What is edge computing?
資訊技術,每天都在改變我們生活的方方面面。在這方面,邊緣運算是一種新的運算範例,除了物聯網(IoT)、機器學習(ML)和大數據分析之外,邊緣運算預計將成為這一變化的一部分。
邊緣運算旨在將運算從遙遠的雲端環境,移至網路邊緣。因此,「智慧」應用無需將數據一直發送到雲端中,而無需等待結果返回很長一段路。
Mahadev Satyanarayanan 被認為是 Edge Computing 之父,他在其文章中解釋了 Edge Computing 的誕生。因此,行動設備的資源限制要求資源豐富的平台,來代表這些設備處理數據並執行運算。雲端運算作為此問題的一種解決方案出現了,它為行動應用的運算需求,提供了明顯更好的資源(例如,處理、暫存和儲存資源)。
但是,在遙遠的雲端環境中,收集所有運算資源開始,導致對延遲敏感和頻寬不足的應用產生問題。根本原因是,數據包必須經過由 Internet 服務供應商(ISP)管理,運行在不同層上的多個路由器。所有這些路由器都顯示對延遲敏感的應用,所面臨的往返時間(RTT)有所增加。
除此之外,由於 ISP 和網路條件的影響,端到端路由路徑延遲會非常動態地變化(Medianova R&D Center 向 IEEE ISNCC 2019 提出了關於此問題的研究論文)。此外,由於預計將有數十億物聯網設備生成數據,並將數據傳輸到雲端環境,因此不可避免地會面臨頻寬瓶頸。
因此,遙遠的雲端環境不能成為對延遲敏感,且需要大量頻寬的應用的解決方案。邊緣運算誕生於此問題的解決方案,它將雲端資源帶到了網路的邊緣,因此應用不會遭受高 RTT 和頻寬瓶頸的困擾。在邊緣運算中,我們將運算邏輯移至數據,而不是數據移至運算邏輯。
下圖顯示了我們從雲端運算轉移到邊緣運算,其中邊緣運算有望為對延遲敏感的應用,帶來巨大的延遲增加。
從雲端運算轉移到邊緣運算
在將運算資源從雲行動到邊緣的概念中,出現了 cloudlet,霧和行動邊緣運算技術。在這方面,行動邊緣運算有望將運算資源帶到蜂窩網路的基地台。
因此,無線接入網(RAN)中的蜂窩設備,可以輕鬆地將運算和儲存作業,卸載到行動邊緣運算節點。霧運算有望透過霧節點,將運算資源帶到地理區域,這些霧節點可以是路由器、交換機、接入點、物聯網 Gateway 和機上盒。
Cloudlet 運算是指運算範例,其中延遲敏感和運算密集型應用,在位於局域網內的伺服器上運行。在方框中可以將它們稱為數據中心,它可以為邊緣運算使用者,提供小規模的數據中心資源。
邊緣運算可以使多種應用受益。在這些人工智慧模型中,可以將增強實境應用、影像分析、物聯網、位置服務和數據暫存作為主要應用。文獻中也提出了許多研究作為邊緣運算案例。
在這方面,提出了智慧交通燈和智慧風電場,緊急警報服務、跌倒檢測、智慧停車和車輛網路中的車道變換作為霧運算應用。行動邊緣運算案例,以主動暫存網站內容和使用容器進行資源虛擬化的形式呈現。
在雲端運算方面,在車輛視訊遊戲、道路和交通狀況監控上,建議對眾包數據進行預先處理,並在邊緣進行影像分析。作為使用邊緣運算功能提供即時分析服務的通用邊緣運解決方案,也已提出。
為了創建一個具有用於邊緣運算應用的標準化,和開放機制的生態系統,許多標準化組織,財團和倡議已經聯合起來。 IETF、ETSI,開放邊緣運算計劃,工業網路聯盟和 OpenFog 聯盟可被視為此類嘗試的案例。
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