插圖:安迪Wolber/TechRepublic
在核心，邊緣計算和云計算之間的主要區(qū)別歸結為一個概念:網絡連接約束。如果互聯(lián)網連接能在任何地方持續(xù)可用，并且數據可以立即傳輸而沒有任何延遲，那么就不需要邊緣計算解決方案了。但是，由于網絡連接既不是恒定的也不是無所不在的，且?guī)捄脱舆t都是有限的，因此出現(xiàn)了邊緣計算解決方案來解決這些問題。云計算通過云計算，互聯(lián)網連接可以讓用戶遠程利用處理能力和數據。在大多數情況下，用戶可以認為處理能力和存儲是無限的，即使計算能力實際上受到有限數量的數據中心的限制。需要更強大的處理能力?啟動更多的服務器。想要保留更多照片、文件或其他數據？提供更大的存儲限制。從21世紀初開始，可靠的互聯(lián)網連接和云計算的興起幾乎同步發(fā)生。隨著時間的推移，傳輸數據的類型也發(fā)生了變化，逐漸從專注于文本和壓縮圖像演變?yōu)橐纛l和直播視頻。對于企業(yè)而言，這意味著以前的現(xiàn)場文件服務器可能會轉移到云端。云計算公司通常提供的可靠性和冗余級別很容易超過大多數IT部門所能提供的。云應用程序為更多的組織帶來了強大的功能和簡單的管理。如，更新的責任從員工管理員轉移到云供應商。例如，當Google推出更改時，GoogleDocs中會出現(xiàn)新功能，無需管理員進行操作。由于以云為中心的計算機比大多數以服務器為中心的傳統(tǒng)系統(tǒng)更易于管理、維護和保護，因此許多學校系統(tǒng)長期受到資源限制，因此改用Chromebook。邊緣計算兩個細分市場——大型互動網站提供商和流媒體服務——首次暗示了可能需要一種截然不同的計算架構。具體來說，這些公司意識到數據傳輸到個人客戶計算機需要時間。內容交付網絡提供商開始將數據中心移到更靠近消費者的地方(圖A)。
圖A:安迪Wolber/TechRepublic。通過云計算，設備依靠互聯(lián)網連接遠程訪問計算能力和存儲。作為邊緣計算的早期步驟，內容分發(fā)網絡開始將數據中心放置在更靠近用戶設備的地方。例如，當流媒體源是芝加哥的數據中心而不是洛杉磯的數據中心時，在密歇根流媒體觀看電影的人可能會體驗到較低的延遲。如今，供應商將“邊緣”一詞應用于各種規(guī)模的小型數據中心，但所有這些都試圖解決由距離引起的延遲的網絡連接約束。隨著互聯(lián)家庭技術的部署，出現(xiàn)了另一類邊緣計算。用戶希望智能鎖、安全攝像頭和各種環(huán)境傳感器即使在Wi-Fi中斷、電纜被切斷或手機網絡暫時停止工作時也能正常工作。最終，供應商開始構建使用各種標準進行通信的系統(tǒng)，如藍牙、Zigbee和Matter。同樣，在工業(yè)環(huán)境中，機器可能需要在沒有可靠網絡的環(huán)境中運行。由于幾乎所有這些智能家居和工業(yè)設備通常都位于一個站點，因此它們解決的網絡連接限制是暫時缺乏連接。然而，在陸地、空中和海上移動車輛是迄今為止最具挑戰(zhàn)性的邊緣計算任務。不僅自動化汽車、飛機和輪船需要在沒有持續(xù)互聯(lián)網連接的地方運行(圖B)，而且它們的移動速度往往沒有足夠的時間來依賴遠程計算，即使連接了。換句話說，當自動駕駛汽車從附近的云數據中心收到關于道路危險的回復時，汽車可能已經遇到了危險。圖B:安迪Wolber/TechRepublic。相對固定的邊緣設備，如智能鎖和工業(yè)機器人，可以在沒有互聯(lián)網連接的情況下工作。然而，對于在空中、陸地或海上移動的邊緣設備來說，自主操作可能是必不可少的。這類車輛的定期連接仍然至關重要。例如，汽車和卡車可以從更新的地圖中受益，以顯示道路、道路施工和當前的交通狀況。無人機和自動駕駛船只依靠天氣數據來識別潛在的湍流天空或海洋。管理這些設備的人員可能會想要卸載數據，不僅是為了評估和提高性能，還為了檢索車輛各種儀器獲取的圖像和其他信息。允許這種自主操作和間歇性網絡連接的邊緣系統(tǒng)存在幾組挑戰(zhàn)，截至2022年底，這些挑戰(zhàn)尚未完全解決。總結云計算使得在任何有可靠互聯(lián)網連接的地方利用計算能力和存儲成為可能。邊緣計算將處理和存儲從這些云數據中心轉移到獨立于恒定連接的計算設備上。
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