边缘计算是什么,和云计算的区别是什么

边缘计算是什么,和云计算的区别是什么,第1张

边缘计算”的概念本身并不是一个“新鲜词”。早在2003年,CDN服务商Akamai就与IBM合作推出了最早的“边缘计算”。如果以时间维度看,从亚马逊在2006年推出AWS看作是云计算的起点开始,那么它要比云计算被提出的时间更更加的早。
不过,过去很多年的时间由于技术和应用场景等各种原因,边缘计算一直没有获得太多的关注,直到5G时代的到来,才让一直处在“很边缘”的边缘计算得到了全新的发展良机。
云计算是通过使计算分布在大量的分布式计算机上,而非本地计算机或远程服务器中,企业数据中心的运行将与互联网更相似。这使得企业能够将资源切换到需要的应用上,根据需求访问计算机和存储系统。
云计算vs边缘计算
云计算的不足
随着边缘计算的兴起,在太多场景中需要计算庞大的数据并且得到即时反馈。这些场景开始暴露出云计算的不足,主要有以下几点:大数据的传输问题:据估计,到2020 年,每人每天平均将产生 15GB 的数据。随着越来越多的设备连接到互联网并生成数据,以中心服务器为节点的云计算可能会遇到带宽瓶颈。数据处理的即时性:据统计,无人驾驶汽车每秒产生约 1GB 数据,波音 787 每秒产生的数据超过 5GB;2020 年我国数据储存量达到约 39ZB,其中约 30% 的数据来自于物联网设备的接入。海量数据的即时处理可能会使云计算力不从心。隐私及能耗的问题:云计算将身体可穿戴、医疗、工业制造等设备采集的隐私数据传输到数据中心的路径比较长,容易导致数据丢失或者信息泄露等风险;数据中心的高负载导致的高能耗也是数据中心管理规划的核心问题。
边缘计算的优势和发展
边缘计算的发展前景广阔,被称为“人工智能的最后一公里”,但它还在发展初期,有许多问题需要解决,如:框架的选用,通讯设备和协议的规范,终端设备的标识,更低延迟的需求等。随着 IPv6 及 5G 技术的普及,其中的一些问题将被解决,虽然这是一段不小的历程。相较于云计算,边缘计算有以下这些优势。
优势一:更多的节点来负载流量,使得数据传输速度更快。
优势二:更靠近终端设备,传输更安全,数据处理更即时。
优势三:更分散的节点相比云计算故障所产生的影响更小,还解决了设备散热问题。
两者既有区别,又互相配合上文讲了云计算的缺点以及边缘计算的优点,那么是不是意味着在未来,边缘计算更胜云计算一筹呢?其实不然!云计算是人和计算设备的互动,而边缘计算则属于设备与设备之间的互动,最后再间接服务于人。边缘计算可以处理大量的即时数据,而云计算最后可以访问这些即时数据的历史或者处理结果并做汇总分析。

边缘计算有许多的应用场景,概括起来主要有以下十点,应用一:改进医疗设备性能和数据管理
在医疗场景下,边缘计算主要帮助医疗保健体系的IT基础架构,具体来说,是防止医疗设备管理的应用程序发生延迟。在边缘计算的支持下,无需构建集中的数据中心,可对关键数据进行本地化,在安全性、响应速度和有效性上有更佳表现。
应用二:本地零售的实时数据分析
边缘计算的主要目的,是让运算尽可能接近数据源。在零售场景中,以往企业都是将各分支的数据汇总到中心位置进行分析,再进行决策和行动。而通过边缘计算,零售店铺可以在本地就进行数据处理和优化,这样组织的行动反馈就能更快更及时。
应用三:让虚拟现实更生动
在技术支持下,本地设备可以大大提升用户的参与程度,用户也可以有更生动、更即时的增强现实体验。在这个前提下,越来越多的企业将进行转型。
应用四:加速数据分析
在这一场景下,通过本地计算能力,在数据分析早期就引入较高智能水平的运算。这样可以使得数据更为清晰,从而加快企业的分析和决策速度。在云计算场景中,运算对智能化和精准度的要求较低,主要是在后期应用中使用,故而分析数据需要花费更多时间。
应用五:智能制造
其实边缘计算在智能制造方面属于基础层面的构架。在生产车间采进行“近实时”分析,可以提升运营效率,并增加边际效益从而提高利润。此外,通过边缘计算系统来收集数据、制造智能化工具过程中,可以及时识别异常情况,尽量避免产线停顿。
应用六:消除过剩数据
传统的云计算架构不可避免地会导致多余数据堆积在云存储里,比如物联网的感应数据等。这些数据大多都是无用的,对企业来说花费成本区储存这项数据基本上是没有必要的。边缘计算可以做到只向云端传输有效数据,让流程更为优化。
应用七:让安保系统响应更快速
对于那些建有庞大又复杂的安保系统的企业来说,边缘计算非常实用,它可以有效筛选出关键信息防止带宽的浪费。举例来说,动作捕捉摄像机如具备运算能力,就可以只上传有价值的信息。
应用八:现实数据收集
在零售环境下,物联网、数字标签、IP光纤都是实现边缘计算的基础配置。未来我们的业务将依赖规模在万亿级别的数据挖掘和集成。边缘计算通过本地设备和传感器,协同云端一起收集现实数据,能够做到这个量级的数据聚合。
应用九:降低运营成本减少存储需求
在边缘计算加成下,收集到的数据无需在本地和中央服务器之间穿梭,就可以让本地设备知道要执行哪个功能。这样就可以节省运营成本和存储设备的投入了。
应用十:让诊断与治疗更有针对性
这虽然也是医疗场景的应用,但这里的边缘计算更专注提升病患的康复体验。医疗物联网设备在边缘计算应用下,可以更快更早地检测出病人的异常健康数据。这就可以让医生的诊断措施和医疗干预来得更及时。此外,随着可穿戴系统的普及,存储设备及传感器的成本也会不断下降。在边缘计算技术的帮助下,看病就医将从“被动治疗”转变为AI辅助下的实时的、预测性的保健式医疗。

边缘保护对象是指网络边缘上的一些关键设备、系统或应用程序,它们是网络安全的重要组成部分。这些设备、系统或应用程序通常是暴露在公共网络中的,容易受到各种网络攻击的威胁,因此需要进行特殊的安全保护措施,以确保网络的安全性和可靠性。
边缘保护对象通常包括防火墙、入侵检测系统、虚拟专用网络等,它们可以起到限制网络攻击的范围、检测网络攻击的行为和保护网络通信的加密等作用。在现代网络中,由于网络攻击的种类和数量越来越多,边缘保护对象的作用越来越重要,其安全性和可靠性也成为网络安全的重要保障。
总之,边缘保护对象是指网络边缘上的关键设备、系统或应用程序,它们需要进行特殊的安全保护措施,以确保网络的安全性和可靠性。在网络安全中,边缘保护对象是非常重要的组成部分,需要得到足够的重视和关注。

边缘计算行业主要上市公司:目前国内边缘计算行业的上市公司主要有阿里巴巴(BABA),中国移动(00941HK),腾讯(TCTZF),中国电信(00728HK),百度(BIDU),中国联通(600050),华为(HUAW),中国广电(SH600831)等。

本文核心数据:国内数据规模、边缘计算市场规模、国内移动互联网流量规模、新型信息技术场景、边缘数据中心发展瓶颈

1、国内数据量呈指数级增长

数据量及计算量呈指数爆发,带动边缘数据中心规模不断扩张。预计2030年中国数据原生产业规模将占整个经济总量的15%,数据的总体规模超过4YB,占全球数据总量的30%。依靠企业传统数据存储及处理设备已完全不足以支撑日益庞大的数据生产、价值挖掘需求,而且企业对数据处理的时效性、安全性要求也越来越高,构建边缘数据中心成为数据爆发的必然要求。

2、边缘计算业务爆发式增长

边缘计算业务的爆发式增长,直接推动了作为边缘云服务物理基础设施的IDC需求持续增加。2018年我国边缘计算市场规模达77
亿元,同比增长552%,前瞻初步预计2021年市场规模达296亿元,同比上年增长644%。由于边缘计算服务按需共享的软硬件资源和信息主要存储在边缘数据中心,边缘计算市场规模增加势必提升边缘数据中心需求。

3、移动终端设备和网络流量持续激增

移动终端设备和互联网流量持续高速增长及产业互联网应用逐渐深入落地,推动边缘数据中心流量保持高速增长。消费互联网方面,随着短视频、直播、游戏等应用的爆发,移动互联网流量呈现指数级增长。2019年移动互联网流量接入达1220亿GB,同比增长716%,移动互联网DOU达78
GB/月/户,为2018年的169倍。

产业互联网方面,越来越多企业将数据存储由本地设备迁至边缘云服务器,海量数据在边缘复制、存储、传输及分析应用,企业上云及大数据推动企业数据流量呈爆发式增长。并且随着5G全面铺开商用,数据流量将持续爆发,加快驱动边缘数据中心的发展。

4、新兴信息技术场景迅速涌现

边缘数据中心是为支撑更低延迟的5G新业务开展而生。由于5G所支持的终端密度非常大,其带来的数据量也会非常惊人。通过边缘数据中心,把云数据中心的IT资源迁移到靠近用户侧,将更加靠近此类数据,方便数据的处理。

同时5G、车联网、CDN、AR/VR等新兴技术的逐步落地,加速了新兴技术在各传统领域中的推广应用,促使新业务形态产生,有效地推动了边缘数据中心的产业发展。例如,在交通领域中与5G、物联网技术融合发展,促进智能驾驶汽车业务规模化发展;在医疗领域中与5G、AR/VR技术融合发展,促使远程医疗(包括远程手术、远程监护等)业务规模化发展。

边缘数据中心产业蓬勃发展的同时也存在部分问题。边缘数据中心规模虽小,但数量多,总量巨大而且物理位置极其分散,这势必将对我国数据中心行业造成巨大影响。我国基础运营商、IDC服务商、设备厂商等纷纷开始布局,但在其技术研究及推广应用过程中面临诸多问题。

以上数据参考前瞻产业研究院《中国5G产业发展前景预测与产业链投资机会分析报告》。

通俗讲解边缘计算
随着物联网越来越火,同时伴随着物联网而来的,就是各种概念和各种技术,其中一个就是边缘计算,当然还有雾计算。其实边缘计算和雾计算都差不多,雾计算只是和云计算是相对的。只是叫边缘计算呢,比较高大上吧。
下面我们要通俗地讲一讲边缘计算。

为什么要通俗的讲呢,怕如果不通俗,你听不明白。新的东西在出来的时候,往往是需要一个接纳和理解的过程。就像以前互联网刚出来的时候,很多人都不知道互联网,于是就得慢慢科普,让大家慢慢接受和理解呀。谁现在还解释什么是互联网呀。

而边缘计算也有一段时间了,只是随着物联网的发展,边缘计算的概念也开始流行起来。我们先看一段非通俗的介绍边缘计算的概念:
边缘计算,是一种分散式运算的架构。在这种架构下,将应用程序、数据资料与服务的运算,由网络中心节点,移往网络逻辑上的边缘节点来处理。

或者说,边缘运算将原本完全由中心节点处理大型服务加以分解,切割成更小与更容易管理的部分,分散到边缘节点去处理。

边缘节点更接近于用户终端装置,可以加快资料的处理与传送速度,减少延迟。
以上是我从网络文章摘抄的一段对于边缘计算的解释。整个解释基本都是专业术语,搞工控的你,看完这段话,你来告诉我什么是边缘计算。

作为一名参与研发产品边缘计算的程序员,我决定写一篇文章来通俗讲解一下这个边缘计算。
首先,我要举一个不太恰当的例子。

比如有一款APP,用户在使用这款APP的时候,就会收集用户的信息,比如收集这个用户的年龄,性别,手机号,地址位置,搜索记录等等信息,而收集这些信息主要是更好地分析这个用户的行为和感兴趣的东西,比如车,房子,书,美食等什么感兴趣。然后更为准确地为其投放内容及广告。

    这个是很常见的一个功能,但是就是这样一个功能,怎么和边缘计算挂钩呢。

在边缘计算之前,就是云计算了。

如果是使用云计算,这款APP的行为是这样的:

    APP收集到信息后,把所有的基本信息,上传到服务器中,然后由服务器来执行算法,计算和识别出用户的兴趣爱好,甚至可能推算出这个用户的消费能力。然后服务器就可以根据这个推算出来的结果,为用户投放其感兴趣的内容和广告。

如果是使用边缘计算,这款APP的行为就是这样:

    APP收集了信息后,不上传到服务器中。然后由APP自己计算和识别出这个用户的兴趣和爱好,也可以推算出这个用户的消费能力,也就是服务器的计算功能,直接由APP来完成。然后服务器只需要问一下APP,哪个用户是有可能是年薪百万的,哪个用户是单身的。APP只需要告诉服务器说,这个一路向东用户很帅,而且还单身,喜欢旅游,写诗,可以为其投放相亲美女内容。

就这样,整个过程并没有服务器参与计算,服务器也没有参与收集信息。因为这个信息在APP本身收集和计算,并没有进行上传,所以也没有涉及信息收集。

而,这就是边缘计算。

也就是以前由服务器作计算的部分,现在改由信息采集的设备直接计算了,再把计算的结果,直接输出到服务器中。服务器只要结果,并不需要过程的数据。
下面我们就以回答问题的形式来通俗的聊一聊这个边缘计算吧。

所以,什么是边缘计算呢。

边缘计算,说白了,就是(服务器)云计算懒得算了,就这点数据,你在数据采集的时候,顺便自己算得了,什么都丢到服务器来算,很累的。于是,边缘计算就这么来了。
那么,工控领域行业中使用到边缘计算的都有哪呢

这个就太多了。随着很多PLC,控制器和触摸屏等都开始接入到物联网中,每个设备需要采集的信息不一样,有温度,湿度,产量,生产数据,运行状态等。而不同行业的参数指标,性能数据都不一样,这很难在服务器通过云计算来形成一套标准,这使得PLC,控制器等,都会用到边缘计算。
为什么以前的DTU,或者物联模块等不流行边缘计算,现在开始流行了呢。

因为现在的IoT使用的模块或者芯片的处理能力也越来越高,资源也比较丰富,随着一些芯片成本的下降,以及开发模式的简化,使得一些芯片或模块在处理基本的数据采集功能后,仍存在资源过剩及功能利用率低的情况,也就是一个100%的芯片或模块,你只使用了10%的来采集数据,那还有90%你可以用来作计算
那么,使用边缘计算的优势在哪里呢。

1 可以使得设备的支持数量提升几个数量级。

   比如一个服务器有10000点血。而接入一个设备,就要消耗1点血,如果再对这个设备进行数据分析,需要消耗9点血。也就是接入并计算一个设备就需要10点血。那么这个服务器最多只能接入1000个设备就挂了。

   如果服务器只负责接入设备,不进行计算和分析,那么接入一个设备,消耗1点血,由设备自己进行数据计算和分析,再输出结果。这时候服务器就可以接入10000个设备了。

  没有使用边缘计算,服务器可以接1000个设备。

  如果使用了边缘计算,服务器可以接10000个设备。提升了一个数量级。而对于一些复杂的设备,特别是一些工厂,现场作业等需要数据量多的,如果使用了边缘计算来给服务器节省空间和资源,这个优势更能体现出来了。

2 让计算变得更为灵活和可控

   前面说到,接入设备的服务器很难做到统一的计算分析标准,因为物联网可是一个万物接入的网络,每一个设备采集的数据不一样。如果使用了边缘计算,就可以单独针对每一个设备进行相应的计算和分析。当然,如果相同的设备或者相同参数的,可以进行复制使用同一套计算标准或算法。如果将计算脚本开放出来给用户,用户就可以自定义去添加自己的计算公式和行为。
边缘计算的模式和拓扑结构是什么样的呢。
比如要在一套数据采集系统里,以一个云服务器为中心,移动客户端,PC客户端或第三方接口等接入到云服务器获取数据,而数据采集方呢,由数据采集模块来连接到云服务中。

    数据采集模块可以采集PLC,变频器,智能仪表等,将数据上传到云服务器中,由服务器进行数据分析和计算,然后PC或移动客户端,第三方接口就可以获取数据分析的结果。但是这种情况下,随着设备的接入越来越多,云服务器的负担也会越来越重,而且接入的PLC,控制器等的种类也越来越多,原来的云服务数据计算模式难以满足越来越复杂的应用。这时候边缘计算就应运而生了。

    在原拓扑结构不变的情况,可无缝引入边缘计算。在数据采集模块端开放边缘计算功能,将复杂的计算,策略,规则等,由数据采集模块进行运算,得到输出结果后,只需要将结果上传到云服务中。再由PC客户端,移动客户端及第三方接口从云服务获取。

    比如数据采集模块需要采集一个电表,电表能采集的数据有电流,电压,偏偏没有功率。当然现在的电表采集不到功率很少了,只是举例。

    那怎么办呢,偏偏客户很想看到功率。那在没有边缘计算的时候,为了要看到功率,只好在云服务里,增加一定的计算规则,将采集到的电流和电压通过计算得到功率。如果有1000个电表,云服务器就要对这1000个电表进行计算。这就增加了云服务器的工作量和负担了。

    如果有了边缘计算,那么在数据采集模块,就可以添加计算功能,直接将采集的电流和电压通过计算得到功率,只需要把功率上传给服务器就可以了。这样,即便有50000个电表,云服务也毫无计算压力,因为它并不需要计算。
    这就是通俗的讲一讲边缘计算。


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