摘要：邊緣計(jì)算已在技術(shù)時(shí)代精神中占據(jù)一席之地，具備創(chuàng)新力和前沿性。幾年來，人們一直認(rèn)為邊緣計(jì)算一定會成為未來的一種計(jì)算方式。但實(shí)際上，討論仍然只是假設(shè)性的，因?yàn)橹С诌吘売?jì)算所需的基礎(chǔ)設(shè)施仍然有很大的發(fā)展空間。

邊緣計(jì)算已在技術(shù)時(shí)代精神中占據(jù)一席之地，具備創(chuàng)新力和前沿性。幾年來，人們一直認(rèn)為邊緣計(jì)算一定會成為未來的一種計(jì)算方式。但實(shí)際上，討論仍然只是假設(shè)性的，因?yàn)橹С诌吘売?jì)算所需的基礎(chǔ)設(shè)施仍然有很大的發(fā)展空間。

現(xiàn)在，隨著各種邊緣計(jì)算資源（從微數(shù)據(jù)中心到專用處理器，再到必要的軟件抽象）涌入應(yīng)用程序開發(fā)人員、企業(yè)家和大型企業(yè)手中，這種情況正在發(fā)生改變?，F(xiàn)在回答有關(guān)邊緣計(jì)算的實(shí)用性及其含義時(shí)，我們不必照本宣科。那么，現(xiàn)實(shí)世界的發(fā)展告訴了我們關(guān)于這一取視的什么？特別是，邊緣計(jì)算的熱度是否與其實(shí)際情況相符？

在本文中，我將概述當(dāng)前邊緣計(jì)算市場的情況。總的來說，邊緣計(jì)算的趨勢是真實(shí)存在的，由于成本和性能方面的原因，對應(yīng)用程序進(jìn)行分散化的需求不斷增長。邊緣計(jì)算的某些方面被大肆宣傳，而另一方面則沒有引起應(yīng)有的注意。以下提出了4個(gè)要點(diǎn)旨在幫助決策者對邊緣計(jì)算的當(dāng)下和未來的功能有一個(gè)實(shí)際的了解。

1、邊緣計(jì)算不僅僅是低延遲

邊緣計(jì)算是一種使計(jì)算和數(shù)據(jù)存儲更有效使用的范式。它與傳統(tǒng)的云計(jì)算模型形成鮮明對比——傳統(tǒng)的云計(jì)算模型中，計(jì)算只集中在少數(shù)幾個(gè)超大規(guī)模的數(shù)據(jù)中心中。邊緣可以位于比傳統(tǒng)云數(shù)據(jù)中心更靠近最終用戶或設(shè)備的任何地方，也許是100英里、1英里、本地或是設(shè)備上。無論采用哪種方法，傳統(tǒng)的邊緣計(jì)算敘事都強(qiáng)調(diào)邊緣的功能是使延遲最小，以改善用戶體驗(yàn)或啟用對延遲敏感的新應(yīng)用程序。這樣的說法容易讓人們對邊緣計(jì)算的認(rèn)識不夠全面。盡管降低延遲是一個(gè)十分重要的用例，但它不一定是最有價(jià)值的用例。邊緣計(jì)算的另一個(gè)用例是最大程度地減少往返于云的網(wǎng)絡(luò)流量或是某些觀點(diǎn)中的“云卸載”，這至少可能會帶來與降低延遲一樣多的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

云卸載的根本驅(qū)動因素是用戶、設(shè)備或傳感器所生成的數(shù)據(jù)量的巨大增長?！皬母旧蟻碚f，邊緣是一個(gè)數(shù)據(jù)問題”，Macrometa公司的CEOChetanVenkatesh說道，這家初創(chuàng)公司正在應(yīng)對邊緣計(jì)算中的數(shù)據(jù)挑戰(zhàn)。之所以出現(xiàn)云卸載，是因?yàn)檫w移所有數(shù)據(jù)需要花費(fèi)高額的費(fèi)用，因此許多企業(yè)寧愿不將數(shù)據(jù)遷移到其他地方。此時(shí)，邊緣計(jì)算提供了一種從本地設(shè)備中提取值的方法，因?yàn)樗恍枰獙?shù)據(jù)遷移到邊緣之外。如有必要，還可以將數(shù)據(jù)精簡為更為經(jīng)濟(jì)的子集，以發(fā)送到云進(jìn)行存儲或進(jìn)一步分析。

云卸載一個(gè)十分經(jīng)典的用例是處理視頻或音頻數(shù)據(jù)，這是最耗帶寬的兩種數(shù)據(jù)類型。據(jù)我最近接觸到參與部署的人士透露到，一位在亞洲10000多個(gè)地點(diǎn)都有開店的零售商正在使用邊緣計(jì)算技術(shù)同時(shí)對店內(nèi)的視頻監(jiān)控和語言翻譯服務(wù)進(jìn)行處理。但除此之外，還有其他數(shù)據(jù)源傳輸?shù)皆浦幸餐瑯影嘿F。另一位聯(lián)系人稱，一家大型IT軟件供應(yīng)生正在分析來自客戶本地IT架構(gòu)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，以防止出現(xiàn)問題并優(yōu)化性能。它使用邊緣計(jì)算來避免將所有數(shù)據(jù)回傳到AWS。此外，工業(yè)設(shè)備也會生成海量數(shù)據(jù)，因此也是云卸載的主要應(yīng)用場景。

2、邊緣計(jì)算是云的擴(kuò)展

盡管早期的宣傳口徑是邊緣會取代云，但更準(zhǔn)確的說法應(yīng)該是，邊緣擴(kuò)展了云的范圍。它不會影響企業(yè)將業(yè)務(wù)遷移到云的趨勢。但是，當(dāng)前正在進(jìn)行一系列措施，以將按需資源可用性和物理基礎(chǔ)架構(gòu)的云計(jì)算公式擴(kuò)展到與傳統(tǒng)云數(shù)據(jù)中心越來越遠(yuǎn)的位置。這些邊緣位置將使用從云演變而來的工具和方法進(jìn)行管理，并且隨著邊緣和云的不斷發(fā)展，云和邊緣之間的界限將變得模糊。

事實(shí)上，邊緣和云是同一連續(xù)體的一部分，這一事實(shí)你可以從諸如AWS、Azure等公有云提供商的邊緣計(jì)算計(jì)劃中略窺一二。如果你的企業(yè)希望進(jìn)行本地邊緣計(jì)算，那么亞馬遜會向你發(fā)送一個(gè)AWSOutpost，這是一個(gè)組裝好的計(jì)算和存儲架構(gòu)，可以模仿亞馬遜自己的數(shù)據(jù)中心的硬件設(shè)計(jì)。它會被安裝在客戶自己的數(shù)據(jù)中心中，并由亞馬遜監(jiān)控、維護(hù)和升級。重要的是，Outposts所運(yùn)行的服務(wù)是許多AWS用戶所依賴的，例如EC2計(jì)算服務(wù)，從而使邊緣在操作上與云類似。還有其他許多大廠的產(chǎn)品也有類似的目標(biāo)。從這些產(chǎn)品中，我們可以接收到一個(gè)明確的信號，即云提供商希望將云和邊緣基礎(chǔ)架構(gòu)統(tǒng)一在一個(gè)保護(hù)傘下。

3、邊緣基礎(chǔ)架構(gòu)正在分階段實(shí)現(xiàn)

雖然某些應(yīng)用程序最好在本地運(yùn)行，但在許多情況下，應(yīng)用程序所有者希望從邊緣計(jì)算中受益，而不必支持任何本地占用空間。這就需要了解一種新型的基礎(chǔ)架構(gòu)，盡管該基礎(chǔ)架構(gòu)某些部分看起來像云，但是在地理上比當(dāng)今構(gòu)成云的幾十個(gè)超大規(guī)模數(shù)據(jù)中心分布得更多。這類型得基礎(chǔ)架構(gòu)現(xiàn)在逐漸開始被應(yīng)用，并且它可能會分為3個(gè)發(fā)展階段，每個(gè)階段都通過觸達(dá)越來越廣泛的地理區(qū)域來擴(kuò)展邊緣的范圍。

階段1：多區(qū)域和多云

關(guān)于邊緣計(jì)算的第一步，許多人可能不考慮將邊緣計(jì)算應(yīng)用到大量應(yīng)用程序中。此步驟是利用公有云提供商提供的多個(gè)區(qū)域。例如，AWS在22個(gè)地理區(qū)域設(shè)有數(shù)據(jù)中心，其中為北美和歐洲用戶提供服務(wù)的AWS客戶可以在北加利福尼亞州和法蘭克福地區(qū)運(yùn)行其應(yīng)用程序。從一個(gè)區(qū)域到多個(gè)區(qū)域可以大大減少延遲，對于大量應(yīng)用程序來說，這可以提供良好的用戶體驗(yàn)。

與此同時(shí)，還有一個(gè)趨勢是多云，這一趨勢受一系列考慮因素的驅(qū)動，包括成本效率、降低風(fēng)險(xiǎn)、避免供應(yīng)商鎖定以及希望獲得由不同提供商提供的同類中最佳的服務(wù)?！皥?zhí)行多云策略是當(dāng)今非常重要的戰(zhàn)略和架構(gòu)”MarkWeiner對我說道，他是分布式云計(jì)算公司Volterra的CMO。與多區(qū)域方法一樣，多云方法標(biāo)志著云計(jì)算朝著分布式工作負(fù)載邁出了第一步，而分布式工作負(fù)載正朝著越來越分散的邊緣計(jì)算方法發(fā)展。

階段二：區(qū)域邊緣計(jì)算

在邊緣演進(jìn)中的第二個(gè)階段將邊緣擴(kuò)展到更深一層，邊緣計(jì)算將利用數(shù)百或數(shù)千個(gè)位置的基礎(chǔ)設(shè)施，而不是僅在幾十個(gè)城市中的超大規(guī)模數(shù)據(jù)中心。事實(shí)證明，有一群玩家已經(jīng)擁有這樣的基礎(chǔ)架構(gòu)：內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡(luò)（CDN）。20年來，CDN一直是參與邊緣計(jì)算發(fā)展的先驅(qū)，它們將靜態(tài)內(nèi)容緩存到更接近最終用戶的位置以提高性能。雖然AWS已經(jīng)擁有22個(gè)區(qū)域，但是像Cloudflare這樣的典型CDN有194個(gè)。

所不同的是，這些CDN現(xiàn)在已經(jīng)開始向通用工作負(fù)載開放其基礎(chǔ)架構(gòu)，而不僅僅是緩存靜態(tài)內(nèi)容。如今，諸如Cloudflare、Fastly、Limelight、StackPath以及Zenlayer之類的CDN都提供了容器即服務(wù)、VM即服務(wù)、裸機(jī)即服務(wù)和Serverless功能的組合。換言之，它們開始看起來更像云提供商。具有前瞻性的云提供商也提供了此類基礎(chǔ)架構(gòu)，而AWS又賣出了多區(qū)域化基礎(chǔ)架構(gòu)的第一步，引入了第一個(gè)所謂的洛杉磯本地區(qū)域，并承諾將提供更多本地區(qū)域。

階段三：接入邊緣計(jì)算（AccessEdge）

邊緣演進(jìn)的第三個(gè)階段驅(qū)動邊緣更向外拓展，以至與最終用戶或設(shè)備僅相距一兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)躍點(diǎn)。在傳統(tǒng)的電信術(shù)語中，這稱為網(wǎng)絡(luò)的接入部分，因此這種類型的體系結(jié)構(gòu)已被標(biāo)記為接入邊緣。AccessEdge的典型形式是微型數(shù)據(jù)中心，其可以小如單機(jī)架，大如半個(gè)拖車，并且可以部署在路邊或蜂窩網(wǎng)絡(luò)塔的底部。在這背后，電力和冷卻方面的創(chuàng)新將使得越來越小的密度的基礎(chǔ)設(shè)施部署在這些小巧的數(shù)據(jù)中心中。

像VaporIO、EdgeMicro和EdgePresence等新入局者已經(jīng)開始在美國少數(shù)城市中建立這些微型數(shù)據(jù)中心。2019年是擴(kuò)建元年，2020年至2021年將繼續(xù)在這些擴(kuò)建項(xiàng)目上投入大量資金。到2022年，邊緣數(shù)據(jù)中心的回報(bào)將成為投資人的關(guān)注重點(diǎn)。最終，這些回報(bào)將回答以下問題：是否有足夠的殺手級應(yīng)用程序可以讓邊緣貼近最終用戶或設(shè)備？

我們對這個(gè)問題的答案還處于懵懂階段。最近，我與許多從業(yè)者進(jìn)行交談，他們都對此表示懷疑，即AccessEdge中的微型數(shù)據(jù)中心是否比區(qū)域邊緣的區(qū)域數(shù)據(jù)中心更具有足夠的邊際效益。早期采用者已經(jīng)以多種方式利用了區(qū)域邊緣，包括各種云卸載用例以及降低延遲優(yōu)化用戶體驗(yàn)（如在線游戲、廣告服務(wù)和電子商務(wù)）。相比之下，需要AccessEdge的超低延遲和非常短的網(wǎng)絡(luò)路由的應(yīng)用程序聽起來更遙不可及：自動駕駛、無人機(jī)、AR/VR、智慧城市、遠(yuǎn)程手術(shù)等。更重要的是，這些應(yīng)用程序必須權(quán)衡AccessEdge的優(yōu)勢，而不是使用本地或設(shè)備上的方法在本地進(jìn)行計(jì)算。但是，肯定會出現(xiàn)AccessEdge的殺手級應(yīng)用程序——也許今天還沒能引起大家的關(guān)注，但是幾年之后我們會對其有更深入的了解。

4、需要新軟件來管理邊緣

在以上的內(nèi)容中，我簡單闡述了邊緣計(jì)算中的幾種架構(gòu)以及“邊緣”可以位于許多地方。然而，該行業(yè)的最終方向是統(tǒng)一化、標(biāo)準(zhǔn)化——無論邊緣位于何處都可以使用相同的工具和流程來管理云和邊緣工作負(fù)載。這將需要對用于在云中部署、擴(kuò)展和管理應(yīng)用程序的軟件進(jìn)行改進(jìn)，而該應(yīng)用程序在過去設(shè)計(jì)時(shí)只考慮到單個(gè)數(shù)據(jù)中心的架構(gòu)。

諸如Ori、Rancher和Volterra之類的初創(chuàng)公司以及諸如Google的Anthos、Microsoft的AzureArc之類的大公司計(jì)劃正在以這種方式發(fā)展云基礎(chǔ)架構(gòu)軟件。實(shí)際上，所有這些產(chǎn)品都有一個(gè)共同點(diǎn)：它們基于Kubernetes，Kubernetes已經(jīng)成為管理容器化應(yīng)用程序的主要方法。但是這些產(chǎn)品超越了Kubernetes的最初設(shè)計(jì)，可以支持分布式多個(gè)Kubernetes集群。這些集群可能位于由“邊緣”、本地環(huán)境和公有云組成的異構(gòu)基礎(chǔ)架構(gòu)池的頂部，但是由于有了這些產(chǎn)品，它們都可以得到統(tǒng)一管理。

最初，這些產(chǎn)品的最大機(jī)會是支持邊緣演進(jìn)的第一階段，即通過一個(gè)或多個(gè)云，利用少數(shù)區(qū)域，適度分布部署。但這恰好使它們處于有利地位，以支持即將來臨的更加分布式的邊緣計(jì)算架構(gòu)?！敖鉀Q了當(dāng)今的多集群管理和運(yùn)維問題，那么當(dāng)你解決更廣泛的邊緣計(jì)算用例時(shí)，你將占據(jù)有利地位?！盧afaySystemsCEO，HaseebBudhani說道。

邊緣，離輝煌并不遙遠(yuǎn)

既然現(xiàn)在支持邊緣計(jì)算的資源不斷涌現(xiàn)，面向邊緣的思想將在設(shè)計(jì)應(yīng)用程序的人們中更加普遍。在經(jīng)歷了一個(gè)以資源集中在少數(shù)云數(shù)據(jù)中心為趨勢的時(shí)代之后，現(xiàn)在出現(xiàn)了一種要求增加分散化的反向力量。邊緣計(jì)算仍處于起步階段，但是已經(jīng)從理論轉(zhuǎn)向?qū)嶋H?，F(xiàn)在這一行業(yè)正在迅速發(fā)展。正如大家所知，云計(jì)算只有14年的歷史，那么我們有理由相信，不久之后的將來，邊緣計(jì)算一定能在計(jì)算領(lǐng)域留下輝煌的印記。

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