插圖:安迪Wolber/TechRepublic
在核心，邊緣計算和云計算之間的主要區(qū)別歸結(jié)為一個概念:網(wǎng)絡連接約束。如果互聯(lián)網(wǎng)連接能在任何地方持續(xù)可用，并且數(shù)據(jù)可以立即傳輸而沒有任何延遲，那么就不需要邊緣計算解決方案了。但是，由于網(wǎng)絡連接既不是恒定的也不是無所不在的，且?guī)捄脱舆t都是有限的，因此出現(xiàn)了邊緣計算解決方案來解決這些問題。云計算通過云計算，互聯(lián)網(wǎng)連接可以讓用戶遠程利用處理能力和數(shù)據(jù)。在大多數(shù)情況下，用戶可以認為處理能力和存儲是無限的，即使計算能力實際上受到有限數(shù)量的數(shù)據(jù)中心的限制。需要更強大的處理能力?啟動更多的服務器。想要保留更多照片、文件或其他數(shù)據(jù)？提供更大的存儲限制。從21世紀初開始，可靠的互聯(lián)網(wǎng)連接和云計算的興起幾乎同步發(fā)生。隨著時間的推移，傳輸數(shù)據(jù)的類型也發(fā)生了變化，逐漸從專注于文本和壓縮圖像演變?yōu)橐纛l和直播視頻。對于企業(yè)而言，這意味著以前的現(xiàn)場文件服務器可能會轉(zhuǎn)移到云端。云計算公司通常提供的可靠性和冗余級別很容易超過大多數(shù)IT部門所能提供的。云應用程序為更多的組織帶來了強大的功能和簡單的管理。如，更新的責任從員工管理員轉(zhuǎn)移到云供應商。例如，當Google推出更改時，GoogleDocs中會出現(xiàn)新功能，無需管理員進行操作。由于以云為中心的計算機比大多數(shù)以服務器為中心的傳統(tǒng)系統(tǒng)更易于管理、維護和保護，因此許多學校系統(tǒng)長期受到資源限制，因此改用Chromebook。邊緣計算兩個細分市場——大型互動網(wǎng)站提供商和流媒體服務——首次暗示了可能需要一種截然不同的計算架構(gòu)。具體來說，這些公司意識到數(shù)據(jù)傳輸?shù)絺€人客戶計算機需要時間。內(nèi)容交付網(wǎng)絡提供商開始將數(shù)據(jù)中心移到更靠近消費者的地方(圖A)。
圖A:安迪Wolber/TechRepublic。通過云計算，設備依靠互聯(lián)網(wǎng)連接遠程訪問計算能力和存儲。作為邊緣計算的早期步驟，內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡開始將數(shù)據(jù)中心放置在更靠近用戶設備的地方。例如，當流媒體源是芝加哥的數(shù)據(jù)中心而不是洛杉磯的數(shù)據(jù)中心時，在密歇根流媒體觀看電影的人可能會體驗到較低的延遲。如今，供應商將“邊緣”一詞應用于各種規(guī)模的小型數(shù)據(jù)中心，但所有這些都試圖解決由距離引起的延遲的網(wǎng)絡連接約束。隨著互聯(lián)家庭技術(shù)的部署，出現(xiàn)了另一類邊緣計算。用戶希望智能鎖、安全攝像頭和各種環(huán)境傳感器即使在Wi-Fi中斷、電纜被切斷或手機網(wǎng)絡暫時停止工作時也能正常工作。最終，供應商開始構(gòu)建使用各種標準進行通信的系統(tǒng)，如藍牙、Zigbee和Matter。同樣，在工業(yè)環(huán)境中，機器可能需要在沒有可靠網(wǎng)絡的環(huán)境中運行。由于幾乎所有這些智能家居和工業(yè)設備通常都位于一個站點，因此它們解決的網(wǎng)絡連接限制是暫時缺乏連接。然而，在陸地、空中和海上移動車輛是迄今為止最具挑戰(zhàn)性的邊緣計算任務。不僅自動化汽車、飛機和輪船需要在沒有持續(xù)互聯(lián)網(wǎng)連接的地方運行(圖B)，而且它們的移動速度往往沒有足夠的時間來依賴遠程計算，即使連接了。換句話說，當自動駕駛汽車從附近的云數(shù)據(jù)中心收到關(guān)于道路危險的回復時，汽車可能已經(jīng)遇到了危險。圖B:安迪Wolber/TechRepublic。相對固定的邊緣設備，如智能鎖和工業(yè)機器人，可以在沒有互聯(lián)網(wǎng)連接的情況下工作。然而，對于在空中、陸地或海上移動的邊緣設備來說，自主操作可能是必不可少的。這類車輛的定期連接仍然至關(guān)重要。例如，汽車和卡車可以從更新的地圖中受益，以顯示道路、道路施工和當前的交通狀況。無人機和自動駕駛船只依靠天氣數(shù)據(jù)來識別潛在的湍流天空或海洋。管理這些設備的人員可能會想要卸載數(shù)據(jù)，不僅是為了評估和提高性能，還為了檢索車輛各種儀器獲取的圖像和其他信息。允許這種自主操作和間歇性網(wǎng)絡連接的邊緣系統(tǒng)存在幾組挑戰(zhàn)，截至2022年底，這些挑戰(zhàn)尚未完全解決。總結(jié)云計算使得在任何有可靠互聯(lián)網(wǎng)連接的地方利用計算能力和存儲成為可能。邊緣計算將處理和存儲從這些云數(shù)據(jù)中心轉(zhuǎn)移到獨立于恒定連接的計算設備上。
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