邊緣計算,,原來早就在你我身邊
過去十年,,無線通信的革新與人工智能的復興使人類社會發(fā)生了翻天覆地的變化。這兩股新興力量的交織碰撞,,推動著移動通信系統(tǒng)的一步步演進,,從一開始的“人聯(lián)”到“物聯(lián)”,然后邁向“萬物智聯(lián)”,。邊緣計算與邊緣智能接踵而至,,為“萬物智聯(lián)”提供解決方案,被學術界和工業(yè)界一致視為是實現(xiàn)下一代移動通信系統(tǒng)的兩項關鍵技術,。
這期,,就和文檔君一起了解一下,什么是邊緣計算吧,。
邊緣計算旨在將云計算平臺遷移到無線接入網(wǎng)的邊緣側(cè),,以就近地為終端用戶提供彈性的計算服務。
邊緣智能以邊緣計算平臺為依托,,將人工智能的學習和推理能力嵌入網(wǎng)絡邊緣,,從而實現(xiàn)通信、計算和學習的深度融合,。
為什么要邊緣計算呢,,那文檔君就不得不現(xiàn)談談他的老大哥 —— 云計算,。
千禧年后,云計算(Cloud Computing)—— 一種新興的計算范式快速崛起并蓬勃發(fā)展,。云計算屬于分布式計算的一種,,其通過網(wǎng)絡云將龐大的數(shù)據(jù)計算分解成許多小的部分,分發(fā)給多部服務器處理和分析,,最后返回結果,。
云計算技術在全球范圍的大規(guī)模部署應用,為社會的工作方式和商業(yè)模式帶來了巨大的改變,同時使其也面臨著巨大的技術挑戰(zhàn),。
據(jù)國際數(shù)據(jù)公司(IDC)預測,,到 2025 年全球?qū)⒂?800 億臺終端設備接入到互聯(lián)網(wǎng),移動數(shù)據(jù)流量將高達 160 ZB,,約等于 16 萬億 GB,。
這些遷移到云端的龐大數(shù)據(jù)給云計算系統(tǒng)帶來了極大的負載,易造成核心網(wǎng)擁塞,。
云計算系統(tǒng)中,終端設備與云端通過無線接入網(wǎng)(RAN),、回程網(wǎng)(Backhaul Network)以及因特網(wǎng)等多種網(wǎng)絡相連,。將終端設備的數(shù)據(jù)上傳至云端會引起很長的傳播時延,難以滿足 5G 的毫秒級時延需求,。
在 IoT 和 5G 愿景的推動下,,一種全新的計算范式 —— 邊緣計算應運而生。通過在網(wǎng)絡邊緣側(cè)為用戶 IT 服務和云計算功能,,邊緣計算技術能夠有效地降低網(wǎng)絡運營和服務交付的時延,,并提供更好的用戶體驗。邊緣計算被視為是實現(xiàn) 5G 通信與計算融合的一項關鍵使能技術,,已被納入 3GPP,。
通過邊緣計算的發(fā)展歷程,,我們能看到邊緣計算技術已經(jīng)過了“萌芽”、“定義”階段,,現(xiàn)在正蓬勃發(fā)展中,。
邊緣計算系統(tǒng)由終端設備(如終端用戶,、客戶端,、服務訂閱者等)和邊緣服務器共同組成,其中邊緣服務器是電信運營商在無線接入點上部署的小型數(shù)據(jù)中心,。終端設備與邊緣服務器位于同一個 RAN 內(nèi),,并通過無線鏈路進行信息交互。同時,,邊緣服務器通過網(wǎng)關和骨干網(wǎng)連接到位于云端的大型數(shù)據(jù)中心,。
結合網(wǎng)絡功能虛擬化(Network Functions Virtualization,,NFV),、信息中心網(wǎng)絡(Information Centric Networking,ICN)和軟件定義網(wǎng)絡(Software Defined Networks,,SDN)三項技術,,邊緣計算可以在虛擬化平臺上完成部署。
NFV 創(chuàng)建多個虛擬機來同時處理多項業(yè)務或執(zhí)行多種網(wǎng)絡功能,,從而為多個終端設備提供彈性的計算服務,。
ICN 提供了一種端到端的服務識別模式,將以主機為中心轉(zhuǎn)換為以信息為中心,,從而實現(xiàn)基于內(nèi)容感知的計算功能,。
SDN 將網(wǎng)絡資源抽象到虛擬化平臺上,由網(wǎng)絡管理員進行統(tǒng)籌規(guī)劃,,進而構建可擴展和動態(tài)化的計算環(huán)境,。
更低的時延
端到端時延主要由三部分組成:傳播時延,、傳輸時延和計算時延。邊緣計算技術可以在 RAN 的邊緣側(cè)為終端設備提供計算服務,,業(yè)務數(shù)據(jù)無需跨越網(wǎng)關和骨干網(wǎng),,從而大大提高了系統(tǒng)的響應速度。
邊緣計算 | 云計算 | 比較結果 | |
---|---|---|---|
傳播時延 | 數(shù)據(jù)的傳輸距離通常不到 1 公里 | 終端用戶與云中心網(wǎng)絡服務器可相距幾十上百公里甚至是橫跨大洲大洋 | 邊緣計算的傳播時延遠小于云計算 |
傳輸時延 | 任務通信范圍限制在網(wǎng)絡邊緣 | 終端設備上傳任務至云中心網(wǎng)絡需要跨越多個網(wǎng)絡層級。流量控制,、路由數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā),、其他網(wǎng)絡管理操作將造成較大的傳輸時延 | 邊緣計算的傳輸時延小于云計算 |
計算時延 | 服務范圍小,總終端少 | 服務范圍大,,總終端多 | 單個用戶得到的計算資源,,二者相差無幾 |
更高的用戶隱私保護
與云計算相比,邊緣計算系統(tǒng)可以更好地保護用戶隱私并提供更加安全的服務,。
云計算平臺通過遠程公共大數(shù)據(jù)中心管理所有用戶的信息,,由于信息資源高度集中,受到攻擊時容易引發(fā)大規(guī)模的數(shù)據(jù)泄露,、丟失問題,。邊緣計算技術實現(xiàn)了數(shù)據(jù)的分布式處理與存儲,避免了信息的高度集中,,降低了其遭受黑客攻擊的可能性,。在企業(yè)專有部署的邊緣服務器中,,可以由企業(yè)管理員進行數(shù)據(jù)管理授權、訪問控制并且分類不同級別的服務請求,,有效降低了隱私數(shù)據(jù)的泄露,。
更強的環(huán)境感知
得益于終端設備與邊緣服務器的相鄰特性,邊緣計算技術可以通過少量的信令來獲取感知用戶的實時信息(如行為,、位置,、周邊環(huán)境),并為用戶提供專屬的情景服務(如路線規(guī)劃,、商品推薦),。
更高的效能
終端設備可以將計算密集型業(yè)務協(xié)調(diào)至邊緣服務器上進行處理,,在減輕本地計算負載的同時,顯著降低網(wǎng)絡空口上的數(shù)據(jù)傳輸能耗,。
通過簡單介紹,,相信大家對邊緣計算有了一定的了解,。
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