云、邊、端協(xié)同:邊緣計算打開了更大的想象空間

恒生技術(shù)之眼
嚴佳棟
IDC預(yù)估,2020全年有500億個設(shè)備連接到網(wǎng)絡(luò),傳統(tǒng)云計算架構(gòu)無法滿足這種爆發(fā)式的海量數(shù)據(jù)計算需求,將云計算的能力下沉到邊緣側(cè)、設(shè)備側(cè),并通過中心進行統(tǒng)一交付、運維、管控,將是重要發(fā)展趨勢;預(yù)計超過40%的數(shù)據(jù)將在網(wǎng)絡(luò)邊緣側(cè)進行分析、處理與存儲,這為邊緣計算的發(fā)展帶來了充分的場景和想象空間。

互聯(lián)網(wǎng)的前二十年是消費互聯(lián)網(wǎng)的天下,在這期間,云計算從最初的新興概念逐漸成為成熟應(yīng)用,以銳不可當(dāng)之勢飛速發(fā)展。當(dāng)歷史的車輪駛?cè)?1世紀20年代,消費互聯(lián)網(wǎng)呈現(xiàn)飽和態(tài)勢,產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)成為下一個20年的焦點,很多企業(yè)都將“云”作為轉(zhuǎn)型的抓手。云計算堪稱是基礎(chǔ)設(shè)施的基礎(chǔ)設(shè)施,不只是計算的中心化,也是技術(shù)資源的中心化,AI、大數(shù)據(jù)、IoT等技術(shù)落地到各行各業(yè)都需要通過云計算。然而,當(dāng)面對海量數(shù)據(jù)計算、新興計算場景、小數(shù)據(jù)實時處理等方面的挑戰(zhàn),云計算存在一些發(fā)展瓶頸,需要新技術(shù)來突破。

邊緣計算的誕生:與云計算分工協(xié)作

隨著萬物互聯(lián)時代到來,計算需求出現(xiàn)爆發(fā)式增長。IDC預(yù)估,2020全年有500億個設(shè)備連接到網(wǎng)絡(luò),傳統(tǒng)云計算架構(gòu)無法滿足這種爆發(fā)式的海量數(shù)據(jù)計算需求,將云計算的能力下沉到邊緣側(cè)、設(shè)備側(cè),并通過中心進行統(tǒng)一交付、運維、管控,將是重要發(fā)展趨勢;預(yù)計超過40%的數(shù)據(jù)將在網(wǎng)絡(luò)邊緣側(cè)進行分析、處理與存儲,這為邊緣計算的發(fā)展帶來了充分的場景和想象空間。

邊緣計算,是指在靠近物或數(shù)據(jù)源頭的一側(cè),采用網(wǎng)絡(luò)、計算、存儲、應(yīng)用核心能力為一體的開放平臺,就近提供最近端服務(wù),核心理念是將數(shù)據(jù)的存儲、傳輸、計算和安全交給邊緣節(jié)點來處理,其應(yīng)用程序在邊緣側(cè)發(fā)起,可以產(chǎn)生更快的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)響應(yīng),滿足各行業(yè)在實時業(yè)務(wù)、應(yīng)用智能、安全與隱私保護等方面的需求。

按功能角色來看,邊緣計算主要分為“云、邊、端”三個部分:“云”是傳統(tǒng)云計算的中心節(jié)點,是邊緣計算的管控端;“邊”是云計算的邊緣側(cè),分為基礎(chǔ)設(shè)施邊緣(Infrastructure Edge)和設(shè)備邊緣(Device Edge);“端”是終端設(shè)備,如手機、智能家電、各類傳感器、攝像頭等。隨著云計算能力從中心下沉到邊緣,邊緣計算將推動形成“云、邊、端”一體化的協(xié)同計算體系。

可以說,邊緣計算是云計算的延伸,兩者各有其特點:云計算能夠把握全局,處理大量數(shù)據(jù)并進行深入分析,在商業(yè)決策等非實時數(shù)據(jù)處理場景發(fā)揮著重要作用;邊緣計算側(cè)重于局部,能夠更好地在小規(guī)模、實時的智能分析中發(fā)揮作用,如滿足局部企業(yè)的實時需求。因此,在智能應(yīng)用中,云計算更適合大規(guī)模數(shù)據(jù)的集中處理,而邊緣計算可以用于小規(guī)模的智能分析和本地服務(wù)。邊緣計算與云計算相輔相成、協(xié)調(diào)發(fā)展,這將在更大程度上助力行業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型。

邊緣計算的優(yōu)勢與應(yīng)用場景

雖然邊緣計算目前主要關(guān)注的是在制造、零售等特定行業(yè)中嵌入式物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)提供的離線或分布式能力,但隨著邊緣被賦予越來越成熟和專業(yè)的計算資源及越來越多的數(shù)據(jù)存儲,未來邊緣計算或許將成為主流部署。具體來看,邊緣計算的優(yōu)勢及相應(yīng)的應(yīng)用場景主要有以下幾點:

數(shù)據(jù)處理與分析的快速、實時性

邊緣計算距離數(shù)據(jù)源更近,數(shù)據(jù)存儲和計算任務(wù)可以在邊緣計算節(jié)點上進行,更加貼近用戶,減少了中間數(shù)據(jù)傳輸?shù)倪^程,從而提高數(shù)據(jù)傳輸性能,保證實時處理,減少延遲時間,為用戶提供更好的智能服務(wù)。在自動駕駛、智能制造等位置感知領(lǐng)域,快速反饋尤為重要,邊緣計算可以為用戶提供實時性更高的服務(wù)。邊緣計算的實時性優(yōu)勢對于“預(yù)測性維護”也有重要價值,有助于通過分析設(shè)備實時監(jiān)測數(shù)據(jù),預(yù)測設(shè)備可能出現(xiàn)的故障,提出故障原因和解決方案,使維護更加智能化。

安全性

由于邊緣計算只負責(zé)自己范圍內(nèi)的任務(wù),數(shù)據(jù)的處理基于本地,不需要上傳到云端,避免了網(wǎng)絡(luò)傳輸過程帶來的風(fēng)險,因此數(shù)據(jù)的安全可以得到保證。一旦數(shù)據(jù)受到攻擊,只會影響本地數(shù)據(jù),而不是所有數(shù)據(jù)。學(xué)術(shù)界對邊緣計算在安全監(jiān)視領(lǐng)域中的應(yīng)用持比較樂觀的態(tài)度,安全監(jiān)視在實時性、安全性等方面都有較高的要求,必須及時發(fā)現(xiàn)危險并發(fā)出警報?;谶吘売嬎愕膱D像處理在實時性要求高、網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量無法保證、涉及隱私的場景中,可以提供更好的服務(wù),例如可監(jiān)視銀行金庫等場景的越過警戒線、徘徊等行為。

低成本、低能耗、低帶寬成本

由于數(shù)據(jù)處理不需要上傳到云計算中心,邊緣計算不需要使用太多的網(wǎng)絡(luò)帶寬,隨著網(wǎng)絡(luò)帶寬的負荷降低,智能設(shè)備的能源消耗在網(wǎng)絡(luò)的邊緣將大大減少。因此,邊緣計算可以助力企業(yè)降低本地設(shè)備處理數(shù)據(jù)的成本與能耗,同時提高計算效率。隨著云計算、大數(shù)據(jù)、人工智能等技術(shù)發(fā)展,網(wǎng)絡(luò)直播與短視頻發(fā)展迅猛,在金融領(lǐng)域的應(yīng)用也越來越多。在有限的帶寬資源面前,可以利用邊緣計算來降低成本,例如當(dāng)用戶發(fā)出視頻播放請求時,視頻資源可以實現(xiàn)從本地加載的效果,在節(jié)省帶寬的同時,也能夠提高用戶體驗質(zhì)量,降低延時。

5G、邊緣計算、分布式云協(xié)同發(fā)展

5G的商業(yè)化推進為邊緣計算發(fā)展帶來了機遇。網(wǎng)絡(luò)切片技術(shù)是5G的特點之一,簡單來說就是將一個物理網(wǎng)絡(luò)切割成多個虛擬的網(wǎng)絡(luò)切片,每個虛擬網(wǎng)絡(luò)切片具備不同的功能特點,可以面向低延時、大容量等不同的需求進行服務(wù)。為了實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)切片,網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化(NFV)是先決條件,虛擬化后,終端接入的部分就是邊緣云(Edge Cloud),而核心網(wǎng)部分則是核心云(Core Cloud)。因此,邊緣計算的發(fā)展與5G密切相關(guān)。

同時,5G催生的海量邊緣連接場景,也驅(qū)動著分布式云的發(fā)展。分布式云指將集中式的公有云服務(wù)分布到不同的物理位置,能夠為具有低延遲、降低數(shù)據(jù)成本需求和數(shù)據(jù)駐留要求的企業(yè)級解決方案提供更加靈活的環(huán)境,根據(jù)部署位置的不同、基礎(chǔ)設(shè)施規(guī)模的大小、服務(wù)能力的強弱等要素,分布式云一般包含中心云、區(qū)域云和邊緣云三個業(yè)務(wù)形態(tài)。Gartner認為,所有分布式云的實例都是邊緣計算的實例,但并非所有邊緣計算實例都是分布式云,因為邊緣的很多應(yīng)用都涉及公有云提供商。

金融領(lǐng)域有很多對實時性、安全性較高的場景,5G、邊緣計算、分布式云的協(xié)同發(fā)展能夠帶來更多的可能性。例如針對金融業(yè)務(wù)特點,在智能客服、實時決策等人工智能場景,可以在人工智能+邊緣計算的基礎(chǔ)上,構(gòu)建云邊端三體協(xié)同和分布式架構(gòu);對于數(shù)據(jù)智能的實現(xiàn),可以在云端配置超級大腦,在邊緣和終端部署多個智能體,通過邊緣計算降低數(shù)據(jù)生產(chǎn)與決策之間的延遲。

當(dāng)下不論是在學(xué)界還是業(yè)界,邊緣計算都已成為熱點。從新的技術(shù)趨勢中,我們已然能夠感知未來可能會發(fā)生的變化。未來,恒生公司也將進一步去探索、推動包括邊緣計算在內(nèi)的更多新興技術(shù)落地,助力金融領(lǐng)域服務(wù)創(chuàng)新與變革。

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