前沿資訊!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。
【資料圖】
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，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 年全球將有 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。下期文檔君將和大家談談邊緣智能。
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