邊緣計(jì)算是指在靠近物或數(shù)據(jù)源頭的一側(cè)，采用網(wǎng)絡(luò)、計(jì)算、存儲、應(yīng)用核心能力為一體的開放平臺，就近提供最近端服務(wù)。其應(yīng)用程序在邊緣側(cè)發(fā)起，產(chǎn)生更快的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)響應(yīng)，滿足行業(yè)在實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)、應(yīng)用智能、安全與隱私保護(hù)等方面的基本需求。邊緣計(jì)算處于物理實(shí)體和工業(yè)連接之間，或處于物理實(shí)體的頂端。而云端計(jì)算，仍然可以訪問邊緣計(jì)算的歷史數(shù)據(jù)。

? ? 什么是邊緣計(jì)算？

　　邊緣計(jì)算并非是一個(gè)新鮮詞。作為一家內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡(luò)CDN和云服務(wù)的提供商AKAMAI，早在2003年就與IBM合作“邊緣計(jì)算”。作為世界上最大的分布式計(jì)算服務(wù)商之一，當(dāng)時(shí)它承擔(dān)了全球15-30%的網(wǎng)絡(luò)流量。在其一份內(nèi)部研究項(xiàng)目中即提出“邊緣計(jì)算”的目的和解決問題，并通過AKAMAI與IBM在其WebSphere上提供基于邊緣Edge的服務(wù)。

　　對物聯(lián)網(wǎng)而言，邊緣計(jì)算技術(shù)取得突破，意味著許多控制將通過本地設(shè)備實(shí)現(xiàn)而無需交由云端，處理過程將在本地邊緣計(jì)算層完成。這無疑將大大提升處理效率，減輕云端的負(fù)荷。由于更加靠近用戶，還可為用戶提供更快的響應(yīng)，將需求在邊緣端解決。

　　邊緣計(jì)算（Edge computing ）是一種在物理上靠近數(shù)據(jù)生成的位置處理數(shù)據(jù)的方法，即事物和人所在的現(xiàn)場區(qū)域如家庭和遠(yuǎn)程辦公室內(nèi)。

　　圖2、物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備中通常集成具有一定計(jì)算能力的處理器

　　由于這些產(chǎn)生數(shù)據(jù)的事物和人通常不在云端，因此我們需要通過許多形式的在物聯(lián)網(wǎng)（IoT）解決方案架構(gòu)的邊緣處的計(jì)算來補(bǔ)充云計(jì)算。

　　圖3、節(jié)點(diǎn)與云之間有大量的數(shù)據(jù)需要傳遞

　　關(guān)于邊緣計(jì)算（Edge computing ）的討論通常會忽略有多少類型的“邊緣”計(jì)算，而本文我們將探討邊緣計(jì)算（Edge computing ）的基本驅(qū)動因素和許多類型的邊緣計(jì)算（Edge computing ）。

　　由于邊緣計(jì)算（Edge computing ）指的是接近于事物，數(shù)據(jù)和行動源頭處的計(jì)算，所以我們也可以把這種類型的數(shù)據(jù)處理使用更通用的術(shù)語來表示：鄰近計(jì)算或者接近計(jì)算（Proximity Computing）。

　　鄰近計(jì)算（Proximity Computing）的經(jīng)濟(jì)學(xué)因素

　　我們對周圍所發(fā)生的事件需要及時(shí)地做出響應(yīng)，以獲得良好的用戶體驗(yàn)（如當(dāng)需要“改變電視頻道”時(shí)）或者避免災(zāi)難（如當(dāng)發(fā)生“煤氣泄漏”時(shí)）。

　　圖3、感知，處理和行動是物聯(lián)網(wǎng)的三類事件;

　　由于有許多這些類發(fā)生的事件，因此我們需要將這類復(fù)雜的系統(tǒng)編排為感知，處理和行動（SPA，既Sense， Process， and Act （SPA））。 SPA的成本是本地與遠(yuǎn)程處理成本，網(wǎng)絡(luò)連接成本以及遠(yuǎn)程系統(tǒng)管理成本的函數(shù)。

　　就物聯(lián)網(wǎng)（IoT）設(shè)備的尺寸和功率來說，鄰近計(jì)算（Proximity Computing）平衡了響應(yīng)事件的及時(shí)性與響應(yīng)事件的成本兩者之間的關(guān)系。數(shù)據(jù)傳遞的管理的法律限制進(jìn)一步推動了對鄰近計(jì)算（Proximity Computing）的需求。

　　多邊場景 - 接近計(jì)算（Proximity Computing）的類型

　　當(dāng)涉及到最佳鄰近計(jì)算時(shí)，有很多類型的邊緣（edges ）要考慮。梳理下來它們主要有三種類型：個(gè)人邊緣（Personal Edge），業(yè)務(wù)邊緣（Business Edge）以及云邊緣（Cloudy Edge）。這三種邊緣將SPA（Sensing-Processing-Acting）部署到不同環(huán)境中來處理一系列不同的問題，以實(shí)現(xiàn)最佳的自動響應(yīng)，例如當(dāng)您的個(gè)人汽車被盜時(shí)。

　　圖4、三種類型的邊緣

　　下面是每種邊緣及其發(fā)展的驅(qū)動因素。

　　1）個(gè)人邊緣（Personal Edge）

　　這個(gè)邊緣計(jì)算（Edge computing ）圍繞著我們個(gè)人，有時(shí)就在我們的身邊，就在我們的家里;它包括家庭機(jī)器人，智能眼鏡，智能藥片，以及您皮膚下的傳感器，手表，家庭自動化系統(tǒng)，您的Amazon Echo（回聲）和智能手機(jī)。

　　個(gè)人邊緣（Personal Edge）總體上是移動的。當(dāng)我們在家庭和工作場所之間移動時(shí)，個(gè)人邊緣（Personal Edge）計(jì)算設(shè)備進(jìn)出于商業(yè)邊緣（Business Edge）區(qū)。

　　圖5、個(gè)人邊緣

　　隨著智能家居設(shè)備，數(shù)字健康和其他個(gè)人設(shè)備的普及，我們將在未來5年里聽到更多關(guān)于個(gè)人邊緣（Personal Edge）計(jì)算的信息。

　　2）業(yè)務(wù)邊緣（Business Edge）

　　這是最受關(guān)注的邊緣計(jì)算（Edge computing ）類型。在業(yè)務(wù)邊緣（Business Edge）處連接的機(jī)器和人在這里匯聚。業(yè)務(wù)邊緣（Business Edge）在我們鋪有地毯的辦公室中，也可以在無地毯的領(lǐng)域，甚至在我們工作和娛樂的開放的地方。

　　許多物聯(lián)網(wǎng)的討論似乎假設(shè)這是唯一的邊緣，同時(shí)每個(gè)物聯(lián)網(wǎng)的討論都表達(dá)了這種邊緣計(jì)算（Edge computing ）的好處。關(guān)鍵任務(wù)（Mission-critical）SPA（“感知，處理和行動”，“Sensing-Processing-Acting”））在這一領(lǐng)域尤其如工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)（Industrial IoT）領(lǐng)域中集中發(fā)展的勢頭強(qiáng)勁。

　　圖6、業(yè)務(wù)邊緣

　　許多供應(yīng)商正在提供這類應(yīng)用的開發(fā)環(huán)境，以幫助客戶開發(fā)邊緣應(yīng)用和分析。 Amazon Lambda Greengrass（https://aws.amazon.com/cn/lambda/）和Azure IoT Hub是此類軟件的示例。

　　【注1：Amazon Lambda Greengrass是Amazon的云計(jì)算服務(wù)，通過 AWS Lambda，無需配置或管理服務(wù)器即可運(yùn)行代碼。您只需按消耗的計(jì)算時(shí)間付費(fèi) – 代碼未運(yùn)行時(shí)不產(chǎn)生費(fèi)用。借助 Lambda，您幾乎可以為任何類型的應(yīng)用程序或后端服務(wù)運(yùn)行代碼，而且全部無需管理。只需上傳您的代碼，Lambda 會處理運(yùn)行和擴(kuò)展高可用性代碼所需的一切工作。您可以將您的代碼設(shè)置為自動從其他 AWS 服務(wù)觸發(fā)，或者直接從任何 Web 或移動應(yīng)用程序調(diào)用?！?/p>

　　【注2：Azure IoT Hub是微軟面向物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的云計(jì)算，Azure IoT Hub意為物聯(lián)網(wǎng)中心，是為物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備提供注冊、管理、溝通的云服務(wù)。它是微軟Azure IoT Suite的重要組成部分，也是微軟物聯(lián)網(wǎng)戰(zhàn)略的重要基礎(chǔ)。微軟Azure IoT Hub可用于管理數(shù)十億物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備，提供云端與設(shè)備之間的雙向通信支持，每月可處理數(shù)以萬億計(jì)信息，并簡化了與其他Azure服務(wù)之間的集成，包括Azure機(jī)器學(xué)習(xí)以及Azure流分析等?！?/p>

　　圖、Amazon的云計(jì)算平臺

　　圖、微軟的云計(jì)算平臺

　　3）多云邊緣（Cloudy Edge）

　　這是目前最少談?wù)摰囊活愡吘売?jì)算（Edge computing），但是它是最老的一類邊緣。多云邊緣（Cloudy Edge）是服務(wù)提供商或企業(yè)網(wǎng)絡(luò)邊緣的拓?fù)湫g(shù)語，其中業(yè)務(wù)首先從撥號調(diào)制解調(diào)器進(jìn)入到家庭或者遠(yuǎn)程分支機(jī)構(gòu)中的。

　　多云邊緣（Cloudy Edge）從前只是一個(gè)沒有任何計(jì)算能力的網(wǎng)絡(luò)邊緣。它們被稱為PoP（存在的節(jié)點(diǎn)，points-of-presence）。

　　圖7、多云邊緣（Cloudy Edge）

　　對應(yīng)用性能和內(nèi)容傳送的需求需要在網(wǎng)絡(luò)邊緣（ network edge）中添加應(yīng)用和數(shù)據(jù)處理能力?，F(xiàn)代的邊緣數(shù)據(jù)中心（Edge Data Centers）能夠滿足這一需求。內(nèi)容交付網(wǎng)絡(luò)（CDN，Content Delivery Networks）就是在利用它們以便我們能夠獲得更好的頁面和視頻加載效果。移動邊緣計(jì)算（Mobile Edge Computing）增強(qiáng)了這一邊緣的優(yōu)勢，因?yàn)槿藗冃枰玫囊苿討?yīng)用程序（mobile app）的性能。

　　所以老PoP在內(nèi)容和計(jì)算方面變得沒有前途。 而SP邊緣（ SP edge），移動邊緣（mobile edge）和企業(yè)邊緣（enterprise edge）共同形成了云端。這類邊緣仍然與確保應(yīng)用程序性能和內(nèi)容傳遞順暢等相關(guān)。

　　總結(jié)

　　有很多方法來描述什么是物聯(lián)網(wǎng)（IoT），這些描述都是對的，只不過有些描述要更全面一些。

　　在這里我們提供對物聯(lián)網(wǎng)（IoT）的一個(gè)這樣的描述：IoT = 跨連接設(shè)備迷宮的分布式人工智能和人類智能。

　　圖8、邊緣計(jì)算正在改變整個(gè)物聯(lián)網(wǎng)（IoT）場景

　　像AWS Lambda和Greengrass這樣的邊緣計(jì)算（Edge computing ）技術(shù)正在幫助加速創(chuàng)建這種分布式人工智能。如何在個(gè)人，業(yè)務(wù)和云端邊緣中創(chuàng)建分布式智能將取決于您的應(yīng)用程序，成本和相關(guān)規(guī)定。我們將看到越來越多的邊緣計(jì)算（Edge computing ）參考架構(gòu)的發(fā)展，以支持物聯(lián)網(wǎng)（IoT）的新應(yīng)用模式。