(zhuǎn)移到物聯(lián)網(wǎng)的邊緣？

在物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中，以這種端到端的方式，在特定的高度傳感器密集型環(huán)境中獲得了大量的數(shù)據(jù)，且數(shù)據(jù)是在邊緣生成并處理的，將會(huì)降低延遲并減輕數(shù)據(jù)中心的負(fù)載。比如在一個(gè)大型油氣項(xiàng)目中，需在無(wú)數(shù)個(gè)井中部署數(shù)十萬(wàn)個(gè)傳感器數(shù)據(jù)點(diǎn)，在這些類似的應(yīng)用中，將不可避免地會(huì)遇到帶寬、網(wǎng)絡(luò)延遲、總體速度等挑戰(zhàn)，霧和邊緣計(jì)算在這些挑戰(zhàn)中起著重要作用。

尤其在一些關(guān)鍵任務(wù)或遠(yuǎn)程組件的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用程序中，對(duì)延遲和速率的要求更為嚴(yán)格。

邊緣計(jì)算的重點(diǎn)是連接在物聯(lián)網(wǎng)上的設(shè)備和技術(shù)，比如工業(yè)機(jī)器人。

根據(jù)物聯(lián)網(wǎng)項(xiàng)目的不同需求，可能需要快速獲取所需的數(shù)據(jù)，或者更進(jìn)一步：需要聚合和分析的數(shù)據(jù)，以可操作的智能的形式，使我們能夠快速地采取行動(dòng)和決策，無(wú)論這些決定是否來(lái)源于人類。所以，不需要將所有的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在云中來(lái)分析它，只需要在網(wǎng)絡(luò)中傳輸這些數(shù)據(jù)。

可以想象數(shù)以百計(jì)的場(chǎng)景，其中速率和延遲是數(shù)據(jù)的關(guān)鍵，從資產(chǎn)管理，能源能耗，過(guò)程優(yōu)化，預(yù)測(cè)分析到供應(yīng)鏈管理的實(shí)時(shí)需求在一個(gè)萬(wàn)物互聯(lián)的世界都是必要的。

還可以想象，在更廣泛的背景下，建筑、商業(yè)生態(tài)系統(tǒng)和諸如此類的東西逐步地依賴于快速的數(shù)據(jù)和實(shí)時(shí)的整體管理，當(dāng)正確地利用和快速分析數(shù)據(jù)時(shí)，數(shù)據(jù)就會(huì)變得越有價(jià)值。畢竟，我們生活在一個(gè)擁有足夠快的速度獲得正確分析結(jié)果就會(huì)產(chǎn)生巨大效益的時(shí)代。

在許多工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中，數(shù)據(jù)和分析的速度是至關(guān)重要的。在這些領(lǐng)域，我們正朝著由系統(tǒng)、執(zhí)行機(jī)構(gòu)和各種控制做出自主和半自主決策的方向邁進(jìn)。

這種程度的自動(dòng)化甚至是許多預(yù)期成果和目標(biāo)的核心，例如工業(yè)4.0，就是自動(dòng)化的。

2019年及以后的邊緣計(jì)算和物聯(lián)網(wǎng)

數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)性是一個(gè)非常重要的因素，而在越來(lái)越多的非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)洪流中，傳統(tǒng)的方法已經(jīng)不適用了。

所以，由于種種原因（帶寬、成本、速度、自動(dòng)化，維護(hù)、預(yù)測(cè)分析）我們需要一種比傳統(tǒng)的方法更快、更便宜和更智能的方法：收集數(shù)據(jù)，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)將它們發(fā)送到云的邊緣，在邊緣對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理分析。

隨著物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的數(shù)量不斷增加，對(duì)處理速度的需求，云的應(yīng)用程度的增加和網(wǎng)絡(luò)壓力的增加，均大力推動(dòng)了邊緣計(jì)算市場(chǎng)的發(fā)展。

這就是邊緣計(jì)算和霧計(jì)算真正使能的地方。如果數(shù)據(jù)是在物聯(lián)網(wǎng)的邊緣生成的，那么為什么不將所有的分析都盡可能地接近邊緣、數(shù)據(jù)源來(lái)完成呢？于物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備而言，這正是邊緣計(jì)算的用武之地！

下面是一些邊緣計(jì)算和物聯(lián)網(wǎng)預(yù)測(cè)：

根據(jù)IDC公布的數(shù)據(jù)，到2020年，IT在邊緣基礎(chǔ)設(shè)施上的支出將達(dá)到物聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施總支出的18%。IDC補(bǔ)充說(shuō)，這種花費(fèi)是由聯(lián)合IT和OT系統(tǒng)的部署驅(qū)動(dòng)的，這減少了從它們連接的設(shè)備收集數(shù)據(jù)的時(shí)間。

根據(jù)一份關(guān)于跨硬件、平臺(tái)、解決方案和應(yīng)用程序的邊緣計(jì)算市場(chǎng)的研究，到2022年，全球邊緣計(jì)算市場(chǎng)預(yù)計(jì)將達(dá)到67.2億美元，復(fù)合年增長(zhǎng)率高達(dá)35.4%。

Gartner的Rob van der Meulen在2018年10月的一篇博客中表示，目前，大約10%的企業(yè)生成的數(shù)據(jù)是在傳統(tǒng)的集中式數(shù)據(jù)中心或云之外創(chuàng)建和處理的。Gartner預(yù)計(jì)，到2022年，這一比例將達(dá)到50%。

Gartner將邊緣計(jì)算定義為在數(shù)據(jù)生成源或其附近進(jìn)行數(shù)據(jù)處理的解決方案。例如，在物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)生成的來(lái)源通常是帶有傳感器或嵌入式設(shè)備的東西。邊緣計(jì)算是校園網(wǎng)絡(luò)、蜂窩網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)或云的分散擴(kuò)展。

首先，霧計(jì)算（思科發(fā)明的術(shù)語(yǔ)）有時(shí)也被稱為霧網(wǎng)絡(luò)，“霧”一詞指的是云（低懸的云，靠近邊緣）。

建設(shè)邊緣基礎(chǔ)設(shè)施的驅(qū)動(dòng)因素是部署了匯聚的IT和OT系統(tǒng)，從而減少了從其連接設(shè)備收集的數(shù)據(jù)的價(jià)值。

霧計(jì)算，IDC稱為Cloud2.0，也是云的更廣泛定義和發(fā)展的一部分，并且包括工業(yè)云和任何地方的云，或霧。

邊緣計(jì)算，作為一個(gè)術(shù)語(yǔ)和一個(gè)體系結(jié)構(gòu)，如前所述，存在的時(shí)間比霧計(jì)算更長(zhǎng)。然而，在工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的范圍內(nèi)，邊緣計(jì)算的重點(diǎn)是與物聯(lián)網(wǎng)中的事物相連的設(shè)備和技術(shù)。另一方面，霧計(jì)算將更多的注意力集中在交互的邊緣設(shè)備上，包括物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)，如下所述：

因?yàn)槲锫?lián)網(wǎng)就是把以前沒(méi)有關(guān)聯(lián)的東西連接起來(lái)，以便在資產(chǎn)和設(shè)備中獲取、分析和利用數(shù)據(jù)。所有的數(shù)據(jù)都來(lái)自相連的資產(chǎn)，可能是那些工業(yè)機(jī)器，比如機(jī)器人，發(fā)電機(jī)，智能建筑組件等我們都需要一個(gè)架構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)。霧計(jì)算和邊緣計(jì)算都是這樣的體系結(jié)構(gòu)：在一般情況下和在關(guān)鍵或遠(yuǎn)程環(huán)境中，通過(guò)限制需要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)來(lái)節(jié)省帶寬、存儲(chǔ)、時(shí)間和成本。當(dāng)我們將智能計(jì)算在邊緣運(yùn)行時(shí)，就減少了網(wǎng)絡(luò)延遲。

邊緣計(jì)算將邊緣網(wǎng)關(guān)或設(shè)備的智能、處理能力和通信能力直接推送到諸如可編程自動(dòng)化控制器之類的設(shè)備中。

霧計(jì)算總是使用邊緣計(jì)算。但是，邊緣計(jì)算可能會(huì)也可能不會(huì)使用霧計(jì)算。此外，根據(jù)定義，霧計(jì)算包括云計(jì)算，而邊緣計(jì)算則不一定包括云計(jì)算。

簡(jiǎn)而言之，霧計(jì)算和邊緣計(jì)算這兩種架構(gòu)的不同之處在于實(shí)現(xiàn)所有這些目標(biāo)所需的智能和計(jì)算能力所在地。如果處理能力直接嵌入在連接的端點(diǎn)中，則稱為邊緣計(jì)算。但是，如果只能駐留在端點(diǎn)和云計(jì)算之間的單獨(dú)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)（例如本地節(jié)點(diǎn)或物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)）中，那么它就是霧計(jì)算。

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