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從數(shù)據(jù)中心角度探討邊緣計算和物聯(lián)網(wǎng)世界
發(fā)布時間：2018-11-30 分類：趨勢研究
伴隨著各行業(yè)組織的數(shù)字化轉(zhuǎn)型，很多變化已經(jīng)發(fā)生。數(shù)字化不只是一個營銷術(shù)語，企業(yè)成為一個數(shù)字實體，這意味著它們可以支持和運(yùn)行高級用例、移動用戶和新類型的用例。
企業(yè)的用戶和IT平臺如今分布更加廣泛。而且，其中很多都與網(wǎng)絡(luò)連接設(shè)備、用戶和物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)聯(lián)。此外，該市場也將繼續(xù)增長。調(diào)研機(jī)構(gòu)埃森哲公司的最新研究發(fā)現(xiàn)，醫(yī)療物聯(lián)網(wǎng)(IOHT)已經(jīng)實現(xiàn)了成本節(jié)約，但持續(xù)的投資是必不可少的。該報告指出，通過引入更多的物聯(lián)網(wǎng)連接、遠(yuǎn)程監(jiān)控和信息收集，醫(yī)療物聯(lián)網(wǎng)(IOHT)可以更好地促進(jìn)利用醫(yī)療資源的完善，幫助人們做出更明智的決策，減少效率低下或成本浪費(fèi)等問題，也有利于患者的健康和恢復(fù)。該報告估計，到2020年，醫(yī)療物聯(lián)網(wǎng)(IOHT)的市場價值將達(dá)到1630億美元，2015年至2020年的復(fù)合年增長率(CAGR)為38.1%。
不斷增長的市場是數(shù)據(jù)中心運(yùn)營商和企業(yè)管理人員積極投資物聯(lián)網(wǎng)解決方案的重要原因。此外，他們還投資于可支持物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備和訪問數(shù)據(jù)的所有用戶的解決方案。而這是適用于邊緣計算的地方。AFCOM公司最近發(fā)布的數(shù)據(jù)中心行業(yè)研究報告發(fā)現(xiàn)，81%的受訪者表示采用邊緣計算的目的是支持和啟用物聯(lián)網(wǎng)。40%的受訪者已部署或計劃部署邊緣計算。
企業(yè)在投資或采用邊緣計算之前，需要認(rèn)真思考，并了解自己和自己的邊緣計算要求。
邊緣數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施設(shè)計中的需求評估
邊緣計算解決方案不只是一個數(shù)據(jù)中心站點(diǎn)，其規(guī)模更小，特定于用例，并且采用IT環(huán)境密集的設(shè)計，以幫助企業(yè)處理更多的服務(wù)和用戶數(shù)據(jù)。
用例定義
企業(yè)需要審視自己組織的長期戰(zhàn)略。例如，業(yè)務(wù)正在不斷成長嗎?會支持遠(yuǎn)程用戶嗎?是否嘗試提供新型連接服務(wù)?如果企業(yè)認(rèn)為具有這些優(yōu)勢，適合采用邊緣計算，那么可以采取后續(xù)步驟，編寫一份良好的業(yè)務(wù)計劃和技術(shù)策略為應(yīng)用邊緣計算提供支持。企業(yè)無需成為邊緣計算專家即可明確定義自己的用例。此外，有很多供應(yīng)商商可以幫助企業(yè)完成這一過程。但是，重要的是要調(diào)整基礎(chǔ)設(shè)施和業(yè)務(wù)，以確保企業(yè)的戰(zhàn)略能夠?qū)嵤Ｕ衅傅侥軌驅(qū)⑦@一愿景變?yōu)楝F(xiàn)實的合適人才，是企業(yè)成功的關(guān)鍵。
延遲預(yù)算
對于最終用戶來說，網(wǎng)絡(luò)延遲是下載電影需要很長時間的主要原因。但是對于內(nèi)容供應(yīng)商而言，完成這個功能所需的毫秒數(shù)卻需要通過客戶不滿和成本來衡量。此外，對于企業(yè)而言，網(wǎng)絡(luò)延遲也可能意味著業(yè)務(wù)損失或競爭優(yōu)勢。
即使以光速從中央數(shù)據(jù)中心(例如位于一級市場的數(shù)據(jù)中心設(shè)施)往返也可能意味著傳輸成本的累積。根據(jù)ACG Research公司進(jìn)行的一項研究估計，在大都市數(shù)據(jù)中心處理的本地緩存內(nèi)容可以在五年內(nèi)節(jié)省大約1.1億美元的成本。如果將這種邏輯應(yīng)用到運(yùn)行工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)(IIoT)部件跟蹤應(yīng)用程序的企業(yè)，則可以評估傳輸?shù)挠渤杀?，但是?yīng)用程序性能下降的相關(guān)成本將是無法估量的。
安全性
安全性是一個很大的問題，它為部署邊緣計算增加了一個關(guān)鍵而復(fù)雜的功能。企業(yè)將不得不花費(fèi)一些額外的時間來定義數(shù)據(jù)要求和管理策略。企業(yè)可能會提出以下問題：“我的數(shù)據(jù)會發(fā)生什么變化?數(shù)據(jù)是瞬態(tài)傳輸還是存儲在邊緣?正在處理的數(shù)據(jù)是什么?圍繞數(shù)據(jù)的連接控制方法是什么?”同樣，所有這些都需要定義并集成到企業(yè)自己的邊緣解決方案中。也就是說，企業(yè)仍然可以將合規(guī)性和規(guī)則建立在邊緣計算架構(gòu)中。但是，需要采取額外的預(yù)防措施以確保數(shù)據(jù)安全和控制。企業(yè)還需要考慮邊緣計算的位置、存儲系統(tǒng)、數(shù)據(jù)的處理方式，以及訪問權(quán)限。最重要的部分是，軟件定義解決方案允許企業(yè)與核心數(shù)據(jù)中心系統(tǒng)集成，并支持強(qiáng)大的數(shù)據(jù)位置策略。這可能對醫(yī)藥、醫(yī)療保健和其他受監(jiān)管的組織等行業(yè)帶來顯著的影響。
延遲指數(shù)
通常情況下，人們會討論“緩慢程度”或延遲，而沒有真正理解這對業(yè)務(wù)或網(wǎng)絡(luò)意味著什么。所以要在延遲這個術(shù)語背后加上一些數(shù)字。延遲是通過網(wǎng)絡(luò)傳輸數(shù)據(jù)包所需的時間?？梢酝ㄟ^許多不同的方式測量延遲：往返、單向傳輸?shù)?。然后，延遲可能受到用于傳輸數(shù)據(jù)的鏈路的任何元素的影響：工作站、WAN鏈路、路由器、局域網(wǎng)(LAN)、服務(wù)器，并且在規(guī)模非常大的網(wǎng)絡(luò)的情況下，可能受到光速的限制。在那里，將對吞吐量或單位時間發(fā)送/接收的數(shù)據(jù)量以及數(shù)據(jù)包丟失產(chǎn)生影響，這反映了主機(jī)發(fā)送的每100個數(shù)據(jù)包丟失的數(shù)據(jù)包數(shù)量。
因此，當(dāng)延遲很高時，這意味著發(fā)送方需要花費(fèi)更多時間(不發(fā)送任何新數(shù)據(jù)包)，這會降低吞吐量增長的速度。最近的一項研究表明，延遲對傳輸控制協(xié)議(TCP)帶寬有著深遠(yuǎn)的影響。與用戶數(shù)據(jù)報協(xié)議(UDP)不同，TCP在延遲和吞吐量之間存在直接的反比關(guān)系。隨著端到端延遲的增加，TCP吞吐量會降低。下表顯示了往返延遲增加時TCP吞吐量會發(fā)生什么變化。這些數(shù)據(jù)是通過使用快速以太網(wǎng)(全雙工)連接的兩臺電腦之間的延遲發(fā)生器生成的。請注意，隨著延遲的增加，TCP吞吐量急劇下降。
此外，還有另一個嚴(yán)重的問題。數(shù)據(jù)包丟失。數(shù)據(jù)包丟失將對數(shù)據(jù)傳輸速度產(chǎn)生兩個嚴(yán)重影響：
?需要重新傳輸數(shù)據(jù)包(即使只有確認(rèn)數(shù)據(jù)包丟失，并且數(shù)據(jù)包已傳送)
?TCP擁塞窗口大小不允許最佳吞吐量
?丟包率為2%時，TCP吞吐量比無數(shù)據(jù)包丟失低6到25倍。
雖然一些丟包是不可避免的，但當(dāng)這種情況持續(xù)發(fā)生時，用戶性能和訪問權(quán)限將受到影響。
無論情況如何，請記住，數(shù)據(jù)包丟失和延遲會對TCP帶寬產(chǎn)生深遠(yuǎn)的負(fù)面影響，應(yīng)盡可能減少。這是邊緣計算解決方案發(fā)揮關(guān)鍵作用的地方。它們通過使關(guān)鍵數(shù)據(jù)點(diǎn)和資源更接近用戶來幫助消除大部分延遲。
邊緣計算可以做些什么
因此，除了應(yīng)對最重要的延遲挑戰(zhàn)之外，邊緣計算還能為用戶做些什么?邊緣計算解決方案專門圍繞用例進(jìn)行部署。例如，用戶是在嘗試交付應(yīng)用程序還是整個虛擬桌面?或者，是否嘗試提供需要在用戶或其系統(tǒng)附近進(jìn)行分析的數(shù)據(jù)?在這方面，邊緣計算系統(tǒng)的使用可以包括：
?可根據(jù)應(yīng)用程序需求進(jìn)行配置的軟件定義解決方案
?分支機(jī)構(gòu)和微型數(shù)據(jù)中心
?混合云連接
?物聯(lián)網(wǎng)處理(例如Azure IoT Edge)
?防火墻和網(wǎng)絡(luò)安全
?支持互聯(lián)網(wǎng)的設(shè)備和傳感器，用于收集和分析實時數(shù)據(jù)
?連接整個設(shè)備網(wǎng)絡(luò)
?資產(chǎn)追蹤
?簡化研究
?減少特定服務(wù)的延遲
?支持對延遲敏感的數(shù)據(jù)點(diǎn)和應(yīng)用程序的交付要求
這對邊緣數(shù)據(jù)中心意味著什么?
5G技術(shù)的推出將加速邊緣數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，并且更加接近終端用戶。邊緣計算的發(fā)展和無線網(wǎng)絡(luò)的進(jìn)步，即將推出的5G到高效的移動連接和數(shù)據(jù)中心解決方案，再加上智能移動和可穿戴設(shè)備的使用，都有助于提供豐富環(huán)境的下一代解決方案和技術(shù)的發(fā)展和增長。
展望未來，邊緣計算設(shè)施將容納可輕松定義為“關(guān)鍵任務(wù)”的應(yīng)用程序。隨著諸如5G等技術(shù)的出現(xiàn)，從邊緣計算到用戶組的距離通?？梢杂糜⒊叨皇怯⒗飦砗饬?。5G技術(shù)與接近設(shè)備和用戶的邊緣計算相結(jié)合，可以提供一些強(qiáng)大的體驗，并為企業(yè)創(chuàng)造驚人的競爭優(yōu)勢。因此，正確規(guī)劃和設(shè)計邊緣計算數(shù)據(jù)中心的生態(tài)系統(tǒng)至關(guān)重要。
