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物联网关键技术:边缘计算

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润洲物联   发表于 2021-5-2 12:11:55   查看: 448 帖子
物联网的许多应用实现不完全依赖于云平台,边缘计算技术可以实现物联网应用产生更快速的网络响应,满足行业应用在实时业务、应用智能、安全与隐私保护等方面的需求。

2020 年全球有超过 500 亿的终端与设备联网,超过 40% 的数据要在网络边缘侧进行分析、处理与存储,边缘计算已开始在物联网应用场景中发挥巨大的作用。

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何为边缘计算

边缘计算起源于CDN领域(内容分发网络),利用边缘节点的网络、计算、存储能力,就近为用户提供服务。与边缘计算概念类似的还有思科在2011年提出的雾计算(Fog Computing),由性能较弱、更为分散的各种功能计算机组成,与云的集中式计算不同,雾计算可以理解为一种分布式的计算架构,更接近网络边缘。


物联网关键技术:边缘计算-2.jpg

CDN系统架构


物联网系统的边缘计算,范围涵盖重点设备和边缘接入节点间,以处理实时数据为主;云端可以通过网络连接访问边缘网络存储的历史数据。边缘计算基础设施的物联网架构包括以下三个组成部分:
    云计算平台的中心节点,拥有丰富的云计算资源,是边缘计算的管控端,负责全网算力和数据的统一管理、调度和存储。 :指基础设施边缘(Infrastructure Edge),即云计算平台的边缘节点,靠近设备和数据源,拥有充足的算力和存储容量。如传统CDN网络的 CDN 边缘节点,物联网场景的设备控制中心等属于此类。 :又称设备边缘(Device Edge),主要指终端设备,如手机、汽车、智能家电、工厂设备、传感器等,是边缘计算的“最后一公里”。

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边缘计算包括终端设备、接入设备和边缘云

边缘计算的优势

边缘计算的引入为物联网应用提供了很多支持:

    统一接入:边缘云为设备提供了多种协议的接入能力,提供统一的接入框架,消除私有协议和数据模型的差异,在云端和边缘侧统一定义,减低了系统集成成本,提高设备接入效率。
  • 实时可靠:边缘计算的引入极大程度提升了实时用户体验, 降低关键通信的端到端时延,保障业务连续性及可靠性,即使与中心云的网络断开,仍然不影响应用的正常运行
  • 边缘智能:云端可以将分析模型、规则引擎下推到边缘节点,利用边缘侧的计算资源来执行数据分析和决策逻辑,以最大限度实现实时的智能响应。
  • 边缘缓存:边缘节点利用自身的存储资源实现数据缓存,利用空闲时间,将缓存数据或处理后的数据异步上传至云平台,以便云平台利用大数据处理能力进行汇聚和分析训练

边缘计算典型场景包括智能建筑、智能工厂等。在智能建筑的智能梯控系统中,边缘计算能够实现电梯故障的实时响应,传感器边缘部件要相对独立且具备计算能力,一旦出现故障,边缘侧可以独立解决;在智能工厂中,许多控制和分析将通过边缘设备实现,而无需交由云端处理,边缘计算和私有5G网络将成为工业4.0和智能制造的必备技术。
边云结合,合理分工

边缘计算和云计算两者都是大数据处理的运行方式,更准确的说法应该是,边缘计算是对云计算的一种补充和优化。边缘计算技术实现了云边资源的有效结合:边缘节点主要负责现场/终端数据的采集,按照规则或模型对数据进行初步处理与分析,最终将结果予以上报,极大降低上行链路的带宽要求。云平台提供海量数据的存储、分析与价值挖掘。
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