圖1、鄰近計(jì)算或者邊緣計(jì)算讓智能更加靠近設(shè)備

邊緣計(jì)算(Edge computing )是一種在物理上靠近數(shù)據(jù)生成的位置處理數(shù)據(jù)的方法，即事物和人所在的現(xiàn)場區(qū)域如家庭和遠(yuǎn)程辦公室內(nèi)。

圖2、物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備中通常集成具有一定計(jì)算能力的處理器

由于這些產(chǎn)生數(shù)據(jù)的事物和人通常不在云端，因此我們需要通過許多形式的在物聯(lián)網(wǎng)(IoT)解決方案架構(gòu)的邊緣處的計(jì)算來補(bǔ)充云計(jì)算。

　　圖3、節(jié)點(diǎn)與云之間有大量的數(shù)據(jù)需要傳遞

關(guān)于邊緣計(jì)算(Edge computing )的討論通常會忽略有多少類型的“邊緣”計(jì)算，而本文我們將探討邊緣計(jì)算(Edge computing )的基本驅(qū)動因素和許多類型的邊緣計(jì)算(Edge computing )。

由于邊緣計(jì)算(Edge computing )指的是接近于事物，數(shù)據(jù)和行動源頭處的計(jì)算，所以我們也可以把這種類型的數(shù)據(jù)處理使用更通用的術(shù)語來表示：鄰近計(jì)算或者接近計(jì)算(Proximity Computing)。

　　鄰近計(jì)算(Proximity Computing)的經(jīng)濟(jì)學(xué)因素

我們對周圍所發(fā)生的事件需要及時(shí)地做出響應(yīng)，以獲得良好的用戶體驗(yàn)(如當(dāng)需要“改變電視頻道”時(shí))或者避免災(zāi)難(如當(dāng)發(fā)生“煤氣泄漏”時(shí))。

　　圖3、感知，處理和行動是物聯(lián)網(wǎng)的三類事件

由于有許多這些類發(fā)生的事件，因此我們需要將這類復(fù)雜的系統(tǒng)編排為感知，處理和行動(SPA，既Sense, Process, and Act (SPA))。 SPA的成本是本地與遠(yuǎn)程處理成本，網(wǎng)絡(luò)連接成本以及遠(yuǎn)程系統(tǒng)管理成本的函數(shù)。

就物聯(lián)網(wǎng)(IoT)設(shè)備的尺寸和功率來說，鄰近計(jì)算(Proximity Computing)平衡了響應(yīng)事件的及時(shí)性與響應(yīng)事件的成本兩者之間的關(guān)系。數(shù)據(jù)傳遞的管理的法律限制進(jìn)一步推動了對鄰近計(jì)算(Proximity Computing)的需求。

　　多邊場景 - 接近計(jì)算(Proximity Computing)的類型

當(dāng)涉及到最佳鄰近計(jì)算時(shí)，有很多類型的邊緣(edges )要考慮。梳理下來它們主要有三種類型：個(gè)人邊緣(Personal Edge)，業(yè)務(wù)邊緣(Business Edge)以及云邊緣(Cloudy Edge)。這三種邊緣將SPA(Sensing-Processing-Acting)部署到不同環(huán)境中來處理一系列不同的問題，以實(shí)現(xiàn)最佳的自動響應(yīng)，例如當(dāng)您的個(gè)人汽車被盜時(shí)。

　　圖4、三種類型的邊緣

下面是每種邊緣及其發(fā)展的驅(qū)動因素。

　　1)個(gè)人邊緣(Personal Edge)

這個(gè)邊緣計(jì)算(Edge computing )圍繞著我們個(gè)人，有時(shí)就在我們的身邊，就在我們的家里;它包括家庭機(jī)器人，智能眼鏡，智能藥片，以及您皮膚下的傳感器，手表，家庭自動化系統(tǒng)，您的Amazon Echo(回聲)和智能手機(jī)。

個(gè)人邊緣(Personal Edge)總體上是移動的。當(dāng)我們在家庭和工作場所之間移動時(shí)，個(gè)人邊緣(Personal Edge)計(jì)算設(shè)備進(jìn)出于商業(yè)邊緣(Business Edge)區(qū)。

圖5、個(gè)人邊緣

隨著智能家居設(shè)備，數(shù)字健康和其他個(gè)人設(shè)備的普及，我們將在未來5年里聽到更多關(guān)于個(gè)人邊緣(Personal Edge)計(jì)算的信息。

　　2)業(yè)務(wù)邊緣(Business Edge)

這是最受關(guān)注的邊緣計(jì)算(Edge computing )類型。在業(yè)務(wù)邊緣(Business Edge)處連接的機(jī)器和人在這里匯聚。業(yè)務(wù)邊緣(Business Edge)在我們鋪有地毯的辦公室中，也可以在無地毯的領(lǐng)域，甚至在我們工作和娛樂的開放的地方。

許多物聯(lián)網(wǎng)的討論似乎假設(shè)這是唯一的邊緣，同時(shí)每個(gè)物聯(lián)網(wǎng)的討論都表達(dá)了這種邊緣計(jì)算(Edge computing )的好處。關(guān)鍵任務(wù)(Mission-critical)SPA(“感知，處理和行動”，“Sensing-Processing-Acting”))在這一領(lǐng)域尤其如工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)(Industrial IoT)領(lǐng)域中集中發(fā)展的勢頭強(qiáng)勁。

　　圖6、業(yè)務(wù)邊緣

許多供應(yīng)商正在提供這類應(yīng)用的開發(fā)環(huán)境，以幫助客戶開發(fā)邊緣應(yīng)用和分析。 Amazon Lambda Greengrass(https://aws.amazon.com/cn/lambda/)和Azure IoT Hub是此類軟件的示例。

【注1：Amazon Lambda Greengrass是Amazon的云計(jì)算服務(wù)，通過 AWS Lambda，無需配置或管理服務(wù)器即可運(yùn)行代碼。您只需按消耗的計(jì)算時(shí)間付費(fèi) – 代碼未運(yùn)行時(shí)不產(chǎn)生費(fèi)用。借助 Lambda，您幾乎可以為任何類型的應(yīng)用程序或后端服務(wù)運(yùn)行代碼，而且全部無需管理。只需上傳您的代碼，Lambda 會處理運(yùn)行和擴(kuò)展高可用性代碼所需的一切工作。您可以將您的代碼設(shè)置為自動從其他 AWS 服務(wù)觸發(fā)，或者直接從任何 Web 或移動應(yīng)用程序調(diào)用。】

【注2：Azure IoT Hub是微軟面向物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的云計(jì)算，Azure IoT Hub意為物聯(lián)網(wǎng)中心，是為物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備提供注冊、管理、溝通的云服務(wù)。它是微軟Azure IoT Suite的重要組成部分，也是微軟物聯(lián)網(wǎng)戰(zhàn)略的重要基礎(chǔ)。微軟Azure IoT Hub可用于管理數(shù)十億物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備，提供云端與設(shè)備之間的雙向通信支持，每月可處理數(shù)以萬億計(jì)信息，并簡化了與其他Azure服務(wù)之間的集成，包括Azure機(jī)器學(xué)習(xí)以及Azure流分析等。】

3)多云邊緣(Cloudy Edge)

這是目前最少談?wù)摰囊活愡吘売?jì)算(Edge computing)，但是它是最老的一類邊緣。多云邊緣(Cloudy Edge)是服務(wù)提供商或企業(yè)網(wǎng)絡(luò)邊緣的拓?fù)湫g(shù)語，其中業(yè)務(wù)首先從撥號調(diào)制解調(diào)器進(jìn)入到家庭或者遠(yuǎn)程分支機(jī)構(gòu)中的。

多云邊緣(Cloudy Edge)從前只是一個(gè)沒有任何計(jì)算能力的網(wǎng)絡(luò)邊緣。它們被稱為PoP(存在的節(jié)點(diǎn)，points-of-presence)。

　　圖7、多云邊緣(Cloudy Edge)

對應(yīng)用性能和內(nèi)容傳送的需求需要在網(wǎng)絡(luò)邊緣( network edge)中添加應(yīng)用和數(shù)據(jù)處理能力。現(xiàn)代的邊緣數(shù)據(jù)中心(Edge Data Centers)能夠滿足這一需求。內(nèi)容交付網(wǎng)絡(luò)(CDN，Content Delivery Networks)就是在利用它們以便我們能夠獲得更好的頁面和視頻加載效果。移動邊緣計(jì)算(Mobile Edge Computing)增強(qiáng)了這一邊緣的優(yōu)勢，因?yàn)槿藗冃枰玫囊苿討?yīng)用程序(mobile app)的性能。

所以老PoP在內(nèi)容和計(jì)算方面變得沒有前途。 而SP邊緣( SP edge)，移動邊緣(mobile edge)和企業(yè)邊緣(enterprise edge)共同形成了云端。這類邊緣仍然與確保應(yīng)用程序性能和內(nèi)容傳遞順暢等相關(guān)。

　　總結(jié)

有很多方法來描述什么是物聯(lián)網(wǎng)(IoT),這些描述都是對的，只不過有些描述要更全面一些。

在這里我們提供對物聯(lián)網(wǎng)(IoT)的一個(gè)這樣的描述：IoT = 跨連接設(shè)備迷宮的分布式人工智能和人類智能。

　　圖8、邊緣計(jì)算正在改變整個(gè)物聯(lián)網(wǎng)(IoT)場景

像AWS Lambda和Greengrass這樣的邊緣計(jì)算(Edge computing )技術(shù)正在幫助加速創(chuàng)建這種分布式人工智能。如何在個(gè)人，業(yè)務(wù)和云端邊緣中創(chuàng)建分布式智能將取決于您的應(yīng)用程序，成本和相關(guān)規(guī)定。我們將看到越來越多的邊緣計(jì)算(Edge computing )參考架構(gòu)的發(fā)展，以支持物聯(lián)網(wǎng)(IoT)的新應(yīng)用模式。