邊緣網(wǎng)絡(luò)和物聯(lián)網(wǎng)將如何重塑數(shù)據(jù)中心

陳琳華

隨著邊緣計(jì)算被越來越多地用于處理物聯(lián)網(wǎng)所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)洪流，企業(yè)數(shù)據(jù)中心的功能將轉(zhuǎn)為長期處理數(shù)據(jù)聚合與分析。

正如我們所知道的，互聯(lián)網(wǎng)完全照搬了老式大型主機(jī)配簡易終端設(shè)備這樣的設(shè)計(jì)架構(gòu)。數(shù)據(jù)路徑幾乎完全是針對(duì)從網(wǎng)絡(luò)中心位置下行的數(shù)據(jù)。你使用的是iPhone還是綠色文本終端并不重要，快速通道總是處于下行狀態(tài)，因?yàn)樯闲械臄?shù)據(jù)相對(duì)較少。

物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的到來可能將改變這一局面。物聯(lián)網(wǎng)意味著將有大量的端點(diǎn)設(shè)備出現(xiàn)，它們不是數(shù)據(jù)的消費(fèi)者，而是數(shù)據(jù)的生產(chǎn)者，這些數(shù)據(jù)必須要被處理和執(zhí)行。這也意味著將有大量數(shù)據(jù)會(huì)通過狹窄的通道上行至數(shù)據(jù)中心。

例如，自動(dòng)駕駛汽車每天可生成4TB數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)主要來自傳感器。不過，云計(jì)算解決方案提供商Vertiv的全球邊緣和集成解決方案副總裁Martin Olsen認(rèn)為，雖然其中96%的數(shù)據(jù)是正確的，但卻可能是不相關(guān)的。他說：“最后4%的數(shù)據(jù)雖然不正確，但是卻關(guān)系密切。而這些正是我們希望在其他地方采集的數(shù)據(jù)?！?/p>

那么這是否意味著要大規(guī)模投資重新改造網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，為數(shù)據(jù)中心引入更為寬敞的通道？亦或是邊緣計(jì)算的出現(xiàn)能否通過在網(wǎng)絡(luò)邊緣進(jìn)行大量處理工作從而減輕中央數(shù)據(jù)中心的負(fù)擔(dān)？

什么是邊緣計(jì)算

邊緣計(jì)算指的是去中心化的數(shù)據(jù)處理，是專門為處理物聯(lián)網(wǎng)生成的數(shù)據(jù)而設(shè)計(jì)的。在許多情況下，計(jì)算設(shè)備被放置在集裝箱大小的物理容器或模塊中，它們位于信號(hào)發(fā)送塔的底部，因?yàn)閿?shù)據(jù)從這個(gè)地方過來。

邊緣計(jì)算主要用于接收、處理、存儲(chǔ)和向云系統(tǒng)發(fā)送數(shù)據(jù)。這就相當(dāng)于是小麥與谷殼分離的邊緣，只有相關(guān)的數(shù)據(jù)才能被發(fā)送到網(wǎng)絡(luò)中。

如果Olsen所提到的4%的數(shù)據(jù)可以在網(wǎng)絡(luò)邊緣而不是在中央數(shù)據(jù)中心進(jìn)行處理，那么這樣就可以減少帶寬需求，并且能夠比將數(shù)據(jù)發(fā)送到中央服務(wù)器進(jìn)行處理做更快的響應(yīng)。所有主要的云提供商（如AWS、Azure或谷歌計(jì)算引擎）都提供物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)，能夠處理發(fā)送給他們的數(shù)據(jù)。

在許多情況下，邊緣能夠丟棄不需要的數(shù)據(jù)。由于云提供商是根據(jù)他們處理的數(shù)據(jù)量進(jìn)行收費(fèi)的，因此減少向他們發(fā)送需要處理的數(shù)據(jù)也符合客戶的經(jīng)濟(jì)利益。

Olsen認(rèn)為：“我們需要在網(wǎng)絡(luò)邊緣進(jìn)行更多的計(jì)算，這將帶來深刻的變化。有趣的是，雖然我們會(huì)看到有更多數(shù)據(jù)在邊緣生成，但是需要遠(yuǎn)距離傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量卻非常有限?！?/p>

Equinix公司的業(yè)務(wù)開發(fā)副總裁Jim Poole稱：“邊緣數(shù)據(jù)中心將用于聚合數(shù)據(jù)，并執(zhí)行加速功能以提供低延遲的響應(yīng)。大多數(shù)公司目前的做法仍然是在中心位置聚集來自所有邊緣位置的元數(shù)據(jù)，以進(jìn)行機(jī)器學(xué)習(xí)和分析。”

思科負(fù)責(zé)企業(yè)網(wǎng)絡(luò)和物聯(lián)網(wǎng)營銷的副總裁Prashanth Shenoy認(rèn)為，應(yīng)該將更多的計(jì)算推向邊緣。

他指出：“與網(wǎng)絡(luò)相比，計(jì)算已經(jīng)變得更為便宜且更為迅速，這表明計(jì)算現(xiàn)在應(yīng)該被放置在邊緣。此外，如果帶寬非常寶貴，或者用戶位于偏遠(yuǎn)地區(qū)（如海上或礦山）而你又沒有辦法保持持續(xù)連接，那就更需要在邊緣進(jìn)行計(jì)算和分析?！?/p>

邊緣網(wǎng)絡(luò)上的人工智能

德勤的科技、傳媒和電信行業(yè)中心執(zhí)行董事Jeff Loucks表示，減少數(shù)據(jù)負(fù)載的另一個(gè)關(guān)鍵要素是在邊緣網(wǎng)絡(luò)中使用人工智能。

“在邊緣網(wǎng)絡(luò)中使用人工智能將減少數(shù)據(jù)中心所需的數(shù)據(jù)。在對(duì)自動(dòng)駕駛汽車收集所有的數(shù)據(jù)進(jìn)行研究時(shí)，即使將通道做得再大，你仍然需要處理大量數(shù)據(jù)。因此，添加人工智能非常關(guān)鍵。我們已經(jīng)在低成本設(shè)備中看到了機(jī)器學(xué)習(xí)算法，如能夠分辨貓和入侵者之間差異的安全攝像頭。我們不需要高成本設(shè)備，只需適合低成本和大量使用設(shè)備的算法。”

5G無線技術(shù)可為邊緣網(wǎng)絡(luò)提供幫助

使物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)洪流變?yōu)榭晒芾淼牧硪粋€(gè)要素是5G無線技術(shù)的出現(xiàn)。Wi-Fi在某些場景下非常有用，例如在工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)中設(shè)備常處于工廠車間等封閉且相對(duì)受限空間內(nèi)，這時(shí)Wi-Fi接入點(diǎn)可以處理流量。但是對(duì)于許多場景而言，盡管Wi-Fi未來可能會(huì)采用像802.11ax這樣的新型高速協(xié)議，但是它們并不能提供足夠的覆蓋范圍或吞吐量。

對(duì)于戶外物聯(lián)網(wǎng)，如自動(dòng)駕駛汽車、工地或海上石油鉆井平臺(tái)等遠(yuǎn)程站點(diǎn)，蜂窩網(wǎng)絡(luò)在覆蓋范圍和帶寬方面是首選網(wǎng)絡(luò)。這也是為什么將邊緣計(jì)算設(shè)備放置在手機(jī)信號(hào)塔上的原因。

5G無線技術(shù)目前正在美國試用，預(yù)計(jì)從明年開始將大規(guī)模啟用，其設(shè)計(jì)時(shí)考慮到了商業(yè)用途，而不是像3G和4G那樣將重心放在了消費(fèi)者身上。5G比4G快20倍，峰值下載速度為每秒20Gb，遠(yuǎn)超4G的每秒1Gb的峰值下載速度。

Loucks稱：“5G對(duì)于增加發(fā)送數(shù)據(jù)的數(shù)量大有幫助。由于通道更為寬闊，因此它們會(huì)增加雙向流動(dòng)數(shù)據(jù)的數(shù)量。此外，5G還可以減少延遲，這將為那些需要很高精度的工業(yè)應(yīng)用程序提供幫助，因?yàn)樗鼈兊难舆t非常低。在有延遲問題的地方，5G也將有助于消除這一問題。”

Olsen表示：“為了讓這種架構(gòu)發(fā)揮作用，5G絕對(duì)關(guān)鍵。由于帶寬和延遲問題，今天互聯(lián)網(wǎng)流量中只有很小一部分走的是無線網(wǎng)絡(luò)。我們正變得更具移動(dòng)性，并希望擁有更高的容量，而4G已經(jīng)無法處理所有這些流量，也無法解決速度問題。”

不過Equinix的Poole并沒有完全將5G視為解決方案。他說：“業(yè)界尚未表現(xiàn)出對(duì)超低延遲應(yīng)用的需求。只有極少數(shù)用例需要低于5毫秒的延遲。雖然不要輕易說不，但是目前市場上可能還沒有任何東西需要那種級(jí)別的延遲?！?/p>

邊緣網(wǎng)絡(luò)的費(fèi)用

從邊緣計(jì)算基礎(chǔ)設(shè)施的成本開始，將計(jì)算轉(zhuǎn)移到邊緣就面臨著多個(gè)挑戰(zhàn)。安裝了所有計(jì)算設(shè)備的邊緣網(wǎng)絡(luò)集裝箱并不便宜，那么問題來了，誰來支付這些費(fèi)用？

Olsen說：“現(xiàn)在商業(yè)模式尚不清晰。企業(yè)有自己的想法，不過目前還不清楚他們是如何從中賺錢的。也許為了查看你是如何開車的，優(yōu)步或保險(xiǎn)公司會(huì)資助他們。但是最大的挑戰(zhàn)還是如何將它們貨幣化?！?/p>

Olsen認(rèn)為數(shù)據(jù)中心必須大幅度擴(kuò)容才能存儲(chǔ)所有流入的數(shù)據(jù)，即便是非?，嵥榈臄?shù)據(jù)。他說：“很多人認(rèn)為邊緣計(jì)算是云數(shù)據(jù)中心的終結(jié)者，但我并不認(rèn)同這種說法。沒有理由相信未來不需要企業(yè)數(shù)據(jù)中心的說法?！?/p>

“未來還將有更多的需求。即使在百分比方面不高于網(wǎng)絡(luò)生成數(shù)據(jù)的10%，但是當(dāng)涉及到安全和隱私等問題時(shí)，所有這些（額外數(shù)據(jù)）也必須存儲(chǔ)在某個(gè)地方。長期存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的好處不言而喻，你可以回過頭來查看這些數(shù)據(jù)并進(jìn)行分析?！彼a(bǔ)充道。

Poole則指出，一些邊緣計(jì)算的早期使用者正在重新利用他們的數(shù)據(jù)中心進(jìn)行長期計(jì)算。他說：“IT部署模式已經(jīng)調(diào)過頭來了?，F(xiàn)在邊緣正變得到處都是，企業(yè)數(shù)據(jù)中心被重新用于長周期分析。金融服務(wù)公司將他們的日常交易工作轉(zhuǎn)移到Equinix平臺(tái)上，并使用自己的數(shù)據(jù)中心進(jìn)行長周期分析，這是他們?nèi)匀槐仨氁龅墓ぷ?。?/p>

本文作者Andy Patrizio為自由撰稿人，現(xiàn)居加利福尼亞南部，從事計(jì)算機(jī)行業(yè)已經(jīng)有20年時(shí)間。

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