物聯網-邊緣計算的七種定義及邊緣計算與云計算、霧計算的區別
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編輯: 羅達輝
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由于行業、技術背景等不同,邊緣計算在不同人眼里是有一定差異的。本文會先看看不同專家是如何定義邊緣的,然后介紹邊緣計算處理的數據的特點,最后對比下邊緣計算與云計算、霧計算的區別。
首發:物聯網前沿技術觀察
一、概述
邊緣計算是一個分布式計算的范式,正如云計算也是一個分布式計算的范式。
由于行業、技術背景等不同,邊緣計算在不同人眼里是有一定差異的。我們先來看看不同專家是如何定義邊緣的,然后介紹邊緣計算處理的數據的特點,最后對比下邊緣計算與云計算、霧計算的區別。

Edge Computing: A Primer p6

二、邊緣計算的不同定義
定義一
ETSI MEC ISG標準委員會的董事Alex Reznik,給了一個寬泛的定義:任何不是傳統數據中心的都可以成為某個人的邊緣節點。
Alex Reznik, Chair of the ETSI MEC ISG standards committee, has a broad definition, "anything that’s not a traditional data center could be the ‘edge’ to somebody."
這個定義有點高深抽象,過于寬泛,感覺等于啥也沒說。
定義二
The State of the Edge report將定義限定為靠近最后一英里網絡的服務器。
The State of the Edge report concentrates on servers "in close proximity to the last mile network."
根據這個定義,貼近終端用戶的服務器設備都算。比如靠近企業的微數據中心、基站內部署的容器化的邊緣計算服務器等、CDN服務器、貼近游戲用戶的游戲加速服務器等。
定義三
Gamelet論文定義邊緣節點是距離移動端用戶一到兩個hop,能夠滿足實時游戲的響應時間約束。
Gamelet paper defines 'the edge node is mostly one or two hops away from the mobile client to meet the response time constraints for real-time games'.
Gamelet系統基本上是一個分布式micro-cloud系統,像計算密集的任務如游戲模擬和渲染都卸載到Gamelet邊緣計算節點,這些節點距離移動端用戶只有幾跳。
這個定義,是從游戲的延遲響應的角度來看的。例如微軟的xCloud就可以歸為這一類。
定義四
Philip Laidler,認為邊緣計算是在用戶端設備(CPE, Costumer Premise Equipment)上運行的工作負載。也有些人根據面向的用戶類型,分別稱之為用戶端邊緣計算、企業端邊緣計算或設備端邊緣計算。
Philip Laidler believes "edge compute includes workloads running on customer premises." Some call this the customer, enterprise or device edge
這個定義還不錯,覆蓋了用戶、企業和物聯網設備的各種場景。
用戶端邊緣計算:游戲加速、互聯網CDN、MEC。
企業端邊緣計算:邊緣層視頻監控分析、邊緣層視頻會議加速、邊緣層機器學習。
設備端邊緣計算:物聯網邊緣計算、車聯網等。
定義五
邊緣計算另外一個內涵更為窄的定義是:包括任何類型的計算機程序,通過更貼近請求側來交付低延遲。
Another, more inclusive way to define "edge computing" is to include any type of computer program delivers low latency nearer to the requests.
這個定義只關注了低延遲,范圍太窄,把邊緣層機器學習、車聯網V2X之類排除在外。CDN、游戲加速、物聯網實時流處理都符合這個定義。
定義六
Karim Arabi,在IEEE DAC 2014 Keynote中,以及2015年的MIT的MTL Seminar的受邀演講中,寬泛的定義邊緣計算為云之外的在網絡的邊緣側的所有計算,更具體的定義是云之外的需要實時數據處理的應用程序。
Karim Arabi, in an IEEE DAC 2014 Keynote and subsequently in an invited talk at MIT's MTL Seminar in 2015 defined Edge Computing broadly as all computing outside Cloud happening at the Edge of the network and more specifically in applications where real-time processing of data is required.
在他的定義中,關注的是實時性。云計算處理的時大數據,而邊緣計算處理的是Instant Data,傳感器或用戶產生的實時數據。
In his definition, Cloud Computing operates on “Big Data” while Edge Computing operates on “Instant Data” that is real-time data generated by sensors or users.
根據這個定義,游戲仿真渲染加速、傳感器數據實時處理、車聯網都屬于這個范疇。
游戲處理的Instant Data就是游戲渲染數據、游戲仿真數據。
傳感器的實時數據,就是各種物聯網傳感器的數據。
車聯網的實時數據,V2X的數據。
定義七
在Edge Computing: A Primer一書中,邊緣計算的定義是任何在數據源和云數據中心之間的計算和網絡資源。
Here we define “Edge” as any computing and network resources along the path between data sources and cloud data centers. For example, a smartphone is an edge between body things and cloud, a gateway in a smart home is the edge between home things and cloud, a Micro Data Center (MDC) and a Cloudlet is the edge between a mobile device and cloud.
這個定義把數據源和云之間的所有設備都看成邊緣計算設備。例如智能手機是body things和云之間的邊緣計算設備,智能家居的網關是home things和云之間的邊緣計算設備,微數據中心MDC和Cloudlet是移動設備和云之間的邊緣計算設備。
二、邊緣計算的數據的特點
大數據的特點是3V。Velocity(速度)、Variety(多樣)、Volume(容量)
速度分為:實時、近實時、周期性、批處理、離線
多樣分為:Things、Web/視頻/社交、文本/音頻/照片、數據庫、表格
容量分為:ZB、EB、PB、TB、GB
下圖為Edge Computing: A Primer一書中的云計算和邊緣計算的3V的雷達圖對比。其中,紅色為云計算,綠色為邊緣計算。
為什么圖中邊緣計算的Volume比云計算大?
因為未來邊緣計算節點多了后,就會有大量數據在現場處理。

三、邊緣計算的關鍵字
根據這些定義,我們可以提煉出邊緣計算的重要的關鍵字特點。
EdgeCloudthingLow latencyReal-TimeContainerStreamingOffloadingHybrid cloud edge environmentLast Mile Networkclose proximity
四、邊緣計算和云計算的區別
我們知道了邊緣計算的定義的內涵,還需要知道邊緣計算與其他概念的區別。
我們先說說邊緣計算和它上頭的大Boss云計算的區別,然后再說下和思科2014年提出的霧計算概念的區別。
從數據的生產和消費的角度來看,云計算和邊緣計算的區別
云計算應用場景下,云端是數據的生產者,而用戶和終端設備,是數據的消費者。例如,智能手機對于Youtube云計算是消費者。
邊緣計算應用場景下,用戶和終端設備,是數據的生產者。云端是數據的消費者。例如物聯網傳感器數據通過邊緣計算上傳到云端進行消費。
邊緣計算和云計算的對比
下表為Edge Computing From Hype to Reality書中的邊緣計算和云計算的對比。分別從計算能力、分布模式、應用程序特點、通信開銷、移動端支持、管理方式、部署方式、用戶設備和網絡訪問類型九個方面進行了對比。
量級的邊緣計算設備五、邊緣計算和霧計算的區別
邊緣計算和霧計算都是用來處理數據的,它們的區別不像邊緣計算和云計算那么清晰。
在很多場合,邊緣計算和霧計算的概念甚至可以互相替換。它倆的區別,有點像下面這兩個雙胞胎美女:

那怎么來區分呢ヽ(゜Q。)ノ?
它倆的關鍵區別,在于數據處理的位置。
邊緣計算中,數據是在貼近設備側處理的。比如傳感器的數據通過串口傳輸到直連的網關內,進行分析處理。
霧計算中,數據處理是在局域網中或連在局域網上的硬件進行處理的。因此,霧計算的數據是在局域網的網關或者霧計算節點上進行的。
邊緣計算的計算靠近數據源。邊緣計算更關注于物,而霧計算更關注于現場的網絡基礎設施。
簡而言之,邊緣計算將智能放在設備側,而霧計算是放在局域網內。
六、邊緣計算的優點
低延遲,提高響應速度
在本地進行實時數據處理
更低的運維成本,因為數據量分散到不同節點
更低的網絡流量,因為傳輸的數據更少
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