邊緣計(jì)算和物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)系 邊緣計(jì)算的五大優(yōu)勢(shì)

隨著物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，邊緣計(jì)算已成為時(shí)下最熱門(mén)的技術(shù)之一，引得華為、阿里、ARM、英特爾等行業(yè)巨頭紛紛布局。那么邊緣計(jì)算到底是何方神圣，與物聯(lián)網(wǎng)又存在著何種聯(lián)系呢？且看下文。

作為互聯(lián)網(wǎng)最重要的平臺(tái)技術(shù)，云計(jì)算能夠建造大型數(shù)據(jù)中心，將大量數(shù)據(jù)集中式存儲(chǔ)和處理，利用數(shù)據(jù)中心海量機(jī)器的算力來(lái)計(jì)算和解決問(wèn)題。

自從本世紀(jì)初云計(jì)算模型的出現(xiàn)和廣泛應(yīng)用，云計(jì)算已經(jīng)改變了我們的生活、學(xué)習(xí)和工作，從貴州到冰島，全球都可以看到大公司的數(shù)據(jù)中心。對(duì)于亞馬遜、微軟、阿里和騰訊來(lái)說(shuō)，云計(jì)算平臺(tái)也已經(jīng)成為非常重要的業(yè)務(wù)和收入來(lái)源之一。

但隨著物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代到來(lái)，云計(jì)算平臺(tái)將面臨著海量設(shè)備接入、海量數(shù)據(jù)、帶寬不夠和功耗過(guò)高等高難度挑戰(zhàn)。就目前的帶寬水平來(lái)說(shuō)，還無(wú)法支持設(shè)備到云端之間的數(shù)據(jù)傳輸，這使得云計(jì)算中心實(shí)時(shí)返回?cái)?shù)據(jù)決策也變成了不可能的任務(wù)。

于是，邊緣計(jì)算開(kāi)始進(jìn)入到公眾的視線。

邊緣計(jì)算是在靠近物或數(shù)據(jù)源頭的網(wǎng)絡(luò)邊緣側(cè)，融合網(wǎng)絡(luò)、計(jì)算、存儲(chǔ)、應(yīng)用核心能力的開(kāi)放平臺(tái)。邊緣計(jì)算的核心，是將計(jì)算任務(wù)從云計(jì)算中心，遷移到產(chǎn)生源數(shù)據(jù)的邊緣設(shè)備上。

邊緣計(jì)算物聯(lián)網(wǎng)解決方案，從架構(gòu)上分為：傳感控制層、網(wǎng)絡(luò)層、敏捷控制器和應(yīng)用層。

傳感控制層：這一層包含大量的傳感器、控制部件（比如開(kāi)關(guān)等）和測(cè)量部件（比如電表等），另外還有通信部件。這些通信部件可能是獨(dú)立的，也可能是和其它部件結(jié)合在一起的。

網(wǎng)絡(luò)層：這一層主要實(shí)現(xiàn)融合和互聯(lián)，它的功能除了網(wǎng)絡(luò)聯(lián)接和管理之外，還包括邊緣計(jì)算，進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)處理，同時(shí)保障業(yè)務(wù)在本地的存活。本地存活和現(xiàn)場(chǎng)處理對(duì)物聯(lián)網(wǎng)尤其是工業(yè)和民用大型設(shè)施是非常重要的。此外，協(xié)議轉(zhuǎn)換也是這一層的重要功能。在 IoT 領(lǐng)域有特別多的協(xié)議，這些協(xié)議來(lái)自于各個(gè)行業(yè)歷史上的積累，所以需要在網(wǎng)關(guān)上做協(xié)議的轉(zhuǎn)換，將數(shù)據(jù)統(tǒng)一承載在 IP 網(wǎng)絡(luò)上向外傳輸。

敏捷控制器：這一層將網(wǎng)關(guān)送上來(lái)的數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一的處理，向上送給應(yīng)用層。并對(duì)下層的網(wǎng)絡(luò)、傳感器、控制部件、測(cè)量部件、計(jì)算資源進(jìn)行管理，提供網(wǎng)絡(luò)布署、配置的自動(dòng)化工具。

業(yè)務(wù)應(yīng)用層：這一層是各種各樣的行業(yè)應(yīng)用。

由于數(shù)據(jù)只在源數(shù)據(jù)設(shè)備和邊緣設(shè)備之間交換，不再全部上傳至云計(jì)算平臺(tái)，因此，在物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中，較之于傳統(tǒng)的云計(jì)算，邊緣計(jì)算在以下5大方面具有絕對(duì)性優(yōu)勢(shì)：

1. 安全性要求

云計(jì)算模型中，用戶的一切數(shù)據(jù)都需要上傳到數(shù)據(jù)中心，而在這個(gè)過(guò)程中，數(shù)據(jù)安全性就成了一個(gè)重要問(wèn)題。從電子金融賬戶密碼、到搜索引擎歷史再到智能攝像頭監(jiān)控，這些個(gè)人的隱私數(shù)據(jù)在上傳到數(shù)據(jù)中心的過(guò)程，都蘊(yùn)含了數(shù)據(jù)泄露的風(fēng)險(xiǎn)。

這也是邊緣計(jì)算博得大型工業(yè)公司青睞的原因之一。在去年霍尼韋爾舉辦的用戶組會(huì)議上，其工業(yè)自動(dòng)化產(chǎn)品的大多數(shù)客戶都不愿意將無(wú)線基礎(chǔ)設(shè)施放在霍尼韋爾的工廠中，以免存在安全漏洞。

由于塔吉特違規(guī)行為的各種黑客行為（從HVAC系統(tǒng)開(kāi)始，最終導(dǎo)致客戶的信用卡受損），引發(fā)了針對(duì)基礎(chǔ)設(shè)施的黑客的擔(dān)憂問(wèn)題，但就某些特定的工業(yè)流程來(lái)說(shuō)，這種擔(dān)憂是完全有必要的。

2. 知識(shí)產(chǎn)權(quán)問(wèn)題

另外，與安全問(wèn)題息息相關(guān)的，則是對(duì)專有數(shù)據(jù)和知識(shí)產(chǎn)權(quán)的擔(dān)憂。

在云計(jì)算中，用戶的一切數(shù)據(jù)都需要上傳至數(shù)據(jù)中心，例如煉油廠的煉油過(guò)程，可樂(lè)生產(chǎn)廠商的制作配方等一些視為商業(yè)機(jī)密的重要信息，都有可能通過(guò)高質(zhì)量的傳感器獲取的工業(yè)數(shù)據(jù)來(lái)獲取。西門(mén)子物聯(lián)網(wǎng)戰(zhàn)略高級(jí)副總裁Jaganath Rao表示，一些食品公司對(duì)這一問(wèn)題表現(xiàn)的尤為敏感。

3. 交互延遲和彈性

在物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中面對(duì)的數(shù)據(jù)量極大，已經(jīng)不再適合直接上傳到云計(jì)算中心進(jìn)行處理，不僅網(wǎng)絡(luò)帶寬壓力大，對(duì)海量數(shù)據(jù)的搜索耗時(shí)也是不能接受的。

自動(dòng)駕駛汽車(chē)對(duì)數(shù)據(jù)傳輸與交互延遲要求非常高，邊緣計(jì)算更靠近數(shù)據(jù)源，可快速處理數(shù)據(jù)、實(shí)時(shí)做出判斷，充分保障乘客安全。

在自動(dòng)駕駛汽車(chē)中，每臺(tái)自動(dòng)駕駛車(chē)上都配有多顆攝像頭和激光雷達(dá)，這些傳感器每時(shí)每秒都在創(chuàng)造大量數(shù)據(jù)。而自動(dòng)駕駛汽車(chē)顯然無(wú)法等待這些數(shù)據(jù)傳輸?shù)皆朴?jì)算中心處理后再做決策，這時(shí)邊緣計(jì)算就成為無(wú)人駕駛實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理的利器。當(dāng)汽車(chē)處于故障危險(xiǎn)時(shí)，傳感器能夠迅速發(fā)出故障的振動(dòng)信息，然后將其發(fā)送到本地網(wǎng)關(guān)進(jìn)行處理。網(wǎng)關(guān)在識(shí)別出故障后的幾毫秒或幾秒鐘內(nèi)發(fā)出警報(bào)或指令以關(guān)閉機(jī)器。

另外，這也與彈性有關(guān)。在汽車(chē)、重型工業(yè)機(jī)械及制造工作時(shí)，在網(wǎng)絡(luò)覆蓋率下降的情況下，邊緣計(jì)算依然能夠保證局部網(wǎng)絡(luò)的存活，維持持續(xù)工作，避免事故發(fā)生。

4. 減少帶寬成本

一些連接的傳感器（例如相機(jī)或在引擎中工作的聚合傳感器）會(huì)產(chǎn)生大量數(shù)據(jù)，在這些情況下，將所有這些信息發(fā)送到云將花費(fèi)很長(zhǎng)時(shí)間和過(guò)高的成本。

隨著智慧城市和公共安全需要，攝像頭的視頻分析技術(shù)的重要性凸現(xiàn)出來(lái)。但是，由于攝像頭數(shù)量多，產(chǎn)生的數(shù)據(jù)量極大，已經(jīng)不再適合直接上傳到云計(jì)算中心進(jìn)行處理，不僅網(wǎng)絡(luò)帶寬壓力大，對(duì)海量數(shù)據(jù)的搜索耗時(shí)也是不能接受的，這時(shí)候邊緣計(jì)算就派上了用場(chǎng)。

5. 自治能力

正是由于延遲和彈性問(wèn)題，使得邊緣計(jì)算自主決策不依賴于云的特性，成為在物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中的決勝優(yōu)勢(shì)。

對(duì)于很多人來(lái)說(shuō)，物聯(lián)網(wǎng)連接工廠或辦公室的目的是能夠?qū)崿F(xiàn)大量的流程自動(dòng)化。在邊緣計(jì)算中，機(jī)器不僅能夠監(jiān)控自身及其正在執(zhí)行的過(guò)程，還可以對(duì)其進(jìn)行編程，以便在出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)采取正確的行動(dòng)。因此，當(dāng)傳感器檢測(cè)到壓力積聚時(shí)，它可以釋放進(jìn)一步向下的閥門(mén)，一旦流程依賴于特定的自動(dòng)化水平，就必須依靠這個(gè)水平來(lái)及時(shí)制定。

邊緣計(jì)算能就近提供智能互聯(lián)服務(wù)，滿足行業(yè)在數(shù)字化變革過(guò)程中的關(guān)鍵需求。在物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代數(shù)據(jù)處理的 2.0 時(shí)代，不斷增長(zhǎng)的數(shù)據(jù)催生了對(duì)邊緣計(jì)算的需求，據(jù)IDC預(yù)測(cè)，未來(lái)超過(guò)50%的數(shù)據(jù)需要在網(wǎng)絡(luò)邊緣側(cè)分析、處理和儲(chǔ)存。其巨大的市場(chǎng)空間也被巨頭們看在眼里，未來(lái)邊緣計(jì)算還將如何更好地推動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)展，讓我們拭目以待！