邊緣計算產(chǎn)生背景：

隨著移動智能設(shè)備的普及以及5G等無線通信技術(shù)的發(fā)展,涌現(xiàn)出許多具有低延遲要求的計算密集型應(yīng)用,如在線沉浸式游戲、增強(qiáng)現(xiàn)實和視頻流分析等. 由于傳統(tǒng)的云計算無法滿足這些應(yīng)用對低延遲的需求,研究者提出了一種新型的計算模式,稱為邊緣計算.

邊緣計算定義：

邊緣計算的邊緣是指從數(shù)據(jù)源到云計算中心路徑之間的任意計算和網(wǎng)絡(luò)資源，,融合網(wǎng)絡(luò)、計算、存儲、應(yīng)用核心能力的開發(fā)平臺,就近提供邊緣智能服務(wù),以滿足行業(yè)數(shù)字化在敏捷聯(lián)接、實時業(yè)務(wù)、數(shù)據(jù)優(yōu)化、應(yīng)用智能、安全與隱私保護(hù)等方面的關(guān)鍵需求.

邊緣計算系統(tǒng)（Edge computing system）：

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典型邊緣計算系統(tǒng)（Edge computing system）

由許多具有計算需求的移動智能設(shè)備、充當(dāng)邊緣節(jié)點的基站和遠(yuǎn)程的云組成.多種多樣的計算任務(wù)是由移動智能設(shè)備上的各種應(yīng)用程序?qū)崟r生成的,將這些計算任務(wù)卸載到邊緣節(jié)點可以顯著降低設(shè)備與云之間的數(shù)據(jù)傳輸時間.

三端：

邊緣計算將邊緣設(shè)備(基站、無線接入點、路由器等)作為云端和終端設(shè)備間的橋梁,將云服務(wù)拓展到網(wǎng)絡(luò)邊緣側(cè),因此邊緣計算系統(tǒng)架構(gòu)主要包括云端、邊緣端和設(shè)備端.

云端:云端由若干高性能服務(wù)器以及與之相匹配的存儲設(shè)備組成.其計算能力與存儲能力都十分強(qiáng)大,能夠處理復(fù)雜性高的計算需求.

邊緣端:邊緣端是距離終端用戶較近且具有一定計算存儲能力的設(shè)備,包括但不限于特定邊緣服務(wù)器、無線接入點、基站、各級網(wǎng)關(guān)、路由器以及交換機(jī)等.邊緣端的設(shè)備可以滿足用戶的實時需求,還有助于云端設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)的過濾與分析.

設(shè)備端:用戶持有的移動設(shè)備,如智能手機(jī)、可穿戴設(shè)備、智能家居設(shè)備等.為了保證終端設(shè)備有較長的續(xù)航時間,需要將復(fù)雜性高的計算任務(wù)放到邊緣端或者云端執(zhí)行.

三種邊緣計算的系統(tǒng)架構(gòu)：（依據(jù)不同的研究側(cè)重點）

(１)云-邊-端三層架構(gòu)模型:考慮云、邊、端三者之間的協(xié)同工作.云端的中心控制策略會對邊緣端的計算與存儲進(jìn)行有效的管理,使得邊緣端的分布式計算處理模式發(fā)揮最好的效果,從而提升計算處理的效率,滿足用戶的需求.設(shè)備終端的計算任務(wù)可以在本地、邊緣端、云端３種模式下完成.計算任務(wù)的異構(gòu)性以及邊緣端設(shè)備的異構(gòu)性給三層架構(gòu)下的任務(wù)協(xié)調(diào)帶來了巨大挑戰(zhàn).

(２)云-邊雙層架構(gòu)模型:云-邊雙層架構(gòu)只考慮云端與邊緣端的協(xié)調(diào),對此架構(gòu)下任務(wù)調(diào)度的研究,有助于處理一些在設(shè)備終端難以執(zhí)行的計算任務(wù).

(３)邊-端雙層架構(gòu)模型:邊-端雙層架構(gòu)可以看作一個小型的云計算架構(gòu),只是把云計算中的高性能服務(wù)器換成了計算和存儲能力有限的邊緣端設(shè)備,但其拉近了用戶與云端的傳輸距離.

邊緣計算VS云計算：

(１)分布式低延時:設(shè)備端到云端的距離較長,離邊緣端更近,因此邊緣計算專注于滿足時間敏感的計算需求.

(２)減少數(shù)據(jù)流量:數(shù)據(jù)在離設(shè)備端更近的邊緣端處理,傳輸更高效,且能減少傳輸能耗.邊緣端可以進(jìn)行數(shù)據(jù)的預(yù)先過濾與分析,減少了設(shè)備與云端之間的數(shù)據(jù)流量,使得計算任務(wù)的響應(yīng)時間更短.

(３)安全性高:云計算模式容易受斷電的影響,而邊緣計算將數(shù)據(jù)處理分布式化,更能適應(yīng)異常情況.當(dāng)一個邊緣節(jié)點受到攻擊或者發(fā)生異常時,其他邊緣節(jié)點仍然可以照常工作.

霧計算VS云計算：

(１)“霧計算”（Fog Computing）是“云計算”（Cloud Computing）的延伸。在終端設(shè)備和云端數(shù)據(jù)中心之間再加一層“霧”，即網(wǎng)絡(luò)邊緣層，比如再加一個帶有存儲器的小服務(wù)器或路由器，把一些并不需要放到云端的數(shù)據(jù)在這一層直接處理和存儲，可以大大減少云端的計算和存儲壓力，提高效率，提升傳輸速率，減低時延。

(２)霧計算就是本地化的云計算，是云計算的補(bǔ)充。云計算更強(qiáng)調(diào)計算的方式，霧計算更強(qiáng)調(diào)計算的位置。如果說云計算是WAN計算，那么霧計算就是LAN計算。如果說CDN是彌補(bǔ)TCP/IP本地化緩存問題，那么霧計算就是彌補(bǔ)云計算本地化計算問題。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉通.邊緣計算中任務(wù)卸載研究綜述[J].《計算機(jī)科學(xué)》Vol.48,No.１,Jan.2021

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的AI之边缘计算、雾计算云计算技术分析的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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