前沿資訊!邊緣計(jì)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(fù)興使人類社會(huì)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(dòng)著移動(dòng)通信系統(tǒng)的一步步演進(jìn)，從一開始的“人聯(lián)”到“物聯(lián)”，然后邁向“萬物智聯(lián)”。邊緣計(jì)算與邊緣智能接踵而至，為“萬物智聯(lián)”提供解決方案，被學(xué)術(shù)界和工業(yè)界一致視為是實(shí)現(xiàn)下一代移動(dòng)通信系統(tǒng)的兩項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)。
【資料圖】
這期，就和文檔君一起了解一下，什么是邊緣計(jì)算吧。
邊緣計(jì)算旨在將云計(jì)算平臺(tái)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(jì)算服務(wù)。
邊緣智能以邊緣計(jì)算平臺(tái)為依托，將人工智能的學(xué)習(xí)和推理能力嵌入網(wǎng)絡(luò)邊緣，從而實(shí)現(xiàn)通信、計(jì)算和學(xué)習(xí)的深度融合。
為什么要邊緣計(jì)算呢，那文檔君就不得不現(xiàn)談?wù)勊睦洗蟾?—— 云計(jì)算。
千禧年后，云計(jì)算（Cloud Computing）—— 一種新興的計(jì)算范式快速崛起并蓬勃發(fā)展。云計(jì)算屬于分布式計(jì)算的一種，其通過網(wǎng)絡(luò)云將龐大的數(shù)據(jù)計(jì)算分解成許多小的部分，分發(fā)給多部服務(wù)器處理和分析，最后返回結(jié)果。
云計(jì)算技術(shù)在全球范圍的大規(guī)模部署應(yīng)用，為社會(huì)的工作方式和商業(yè)模式帶來了巨大的改變，同時(shí)使其也面臨著巨大的技術(shù)挑戰(zhàn)。
據(jù)國際數(shù)據(jù)公司（IDC）預(yù)測，到 2025 年全球?qū)⒂?800 億臺(tái)終端設(shè)備接入到互聯(lián)網(wǎng)，移動(dòng)數(shù)據(jù)流量將高達(dá) 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(jì)算系統(tǒng)帶來了極大的負(fù)載，易造成核心網(wǎng)擁塞。
云計(jì)算系統(tǒng)中，終端設(shè)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(luò)相連。將終端設(shè)備的數(shù)據(jù)上傳至云端會(huì)引起很長的傳播時(shí)延，難以滿足 5G 的毫秒級(jí)時(shí)延需求。
在 IoT 和 5G 愿景的推動(dòng)下，一種全新的計(jì)算范式 —— 邊緣計(jì)算應(yīng)運(yùn)而生。通過在網(wǎng)絡(luò)邊緣側(cè)為用戶 IT 服務(wù)和云計(jì)算功能，邊緣計(jì)算技術(shù)能夠有效地降低網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營和服務(wù)交付的時(shí)延，并提供更好的用戶體驗(yàn)。邊緣計(jì)算被視為是實(shí)現(xiàn) 5G 通信與計(jì)算融合的一項(xiàng)關(guān)鍵使能技術(shù)，已被納入 3GPP。
通過邊緣計(jì)算的發(fā)展歷程，我們能看到邊緣計(jì)算技術(shù)已經(jīng)過了“萌芽”、“定義”階段，現(xiàn)在正蓬勃發(fā)展中。
邊緣計(jì)算系統(tǒng)由終端設(shè)備（如終端用戶、客戶端、服務(wù)訂閱者等）和邊緣服務(wù)器共同組成，其中邊緣服務(wù)器是電信運(yùn)營商在無線接入點(diǎn)上部署的小型數(shù)據(jù)中心。終端設(shè)備與邊緣服務(wù)器位于同一個(gè) RAN 內(nèi)，并通過無線鏈路進(jìn)行信息交互。同時(shí)，邊緣服務(wù)器通過網(wǎng)關(guān)和骨干網(wǎng)連接到位于云端的大型數(shù)據(jù)中心。
結(jié)合網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化（Network Functions Virtualization，NFV）、信息中心網(wǎng)絡(luò)（Information Centric Networking，ICN）和軟件定義網(wǎng)絡(luò)（Software Defined Networks，SDN）三項(xiàng)技術(shù)，邊緣計(jì)算可以在虛擬化平臺(tái)上完成部署。
NFV 創(chuàng)建多個(gè)虛擬機(jī)來同時(shí)處理多項(xiàng)業(yè)務(wù)或執(zhí)行多種網(wǎng)絡(luò)功能，從而為多個(gè)終端設(shè)備提供彈性的計(jì)算服務(wù)。
ICN 提供了一種端到端的服務(wù)識(shí)別模式，將以主機(jī)為中心轉(zhuǎn)換為以信息為中心，從而實(shí)現(xiàn)基于內(nèi)容感知的計(jì)算功能。
SDN 將網(wǎng)絡(luò)資源抽象到虛擬化平臺(tái)上，由網(wǎng)絡(luò)管理員進(jìn)行統(tǒng)籌規(guī)劃，進(jìn)而構(gòu)建可擴(kuò)展和動(dòng)態(tài)化的計(jì)算環(huán)境。
更低的時(shí)延
端到端時(shí)延主要由三部分組成：傳播時(shí)延、傳輸時(shí)延和計(jì)算時(shí)延。邊緣計(jì)算技術(shù)可以在 RAN 的邊緣側(cè)為終端設(shè)備提供計(jì)算服務(wù)，業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)無需跨越網(wǎng)關(guān)和骨干網(wǎng)，從而大大提高了系統(tǒng)的響應(yīng)速度。
| 邊緣計(jì)算 | 云計(jì)算 | 比較結(jié)果 | |
|---|---|---|---|
| 傳播時(shí)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(luò)服務(wù)器可相距幾十上百公里甚至是橫跨大洲大洋 | 邊緣計(jì)算的傳播時(shí)延遠(yuǎn)小于云計(jì)算 |
| 傳輸時(shí)延 | 任務(wù)通信范圍限制在網(wǎng)絡(luò)邊緣 | 終端設(shè)備上傳任務(wù)至云中心網(wǎng)絡(luò)需要跨越多個(gè)網(wǎng)絡(luò)層級(jí)。流量控制、路由數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)、其他網(wǎng)絡(luò)管理操作將造成較大的傳輸時(shí)延 | 邊緣計(jì)算的傳輸時(shí)延小于云計(jì)算 |
| 計(jì)算時(shí)延 | 服務(wù)范圍小，總終端少 | 服務(wù)范圍大，總終端多 | 單個(gè)用戶得到的計(jì)算資源，二者相差無幾 |
更高的用戶隱私保護(hù)
與云計(jì)算相比，邊緣計(jì)算系統(tǒng)可以更好地保護(hù)用戶隱私并提供更加安全的服務(wù)。
云計(jì)算平臺(tái)通過遠(yuǎn)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(shí)容易引發(fā)大規(guī)模的數(shù)據(jù)泄露、丟失問題。邊緣計(jì)算技術(shù)實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的分布式處理與存儲(chǔ)，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(wù)器中，可以由企業(yè)管理員進(jìn)行數(shù)據(jù)管理授權(quán)、訪問控制并且分類不同級(jí)別的服務(wù)請求，有效降低了隱私數(shù)據(jù)的泄露。
更強(qiáng)的環(huán)境感知
得益于終端設(shè)備與邊緣服務(wù)器的相鄰特性，邊緣計(jì)算技術(shù)可以通過少量的信令來獲取感知用戶的實(shí)時(shí)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(wù)（如路線規(guī)劃、商品推薦）。
更高的效能
終端設(shè)備可以將計(jì)算密集型業(yè)務(wù)協(xié)調(diào)至邊緣服務(wù)器上進(jìn)行處理，在減輕本地計(jì)算負(fù)載的同時(shí)，顯著降低網(wǎng)絡(luò)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(jì)算有了一定的了解。下期文檔君將和大家談?wù)勥吘壷悄堋?/p>
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