边缘计算的驱动因素与优势

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1、边缘计算的驱动因素与优势第226号白皮书版本0作者StevenCarlini摘要时至今日，互联网时代的人们越来越倾向于浏览带宽密集型的内容以及数量众多的可穿戴设备。与此同时，移动通信网络和数据网络正在一致性地聚焦于云计算架构。为支持当前以及未来的需求，计算能力和存储设备将部署到网络边缘，用以减少数据传输时间，提高可用性。借助边缘计算，我们能够使带宽密集型内容和对延迟敏感的各种应用更加靠近用户或数据源。本白皮书中，我们将阐述驱动边缘计算的各种因素，并全面探讨各种可用的边缘计算类型。施耐德电气旗下的白

2、皮书现收录于施耐德电气白皮书资料库由施耐德电气数据中心科研中心发表DCSC@Schneider-Electric.com边缘计算的驱动因素与优势定义边缘计算使得数据采集和控制功能、高带宽内容存储以及各种应用靠近最终用户。边缘计算部署于网络的一个逻辑节点（互联网或私有网络），成为更大的云计算架构中的一部分。边缘计算企业级应用应用服务边缘计算图1应用数据库服务物联网应用服务带有边缘设备的云计算接入和控制边缘计算基本流程图云应用服务边缘计算高带宽内容本白皮书中，我们要讨论三种主要的边缘计算的应用：1.作

3、为内容分发网络一部分，是带宽密集型内容的本地存储和交付提供商。2.作为接入和控制节点，是从本地设备收集海量信息的一种工具。3.完成复制云服务并将数据中心与公共云隔离的企业级应用和过程工具。但在我们讨论应用和解决方案之前，需要明确联网技术和互联网是如何工作的。互联网“东西向”数据传输工作原理数据源被转换为数据包，通过IP（互联网协议）网络协议在网络进行传输。由另一个BGP（边界网关协议）协议处理互联网路由。互联网设计的初衷是确保在大规模停电时系统仍可以照常运行，绕开发生问题的路径。BGP不会考虑数据

4、路由的时机选择，仅关注两个试图通信网络之间的中继站数量。这些中继站可能会非常拥挤；但是，也可以选择物理距离很长、中继站少的路线，而不是选择距离短、中继站数量多的路线。图2中显示了美国许多长距离的中继站。1BGP在可靠性方面表现优异，也是互联网赖以构建的基础技术，但它在延迟（延时、抖动和图像冻结）方面表现并不尽如人意。图2美国网络中继站地图1http://conferences.sigcomm.org/sigcomm/2015/pdf/papers/p565.pdf施耐德电气–数据中心科研中心版本0

5、2边缘计算的驱动因素与优势“南北向”数据传输如图3所示，从典型的云数据中心网络的内部到外部，数据从物理服务器接口，传输至机柜顶端交换机或行级交换机。从每个机柜顶端的交换机开始，数据流经过汇聚交换机，通过路由协议将数据引入至核心交换机，即数据中心的主要输入和输出端口。每个交换机都参与数据传输，可视为一个网络中继站，因此都可能发生相关的数据降速或存在网络拥挤。如果任何网络层出现超载（比如带宽规模不足以支撑峰值输出），在这些超负荷运行期间，就有可能出现进一步的速度减缓现象。核心交换机图3汇聚交换机数据中

6、心网络机柜顶置式交换机应用1：延迟是指从数据包开始传输到数据包到达目的地（对于单向传输）及到数据包返回（对于双向传输）之间的时间差。尽管大多数数据仅为单向传播，但这种情况下几乎难以测量。因此，从单点高带宽内容的双向往返时间往往是最常见的延迟测量对象。双向延迟时间一般指标少于100毫秒，最佳的是分发少于25毫秒。带宽指的是网络上数据的传输速度。联网设备的最高传输速度通常由设备生产商提供。不过，在既定网络中实际获得的传输速度往往低于峰值速率。过度延迟会造成流量拥堵，导致数据传输时无法达到网络的最大容量

7、。延迟对于网络带宽的影响可能是暂时性的（持续几秒钟），类似一个交通信号灯，也可能是持续性的，就像车辆通过单车道的桥梁。网络拥堵的最大可能性来自于高带宽视频内容。从图4中可以看出，视频点播、4K电视和视频流是增长最快的需要高带宽的应用场2。按应用分类的的宽带需求视频点播4K电视P2P/比特流）上载生产/公用事业图4Mbps上网浏览高带宽应用的增长网上交易下载远程访问在网络繁忙期间社交媒体提交的宽带需求（游戏平均数据传输/共享视频流通信2ACGResearch公司《Thevalueofcontenta

8、ttheedge》，2015年，第4页施耐德电气–数据中心科研中心版本03边缘计算的驱动因素与优势为缓解网络拥堵，改善当前乃至未来的高带宽内容的传输效果，服务提供商正在着力将大量计算机连接入网。更近地为用户提供所需要的内容缓存。通过在多台服务器上的内容复制，并按就近原则将内容提供给用户，服务提供商可以迅速向海量用户分发内容。计算机对内容进行缓存，正是边缘计算的一个实例（例5）。图5内容分发网络（CDN）简化图应用2：未来各种各样的事物（城市、农业、汽车、医疗等）“智能化”所需要的技