Эта статья в основном начинается сВведение в концепцию технологии граничных вычислений, история развития технологии граничных вычислений, зачем нужна технология граничных вычислений, сравнение технологии граничных вычислений и облачных технологий, принцип работы технологии граничных вычислений, типичные применения технологии граничных вычисленийВведение в другие аспектыпериферийные Расчетная технология. Если вас интересуют технологии сетевых коммуникаций, добро пожаловать, чтобы сосредоточиться на Официальный аккаунт: Перевозчики кирпичей в сфере связи！

1. Введение в концепцию технологии периферийных вычислений.

Периферийные вычисления — это парадигма распределенных вычислений, которая размещает приложения для хранения и обработки данных на «границе» сети, а не полностью полагается на централизованные облачные центры обработки данных. «Грань» здесь может относиться к любому месту, где генерируются данные, или близкому к источнику генерации данных, например, мобильным устройствам, устройствам IoT, шлюзам, небольшим центрам обработки данных и т. д.

Цель периферийных вычислений — снизить задержку, потребление полосы пропускания и нагрузку на облачные центры, одновременно повышая конфиденциальность и безопасность данных.

Как показано на рисунке выше, показаны характеристики и преимущества периферийных вычислений:

низкая задержка：потому чтоданныеобрабатывается локально илисеть Маргинальное поведение,Может значительно сократить задержку передачи данных,Это крайне важно для приложений, требующих реагирования в режиме реального времени, таких как автономное вождение, промышленное управление и т. д.

Экономьте пропускную способность：Нет необходимости включать вседанные Все передается в облако для обработки.,периферийные вычисления могут передавать только необходимые данные или обрабатывать результаты,Тем самым уменьшая нагрузку на полосу пропускания.

Улучшение конфиденциальности и безопасности：потому чтоданные Обрабатывать локально,Снижен риск передачи конфиденциальных данных по сети.,Помогает защитить конфиденциальность и безопасность пользователей.

Лучшая масштабируемость и гибкость：периферийные Вычисления могут поддерживать крупномасштабные подключения устройств и обработку данных, обеспечивая при этом гибкое развертывание вычислительных ресурсов в зависимости от конкретных потребностей.

Уменьшите нагрузку на облачный центр：Путем перемещения некоторых вычислительных задач из облака на периферию,Может оптимизировать распределение облачных ресурсов,Повысьте общую эффективность облачных сервисов.

2. Введение в историю развития технологий периферийных вычислений.

История развития периферийных вычислений представляет собой процесс от зарождения концепции до зрелости технологии и масштаба рынка. Его можно условно разделить на следующие основные этапы:

1. Раннее открытие и разработка концепции

• 1990-е: периферийные Истоки вычислений можно отнести к этому периоду, когда Akamai запустила сеть доставки контента (CDN), которая установила узлы передачи рядом с конечными пользователями. Эти узлы могли хранить кэшированный статический контент, такой как изображения и видео. расчет Ранняя практическая попытка.
• 1998: Концепция сети распространения контента (CDN), предложенная Akamai.,Отмечает первые практические попытки периферийных вычислений.,Эта технология работает путем кэширования данных на границе сети. задержки передачи данных。
• 2009: Была предложена концепция Cloudlet.,Определен как надежный и богатый ресурсами вычислительный хост.,Дальнейшее продвижение периферийных Развитие вычислений. Концепция Cloudlet предлагает двухуровневую архитектуру, включающую облачные вычислительная инфраструктура и облачные вычисления, состоящие из распределенных облачных элементов, которые составляют основу современных периферийных Расчет обеспечивает теоретическую основу.

2. Предложение концепции туманных вычислений

• 2012: Исследователи из Калифорнийского университета в Беркли впервые предложили «туманные вычисления» (Fog Computing). Computing), выдвигая вычислительные ресурсы на периферию для обработки больших объемов данных, поступающих от устройств IoT, и обеспечивая услуги по задержке заявок. Концепция туманных вычислений содержит множество периферийных вычислительные концепции, такие как чисто распределенные системы, одноранговые или гибридные системы и т. д.

3. Уточнение концепции периферийных вычислений

• 2013: Тихоокеанская северо-западная национальная лаборатория США впервые предложила «периферийные» во внутреннем отчете. вычисления”(Edge Computing) — термин, обозначающий периферийные на вычисления стало влиять фокус как независимая область на。
• 2015: Cisco четко предложила «периферийные Концепция «вычисления» подчеркивает размещение вычислительных мощностей и ресурсов хранения как можно ближе к источникам данных и терминальным устройствам, чтобы уменьшить задержки передачи данных и перегрузку сетей, а также предоставить интеллектуальные услуги. В том же году Европейский институт телекоммуникационных стандартов (ETSI) выпустила мобильные периферийные Учитывая официальный документ, создание OpenFog Alliance, эти события очень важны для периферийных Расчеты играют важную роль в разработке технических стандартов и развитии отрасли.

4. Быстрое развитие технологий и промышленности.

• 2017Год：Китайпериферийные Промышленный альянс вычислений и Китайское общество автоматизации периферийные расчет Учреждение специального комитета знаменует собой начало периферийных вычислительная технология получила широкое признание в промышленности и научных кругах Китая.
• 2018Год后：периферийные Расчеты вступили в новый этап стабильного развития. Сотрудничество между CNCF Foundation и Eclipse Foundation выведет Kubernetes на облачные платформы. широко используемые вычислительные технологии, внедренные в Интернет вещей и периферийные вычисленияв сцене。
• 2020: Глубокий Проект от Vision задержка процессора AI, критическая для производительности периферийных устройств в реальном времени вычислительное приложение открывает новые горизонты.
• 2021: Включая China Telecom、Чайна Юником、Леново、Байду Облако、Тенсент Облако、Несколько подразделений, в том числе ByteDance и Intel, совместно выпустили «периферийные вычисления»+Технический документ», маркировка периферийные вычислительная технология созрела и продемонстрировала перспективы своего применения во многих отраслях.

5. Внедрение технологий 5G и пан-IoT.

• С ускоренным продвижением и интеграцией 5Gсеть,Периферийные вычисления предъявляют жесткие требования для сценариев с большим трафиком, меньшей задержкой и более высокой производительностью.,Особенно в интерактивных прямых эфирах、Распространение видеоконтентасеть(VCDN)、Мониторинг безопасности и другие области начали широко внедряться.
• Интернет транспортных средств、Облачные игры、Промышленный Интернет、Смарт Сценарии применения, такие как «Парк» и «умная логистика», также быстро развиваются.,Дальнейшее продвижение периферийных учет развития рынка.
• периферийные Развитие вычислений опирается не только на поддержку базовых коммуникационных технологий, технологий искусственного интеллекта (ИИ) и технологий больших данных, но и на интеллектуальных периферийных технологиях. Вычисление стало важной частью сочетания технологий искусственного интеллекта и 5G, что имеет ключевое значение для раскрытия ценности данных в большом количестве сценариев применения.

3. Зачем нужны технологии периферийных вычислений

Причину необходимости в периферийных вычислениях можно в основном объяснить быстрым ростом Интернета вещей (IoT) и потребностей в обработке данных в реальном времени, а также ограничениями традиционной модели облачных вычислений в решении этих проблем.

Как показано на рисунке выше, показана архитектура платформы периферийных вычислений Qiniu Cloud в отрасли. Мы будем использовать это в качестве модели, чтобы объяснить, почему необходимы периферийные облачные вычисления:

1. Массовый рост устройств Интернета вещей：С ростом популярности технологии Интернета вещей,Все больше и больше устройств подключаются к сети,Эти устройства производят большие объемы данных. Это предсказано,В ближайшие несколько лет количество подключенных устройств резко возрастет.,Это приведет к резкому увеличению объема данных.
2. Потребности в обработке данных в реальном времени：Множество сценариев применения Интернета вещей,Такие как автономное вождение, телемедицина, промышленный контроль и т. д.,Все они имеют чрезвычайно высокие требования к обработке данных в реальном времени. Традиционная модель облачных вычислений требует передачи данных в удаленный центр обработки данных для обработки.,Это приводит к значительной задержке,Он не может удовлетворить требования этих приложений в режиме реального времени.
3. Проблемы с пропускной способностью сети и задержкой：все будутданные Все передается в облако для обработки.会占用大量的сетьпропускная способность,и может вызвать заторы и задержки. Особенно в средах с нестабильными условиями или ограниченной пропускной способностью.,Эта проблема еще более заметна.
4. Соображения конфиденциальности и безопасности：будет чувствительнымданные Загрузка в облако может увеличитьсяданныериск утечки。периферийные вычисленияпозволятьданныелокально илисеть Маргинальное поведениеиметь дело с,Уменьшено расстояние и время передачи данных по сети.,Тем самым снижается риск утечки данных.
5. Оптимизировать использование ресурсов：Объединив задачи расчета иданные Хранилище распределяется по периферийным устройствам,Может снизить нагрузку на облачный дата-центр,Оптимизировать использование ресурсы. в то же время,Edge-устройства обычно находятся ближе к источнику,Может быстрее реагировать на изменения данных,Повышение эффективности обработки.
6. Поддержка автономной работы：在某些应用в сцене,Например, в отдаленных районах или недоступных средах.,периферийные Вычисление может помочь устройству продолжить работу и обработку данных без подключения к сети.
7. Сократите затраты и повысьте эффективность：Хотяпериферийные Вычисление требует дополнительных инвестиций в аппаратное и программное обеспечение, но в долгосрочной перспективе оно может снизить стоимость передачи и хранения данных, поскольку меньше данных необходимо загружать в облако. Также от Оптимизировать использование ресурсов и повышения эффективности обработки, это также может снизить общие эксплуатационные расходы.

Периферийные вычисления — это эффективное средство решения таких проблем, как массовый рост количества устройств Интернета вещей, требования к обработке данных в реальном времени, проблемы с пропускной способностью сети и задержками, вопросы конфиденциальности и безопасности, оптимизированное использование ресурсов и снижение затрат. Это повышает производительность, надежность и гибкость системы в реальном времени за счет переноса задач обработки и анализа данных из облака на периферию сети.

4. Сравнение технологии периферийных вычислений и технологии облачных вычислений.

Технология периферийных вычислений и технология облачных вычислений — это две разные модели вычислений, которые существенно различаются во многих аспектах. Вот подробное сравнение двух технологий:

1. Определение и основные понятия

• Периферийные вычисления: периферийные вычисления — это технология, которая перемещает вычислительные ресурсы, ресурсы хранения и мощность обработки данных из центра сети на ее периферию. Он выполняет обработку и анализ рядом с источником или непосредственно на конечном устройстве.,к Уменьшите задержки передачи данных、Улучшите скорость ответа и уменьшите потребление полосы пропускания.
• облачные вычисления: облачные вычисления — это модель вычислений на базе Интернета.,Он предоставляет пользователям вычислительные ресурсы, ресурсы хранения и приложения в виде услуг. Пользователи могут получать доступ к этим ресурсам и использовать их через Интернет.,Обеспечьте оплату по мере использования и гибкое расширение.

2. Место и способ обработки данных

• периферийные вычисления：
  • место обработки данных: рядом с источником данных или конечным устройством.,обработка данных непосредственно на периферийном устройстве или в периферийной сети.
  • Метод обработки данных: обработка в реальном времени или почти в реальном времени.,Уменьшите задержки передачи данных,Повышение эффективности обработки.
• облачные вычисления：
  • место обработки данных: централизовано в облачном центре обработки данных,Данные пользователя передаются в облако для обработки через сеть.
  • Данные Метод обработки: Пакетная обработка,Подходит для крупномасштабного хранения и анализа.

3. Пропускная способность сети и задержка

• периферийные вычисления: за счет обработки данных, выполняемой по краям,Уменьшен объем передачи данных,Снижение зависимости от пропускной способности сети.,и значительно уменьшена задержка.
• облачные Вычисление: данные передаются в облако для обработки, что требует поддержки большей пропускной способности сети и может привести к увеличению задержки из-за условий сети.

4. Надежность и безопасность

• периферийные вычисления: путем распределения вычислительных ресурсов по периферии.,Снижение зависимости от единого центра обработки данных,Повышена надежность и отказоустойчивость системы. в то же время,Сокращение передачи данных по сети,Снижен риск утечки данных.
• облачные Расчет: если полагаться на облачный центр обработки данных, может возникнуть риск возникновения единой точки отказа. Однако поставщики облачных услуг обычно предоставляют меры безопасности высокого уровня для защиты пользователей.

5. Применимые сценарии

• периферийные вычисления: подходят для сценариев с высокими требованиями к реальному времени, ограниченной пропускной способностью или необходимостью защиты конфиденциальности.,Такие как автономное вождение, телемедицина, промышленный контроль и т. д.。
• облачные Расчет: подходит для крупномасштабного хранения данных, сложной обработки данных и сценариев развертывания приложений, таких как анализ больших данных, планирование ресурсов предприятия (ERP), управление взаимоотношениями с клиентами (CRM) и т. д.

6. Стоимость и масштабируемость

• периферийные Расчет: первоначальные инвестиции могут быть выше из-за необходимости развертывания периферийных устройств и сети. Однако с развитием технологий и масштабным применением стоимость будет постепенно снижаться. В то же время периферийные Вычисление обеспечивает возможность гибкого расширения вычислительных ресурсов в соответствии с потребностями.
• облачные Расчет: пользователи могут платить по требованию в соответствии с фактическими потребностями, сокращая первоначальные инвестиционные затраты. В то же время Платформа облачных вычислений обеспечивает мощные возможности гибкого расширения,Может быстро реагировать на изменения потребностей бизнеса.

Между технологией периферийных вычислений и технологией облачных вычислений существуют существенные различия с точки зрения места и метода обработки данных, пропускной способности сети и задержки, надежности и безопасности, применимых сценариев, стоимости и масштабируемости. В практических приложениях пользователи должны выбирать подходящие вычислительные модели, исходя из конкретных потребностей и сценариев.

5, Введение в принцип работы технологии периферийных вычислений

Архитектура периферийных вычислений, показанная на рисунке ниже, обрабатывает данные как можно ближе к конечному узлу, сохраняя данные, приложения и вычислительную мощность вдали от централизованных центров облачных вычислений.

В архитектуре периферийных вычислений — соответствующие функции и роли терминальных узлов, узлов периферийных вычислений, сетевых узлов и узлов облачных вычислений.

1. терминальный узел：Это вся архитектураданныеисточник,Состоит из различных устройств IoT. эти устройства,Такие как датчики, RFID-метки, камеры и смартфоны и т. д.,В основном отвечает за сбор исходных данных.,Например, параметры среды, изображения, видео или пользовательский ввод и т. д.,и отправить эти данные на следующий узел - узел периферийной вычислительной сети. Терминальный узел характеризуется большим количеством.,Широко распространен,Но обычно не обладает сложными вычислительными возможностями,В основном ориентирован на сбор и предварительную обработку данных.
2. узел периферийных вычислений：Эти узлы расположены по адресусетькрай,околотерминальный узел. Рационально распределяя и используя свои собственные вычислительные ресурсы и ресурсы хранения, они могут данные, переданные узлом, проходят предварительную обработку и анализ для предотвращения Узела. облачных вычислительную нагрузку и сократить задержку передачи данных. узел периферийных вычислений可к执行一些基础服务响应,Например, анализ данных в реальном времени, принятие локальных решений и т. д.,Это обеспечивает быструю обработку и обратную связь по данным.
3. сетевой узел：сетевой узел соединительный узел периферийных вычисленийи Узел облачных мост соединения. Они несут ответственность за доставку узла периферийных компьютер обработал полезные данные, загруженные на Узел облачных компьютер для более глубокого анализа и обработки. В то же время сеть узел также отвечает за приведение Узел облачных инструкции компьютера или результаты обработки передаются обратно в узел периферийных вычисленийилитерминальный узел。сетевой Стабильность и пропускная способность узла имеют решающее значение для производительности всей системы.
4. Узел облачных вычислений：Узел облачных Компьютер является ядром всей архитектуры и обладает мощными вычислительными возможностями и возможностями хранения данных. Они несут ответственность за получение узла периферийных Компьютер загружается по данным и хранится постоянно. Кроме того, Узел облачных Компьютер также отвечает за обработку этих узлов периферийных Компьютер не может выполнять задачи анализа и обработки комплексной глобальной информации. Узел облачных Компьютеры также могут динамически настраивать периферийные устройства в соответствии с распределением сетевых ресурсов. стратегии и алгоритмы развертывания уровней для оптимизации производительности и эффективности использования ресурсов всей системы.

Архитектурные преимущества:Эта архитектура разумно используетпериферийные вычисленияиоблачные Преимущества вычислений позволяют быстро обрабатывать данные, Задержка обратной связи и анализ глобальной оптимизации обеспечивают мощную поддержку различных приложений Интернета вещей.

Проектирование архитектуры развертывания

6. Типичные применения технологий периферийных вычислений

умный город

энергетическая промышленность

Электроэнергетика

Частная сеть 5G

Сценарии применения оператора

Итак, сегодняшнее знакомство с технологией периферийных облачных вычислений завершено. Спасибо за внимание. Если у вас возникли какие-либо технические ошибки или проблемы, оставьте сообщение в области комментариев ниже. Спасибо!