為什么需要邊緣計(jì)算？邊緣計(jì)算是幾年前出現(xiàn)的概念。它在行業(yè)中有著許多不同的定義，并且一個(gè)公認(rèn)的定義是在更加靠近終端的網(wǎng)絡(luò)邊緣上提供服務(wù)。一方面，網(wǎng)絡(luò)位置必須足夠接近終端。另一方面，必須在這個(gè)網(wǎng)絡(luò)位置提供滿足邊緣計(jì)算要求的綜合服務(wù)能力。

隨著互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，業(yè)務(wù)場景往往是復(fù)雜和創(chuàng)新的。不斷增長和最終的體驗(yàn)要求帶來了對(duì)架構(gòu)和成本優(yōu)化的需求。以前比較簡單的中心終端架構(gòu)無法管理網(wǎng)絡(luò)性能和業(yè)務(wù)流量壓力，需要多級(jí)中心邊緣終端架構(gòu)。

此外，隨著物聯(lián)網(wǎng)和4G/5G等新技術(shù)的發(fā)展，越來越多的智能設(shè)備連接到互聯(lián)網(wǎng)。根據(jù)調(diào)研機(jī)構(gòu)IDC公司的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，到2020年將有超過500億臺(tái)終端設(shè)備連接到互聯(lián)網(wǎng)，這是一個(gè)巨大的數(shù)字。大量物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備生成的數(shù)據(jù)正在呈指數(shù)級(jí)增長。如果將如此大量的數(shù)據(jù)和設(shè)備訪問流量直接路由到云計(jì)算中心，則云計(jì)算中心將不堪重負(fù)，從而帶來許多問題，例如網(wǎng)絡(luò)擁塞。邊緣計(jì)算支持建立大規(guī)模分布式體系結(jié)構(gòu)，該體系結(jié)構(gòu)允許在邊緣計(jì)算上處理某個(gè)范圍內(nèi)的特定百分比的數(shù)據(jù)。只有少量必要的數(shù)據(jù)和訪問流量需要路由到云計(jì)算中心。

邊緣計(jì)算能提供哪些功能?

首先是更低的網(wǎng)絡(luò)延遲。空間距離的縮短可以減少傳播延遲。更重要的是，它減少了復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)上各種路由/轉(zhuǎn)發(fā)和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備處理場景造成的延遲，從而顯著減少整體延遲。

第二是支持大帶寬的場景。通過邊緣處理大流量業(yè)務(wù)，邊緣計(jì)算可以有效避免網(wǎng)絡(luò)擁塞等問題，并顯著降低成本。

第三是處理高度并發(fā)訪問。邊緣計(jì)算使用分布式架構(gòu)來減輕云計(jì)算中心的負(fù)載。

從這些方面來看，可以看出邊緣計(jì)算是云計(jì)算中心能力的補(bǔ)充。其定位不是取代云計(jì)算中心，而是擴(kuò)展云計(jì)算邊界，并賦予新的云端終端業(yè)務(wù)架構(gòu)以及云計(jì)算中心。云計(jì)算與邊緣計(jì)算之間的協(xié)同作用是互聯(lián)網(wǎng)(IoB)時(shí)代的基本形式。

邊緣計(jì)算如何提供服務(wù)?

行業(yè)專家認(rèn)為邊緣計(jì)算絕對(duì)不是直接將云計(jì)算的復(fù)制和傳輸能力轉(zhuǎn)移到邊緣，因?yàn)檫吘壍倪\(yùn)行環(huán)境與云計(jì)算中心完全不同。邊緣計(jì)算規(guī)模小，資源有限，并且是異構(gòu)的。此外，邊緣計(jì)算的節(jié)點(diǎn)分散在網(wǎng)絡(luò)的遠(yuǎn)端。在此基礎(chǔ)上建立分布式業(yè)務(wù)體系結(jié)構(gòu)，必然涉及調(diào)度。

考慮到上述原因，邊緣計(jì)算應(yīng)該提供平臺(tái)來隱藏邊緣計(jì)算的底層復(fù)雜基礎(chǔ)設(shè)施，并且標(biāo)準(zhǔn)化和開放底層計(jì)算、存儲(chǔ)、網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施的能力，以及分發(fā)、調(diào)度、安全性和其他所需功能通過分布式架構(gòu)。通過這種方式，用戶可以輕松構(gòu)建自己的分布式邊緣業(yè)務(wù)架構(gòu)。

在當(dāng)前的邊緣場景中，最成熟的應(yīng)用是內(nèi)容交付網(wǎng)絡(luò)(CDN)。內(nèi)容交付網(wǎng)絡(luò)(CDN)預(yù)先將內(nèi)容緩存到邊緣節(jié)點(diǎn)以實(shí)現(xiàn)低延遲和更低的內(nèi)容消費(fèi)成本。針對(duì)內(nèi)容交付網(wǎng)絡(luò)(CDN)架構(gòu)，開發(fā)團(tuán)隊(duì)希望將邊緣計(jì)算構(gòu)建到計(jì)算分發(fā)平臺(tái)中，該平臺(tái)通過中心的資源調(diào)度來檢查客戶的資源需求，并選擇適當(dāng)?shù)倪吘壒?jié)點(diǎn)資源。然后，平臺(tái)根據(jù)計(jì)算分配能力將業(yè)務(wù)邏輯打包，并分發(fā)到邊緣節(jié)點(diǎn)，以便客戶的業(yè)務(wù)可以輕松地在邊緣上運(yùn)行。

在將適當(dāng)?shù)臉I(yè)務(wù)邏輯傳送到邊緣節(jié)點(diǎn)以便執(zhí)行之后，數(shù)據(jù)生成和消費(fèi)可以在邊緣內(nèi)形成閉環(huán)，而不必返回到云計(jì)算中心進(jìn)行處理。首先，邊緣計(jì)算的基礎(chǔ)設(shè)施建立在各種邊緣節(jié)點(diǎn)上，包括諸如邊緣計(jì)算IDC的固定網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，諸如無線基站的移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，以及具有不同資源能力和網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的更多異構(gòu)協(xié)作節(jié)點(diǎn)?；谶吘売?jì)算基礎(chǔ)設(shè)施，諸如ENS和LNS的軟件系統(tǒng)用于封裝底層復(fù)雜基礎(chǔ)設(shè)施形式，然后進(jìn)行抽象并開放上層的標(biāo)準(zhǔn)化接口和服務(wù)能力。

談到邊緣計(jì)算的網(wǎng)絡(luò)范圍，行業(yè)專家表示：“網(wǎng)絡(luò)邊緣不同于更加接近終端的政府、企業(yè)、校園和家庭的用戶端網(wǎng)絡(luò)，以及不同地區(qū)(如省份)的運(yùn)營商網(wǎng)絡(luò)，從終端到中心的網(wǎng)絡(luò)連接相對(duì)復(fù)雜，邊緣計(jì)算必須提供廣泛的覆蓋范圍，從最后幾百或幾十公里到最后十公里到終端，以確保提供服務(wù)能力。邊緣節(jié)點(diǎn)服務(wù)(ENS)針對(duì)中間運(yùn)營商網(wǎng)絡(luò)，包括固定網(wǎng)絡(luò)上的IDC環(huán)境和移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)上的移動(dòng)邊緣計(jì)算(MEC)環(huán)境。通過基于邊緣節(jié)點(diǎn)服務(wù)(ENS)描繪邊緣網(wǎng)絡(luò)范圍，我們可以快速識(shí)別一些目標(biāo)場景，例如作為內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡(luò)(CDN)和互動(dòng)直播?！?/p>

現(xiàn)有業(yè)務(wù)發(fā)展的難點(diǎn)和挑戰(zhàn)

在邊緣節(jié)點(diǎn)服務(wù)(ENS)等邊緣計(jì)算服務(wù)出現(xiàn)之前，客戶只有一個(gè)選擇：他們必須從不同地區(qū)的不同運(yùn)營商處購買節(jié)點(diǎn)，并建立自己的邊緣基礎(chǔ)設(shè)施。而自建基礎(chǔ)設(shè)施將帶來一系列問題和挑戰(zhàn)。

首先，自建基礎(chǔ)設(shè)施要求客戶自行執(zhí)行供應(yīng)鏈管理，例如業(yè)務(wù)采購和服務(wù)器采購，以及節(jié)點(diǎn)建設(shè)，從而導(dǎo)致過多的資產(chǎn)投資和成本。在突發(fā)業(yè)務(wù)流量的情況下，客戶因缺乏靈活性而受到限制，因?yàn)樾鹿?jié)點(diǎn)的構(gòu)建需要較長的交付周期。在臨時(shí)的業(yè)務(wù)高峰后，大量資源閑置。此外，自建基礎(chǔ)設(shè)施給客戶的運(yùn)營和維護(hù)帶來了挑戰(zhàn)。首先，客戶需要管理從邊緣節(jié)點(diǎn)的構(gòu)建、交付到操作的整個(gè)過程。其次，客戶必須管理可能在物理服務(wù)器級(jí)別、操作系統(tǒng)級(jí)別和邊緣節(jié)點(diǎn)的軟件應(yīng)用程序級(jí)別發(fā)生的運(yùn)營和維護(hù)問題。每當(dāng)出現(xiàn)問題時(shí)，客戶都需要使用一組工具來遠(yuǎn)程查看日志和查找原因。在這種情況下，客戶迫切需要基于GUI的自動(dòng)化運(yùn)營和維護(hù)。

另一個(gè)挑戰(zhàn)在于安全性和可靠性。邊緣IDC基礎(chǔ)設(shè)施的可靠性取決于第三方運(yùn)營商的服務(wù)?？蛻粜枰幚砀鞣N復(fù)雜情況，例如，采取對(duì)策來響應(yīng)運(yùn)營商網(wǎng)絡(luò)切換。客戶還需要及時(shí)發(fā)現(xiàn)并應(yīng)對(duì)邊緣節(jié)點(diǎn)上可能出現(xiàn)的硬件和軟件故障。這些要求需要在業(yè)務(wù)架構(gòu)的設(shè)計(jì)和開發(fā)中實(shí)施，并帶來巨大挑戰(zhàn)和更高的成本。為了安全起見，應(yīng)將重點(diǎn)放在不同級(jí)別的問題上，例如網(wǎng)絡(luò)流量安全性和主機(jī)安全性。每個(gè)級(jí)別的安全解決方案開發(fā)成本都很高。以ddos保護(hù)為例。當(dāng)發(fā)生對(duì)邊緣節(jié)點(diǎn)上的IP地址的攻擊時(shí)，整個(gè)網(wǎng)絡(luò)可能變得不可用。為了實(shí)現(xiàn)所需的保護(hù)效果，客戶可能需要在每個(gè)邊緣節(jié)點(diǎn)上部署組合的軟件和硬件系統(tǒng)解決方案。

一些云計(jì)算供應(yīng)商正計(jì)劃支持GPU和其他功能，以幫助構(gòu)建邊緣場景的分布式數(shù)據(jù)分析平臺(tái)。此外，還將進(jìn)一步提高網(wǎng)絡(luò)吞吐量和性能，以支持在邊緣情況下占很大比例的大流量業(yè)務(wù)的處理。

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