邊緣計(jì)算強(qiáng)調(diào)的是邊緣。如果說(shuō)云計(jì)算意味著要將所有的數(shù)據(jù)都匯總到后端的數(shù)據(jù)中心處理,那么邊緣計(jì)算則是在靠近物或數(shù)據(jù)源頭的網(wǎng)絡(luò)邊緣側(cè)實(shí)現(xiàn)邊緣智能。正是基于這一特性,邊緣計(jì)算能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)的高頻交互、實(shí)時(shí)傳輸,因此有望在物聯(lián)網(wǎng)和人工智能時(shí)代大放異彩。相關(guān)預(yù)測(cè)顯示,到2020年將有超過(guò)500億的終端與設(shè)備聯(lián)網(wǎng),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、處理與儲(chǔ)存。
隨著物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算的發(fā)展,邊緣計(jì)算正在興起。邊緣計(jì)算源于工業(yè)領(lǐng)域,主要部署在終端設(shè)備或者網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)上,旨在幫助工業(yè)生產(chǎn)中的設(shè)備,在數(shù)據(jù)不上傳云端的情況下,也能夠具有近端的決策控制力。隨著邊緣計(jì)算熱度不斷升溫,邊緣計(jì)算和霧計(jì)算的差別,邊緣計(jì)算如何分層部署等現(xiàn)實(shí)問(wèn)題,成為業(yè)界關(guān)注的觀點(diǎn)。
邊緣計(jì)算≠霧計(jì)算
如果留意“邊緣計(jì)算”,就會(huì)發(fā)現(xiàn)它有個(gè)兄弟,叫“霧計(jì)算”。大多數(shù)發(fā)表的文章,對(duì)這兩個(gè)詞的解釋是差不多的:它們都是相對(duì)于“云計(jì)算”而言的,在網(wǎng)絡(luò)邊緣,更接近原生數(shù)據(jù)(物理感知)的地方進(jìn)行的計(jì)算。
此前,我們看到的大多數(shù)互聯(lián)網(wǎng)信息處理模式,都是“端-管-云”的模式。在應(yīng)用的現(xiàn)場(chǎng),“端”只負(fù)責(zé)收集數(shù)據(jù)、執(zhí)行指令,而“云”負(fù)責(zé)所有的數(shù)據(jù)分析和控制邏輯功能。“邊緣計(jì)算”或者“霧計(jì)算”,就是將部分?jǐn)?shù)據(jù)分析和控制邏輯功能,放到應(yīng)用場(chǎng)景的附近來(lái)實(shí)現(xiàn),因而也有一個(gè)很形象的叫法——“貼地計(jì)算”。
雖然,整體上“邊緣計(jì)算”和“霧計(jì)算”的概念差不多,但其實(shí)還是有差別的。
“邊緣計(jì)算”源自工業(yè)領(lǐng)域,主要部署在終端設(shè)備或網(wǎng)絡(luò)接入點(diǎn)上。目前已經(jīng)普遍存在于工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)(嵌入式物聯(lián)網(wǎng))應(yīng)用、制造業(yè)、零售、ATM機(jī)、智能手機(jī)和虛擬/混合現(xiàn)實(shí)等領(lǐng)域。邊緣計(jì)算使得工業(yè)生產(chǎn)中的設(shè)備,無(wú)需云計(jì)算的幫助,也能具有近端的決策控制能力。
“霧計(jì)算”(Fog Computing),脫殼于“云計(jì)算”,是指將云計(jì)算的(部分)功能,部署在網(wǎng)絡(luò)邊緣的設(shè)備中,局部的集中化計(jì)算。它其實(shí)是云計(jì)算(Cloud Computing)的延伸概念,由思科于2011年提出。
由此可見,“邊緣計(jì)算”和“霧計(jì)算”確實(shí)還是有一些差異的。邊緣計(jì)算主要是在“端”中,這個(gè)端是指電子終端設(shè)備或傳感器;而霧計(jì)算還是在“云”中,部署在一定區(qū)域內(nèi)的數(shù)據(jù)集中站點(diǎn)上。用一個(gè)智慧家庭的(WiFi)網(wǎng)絡(luò)來(lái)舉例,一個(gè)App在手機(jī)內(nèi)進(jìn)行的脫網(wǎng)計(jì)算就是邊緣計(jì)算,而家庭智能盒子(智能WiFi網(wǎng)關(guān))則是霧計(jì)算的主體。
盡管兩者有所差別,東亞服務(wù)器 臺(tái)灣服務(wù)器,但目前有一些文章并沒(méi)有嚴(yán)格區(qū)分二者。事實(shí)上,由于物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)場(chǎng)景廣泛,應(yīng)用在“端”和“網(wǎng)關(guān)”上的計(jì)算都會(huì)有所涉及。所以,既然它們都是相對(duì)于“云計(jì)算”而言的,那么也就沒(méi)有必要區(qū)分部署的位置(生產(chǎn)設(shè)備、傳感設(shè)備、網(wǎng)關(guān)/服務(wù)器),一般情況下都以“邊緣計(jì)算”為表述。
智能分層部署
“邊緣計(jì)算”和“霧計(jì)算”的差異,給我們以啟示:物聯(lián)網(wǎng)中的計(jì)算能力,具有分層部署的特征。這個(gè)特征,不同于互聯(lián)網(wǎng)中的云計(jì)算部署模式,可以從兩個(gè)維度來(lái)討論。
參考物聯(lián)網(wǎng)的邊緣架構(gòu)模型
邊緣計(jì)算聯(lián)盟ECC針對(duì)邊緣計(jì)算,定義了四個(gè)領(lǐng)域:設(shè)備域(感知與控制層)、網(wǎng)絡(luò)域(連接和網(wǎng)絡(luò)層)、數(shù)據(jù)域(存儲(chǔ)和服務(wù)層)、應(yīng)用域(業(yè)務(wù)和智能層)。這四個(gè)“層域”就是邊緣計(jì)算的計(jì)算對(duì)象。
設(shè)備域:邊緣計(jì)算在這一層,可以對(duì)感知的信息直接進(jìn)行計(jì)算處理。比如在視頻采集、音頻采集中直接部署智能鑒別的能力;又或者像手機(jī)一樣,新加坡云主機(jī) 香港云主機(jī),能夠由語(yǔ)音輸入直接轉(zhuǎn)換成文字輸出。
網(wǎng)絡(luò)域:通過(guò)部署計(jì)算能力,實(shí)現(xiàn)各網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的自動(dòng)轉(zhuǎn)換,對(duì)數(shù)據(jù)格式進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理。要解決物理網(wǎng)中數(shù)據(jù)異構(gòu)的問(wèn)題,就需要在網(wǎng)絡(luò)域中部署邊緣計(jì)算,以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)格式的標(biāo)準(zhǔn)化和數(shù)據(jù)傳遞的標(biāo)準(zhǔn)化(例如將所有的感知數(shù)據(jù)都換算成MQTT類型數(shù)據(jù),并通過(guò)HTTP方式傳遞)。同時(shí),網(wǎng)絡(luò)域的邊緣計(jì)算,還能對(duì)“融合網(wǎng)絡(luò)”進(jìn)行智能化管理,實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的冗余,保證網(wǎng)絡(luò)的安全,并可進(jìn)一步參與網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化工作。
數(shù)據(jù)域:邊緣計(jì)算,使得數(shù)據(jù)管理更智能、存儲(chǔ)方式更靈活。首先,邊緣計(jì)算可以對(duì)數(shù)據(jù)的完整性和一致性進(jìn)行分析,并進(jìn)行數(shù)據(jù)清洗工作,消滅系統(tǒng)中的“臟”數(shù)據(jù)。其次,邊緣計(jì)算可以對(duì)計(jì)算和存儲(chǔ)能力以及系統(tǒng)負(fù)載進(jìn)行動(dòng)態(tài)地部署。最后,邊緣計(jì)算還能和云端計(jì)算保持高效協(xié)同、合理分擔(dān)運(yùn)算任務(wù)。