人类已经一只脚踏进了5G时代,5G时代也将是边缘计算的时代。边缘计算是旨在网络边缘提供IT服务环境和云计算能力,以减少网络操作和服务交付的时延。

目前,只有不到5%的大型企业使用边缘计算来支持物联网或沉浸式体验。但这一比例会迅速增长,Gartner最新报告《Exploring the Edge: 12 Frontiers of Edge Computing》显示,到2021年底将有超过50%的大型企业部署至少一个边缘计算应用;到2023年底,50%以上的大型企业将至少部署6个用于物联网或沉浸式体验的边缘计算应用,而2019年这一数字甚至不足1%。

为什么选择边缘计算

客户调查显示,有四个独特的驱动因素推动企业采用边缘计算拓扑。

12个边缘计算应用分类

Gartner根据人、事物和业务之间的交互定义了12类边缘计算应用。其中一部分交互是双向的,例如沉浸式体验、系统自动化;一部分是单向的,例如数据/事件报告、客户端内容交付。这些分类可以帮助I&O(基础设施/运营)领导者识别各种应用中的潜在机会,并构建有意义的策略。

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系统自动化

物与物可以交互,尤其是提供信息的传感器和作用于信息的执行器。物也可以和全功能系统交互,比如无人机或网格中的自组织机器人。

■ 工业自动化

■ 自动驾驶汽车/无人机

■ 家庭自动化

边缘计算可以减少远程分析和决策的需要,避免带宽压力和延迟;它还可以帮助实现当前手动工作的自动化,减少远程的现场工作人员;边缘计算可以满足以毫秒甚至微秒为单位的需要快速响应的需求,特别是在健康和安全等关键场所,比如医院或电力公司。

2

沉浸式交互

实现人与物之间的双向数字交互,包括报告、控制、甚至是协作。

■ 按需提供信息的智能助手

■ 混合现实(MR)交互——全数字信息和控件,例如MR管理“控制台”、训练场景、设计工作

■ 触觉互联网(传感和控制)

大多数需要以人脑或更快速度运行的交互不能出现延迟或断线问题。边缘计算能够增强在家庭、工作场所和商店等场景中的沉浸式交互体验。

3

沉浸式控制

随着万物的彼此连接和数字化,人们能够通过越来越多的数字接口以自然、沉浸的方式控制物,例如

■ 机器人手术

■ 会话界面——语音命令

这类控制通常需要有效的互联网连接,但边缘计算可以在可操作的范围内增加其自主性。例如,现在人们已经可以通过APP在网络断开的条件下控制智能照明;但是像Alexa和Google智能助理这样的数字语音控制助手仍然需要互联网连接。随着智能扬声器具备越来越多的边缘计算能力,这一情况也将被改变。

4

沉浸式报告

人们还可以以一种感官上更直接、更沉浸的方式获得额外的数字信息。人类的视觉、触觉或听觉具有同等的信息获取能力。这是一种增强现实(AR)的表现形式,物件将提供自身的信息,例如

■ 基于AR的设备状态和运维系统

■ AR购物体验

■ 车载平视显示器,用来显示附近商店和餐厅的详细信息

■ 带有预警功能的手机,在接近危险物体时震动警示

■ 震动预警方向盘,轮胎靠近马路实线时震动警示

当物需要与人进行数字通信时,边缘计算可以消除不必要的延迟和带宽,并且支持连接断开时的本地交互。

5

沉浸式协作

人们可以通过数字化方式搜索、查找和互动,进行协作、游戏、教学和学习,例如

■ VR / MR会议室、教室、自习室

■ 多人游戏

■ 人群兴趣社交AR

边缘计算将用于为家庭、工作场所、游乐园、学校和社交场所创建本地虚拟空间,减少带宽并降低延迟。

6

业务自动化

物和业务之间的交互可以是双向的,即业务对发生在边缘的事件做出响应,以及边缘对业务请求和策略做出交互响应。例如

■ 业务控制闭环

■ 终端异常事件或报警时的业务处理安排

■ 机器学习

随着业务需求的变化,业务控制可以在边缘进行,从而改善延迟,减少带宽并实现在网络连接临时断开时的自主管理。业务控制也可以委派给边缘,或者在条件允许时集中进行。在机器学习场景中,可以在边缘捕获数据,并将其发送到构建算法的核心数据中心,然后将生成的算法发送到边缘进行实施。或者也可以在边缘进行训练和算法优化,尤其是当算法和数据是针对某一特定地点时。

7

数据/事件报告

万物包含大量信息。在很多应用案例中,物体发送它们的数据或事件信息进行汇总和处理,从而组建各种业务流程,例如

■ 例行资产状态更新

■ 信号处理

■ 根据特定情况预测性和规范性的维护信息

■ 交通/环境监测

■ 监控视频流式传输和分析

对于数据/事件报告,边缘计算可以通过数据过滤或预处理来减少带宽,通过将一些业务分析和决策迁移到边缘来改善延迟,在故障期间缓存数据,或者出于隐私原因过滤数据,例如模糊人脸或车牌,聚类的数据匿名等。

8

设备控制和维护

交互也可以反过来从业务端到物体终端本身。物体可以作为执行器而不是传感器,业务端可能需要将软件、数据或指令部署到相连接的物体上,例如

■ 基于业务规则的远程控制

■ 软件配置和修补

■ 数据下载,例如货架产品价格更新

边缘计算可用于将数据和软件缓存部署到多个物体上,或者维护一个由多个物体共用的本地集中式数据库。完成核心训练后,边缘计算也可用于推理。

9

沉浸式体验

业务和人之间的数字交互也可以是双向的,例如

■ 沉浸式电子商务

■ 虚拟现实(VR)互动娱乐

■ VR / MR工作场所

边缘计算将使人与业务之间的交互更加实时化、更具互动性和个性化。云计算使业务能够更广泛地覆盖到客户,而边缘计算将对云进行补充,以便在需要时提供低延迟和实时交互的深度扩展。

10

个人监测

数字数据也支持从用户端向业务端发送报告,这不仅给消费者带来了好处,也使个人数据经纪人业务迅速增长。例如

■ 脚踝监视器

■ 各种可穿戴设备,包括健检测视器、健身设备、脉搏跟踪器

边缘计算将为用户提供更多数据存储位置和使用方式的选择,但与此同时,它也会对安全性和隐私造成更大威胁。

11

客户端内容交付

内容分发网络(CDN)并不新鲜,它们通过就近为大量用户缓存数据来提供边缘计算优势,从而减少带宽和延迟问题,例如

■ 流媒体

■ 存储网关/缓存

边缘计算采用内容分发网络的理念,并使其更加立体化,内容可以直接从中央数据中心、CDN、微型中心或者更接近用户的地方传递,并且可以利用本地“信号”来确定内容传送的时间和地点。

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分布式业务处理

企业或业务部门之间的相互作用可能永远不会涉及人或物,而是完全数字化的交易,并且对位置和延迟非常敏感。以下几个例子说明了边缘计算在业务交互中的重要性

■ 合规监测:推动业务规则更接近交易,例如ATM

■ 金融交易分析:在时间就是金钱的应用场景减少延迟,例如高频交易和华尔街

■ 网络功能:促使网络功能的作用和效率最大化

■ 远程办公室/分支机构(ROBO):业务处理的分配/委派更接近交易发生地,仍需连接到中央数据中心或云上

推动业务逻辑更贴近实际应用已是老生常谈,高速交易以及优化、本地化分支机构的服务就是两个长期存在的例子。边缘计算是一个解决延迟、带宽、半自动化和隐私问题的良好选择。

企业边缘计算策略建议

今天,边缘计算仍处于初期发展阶段,企业正在试探性地逐一探寻边缘计算的应用场景。虽然这些应用具有多样性,但仍可以共享一些拓扑、技术和流程。例如其中某一种形式的专业技术可以应用于其他边缘计算应用的部署。所有边缘计算部署都面临着相似挑战。

■ 设备/装置管理:如何管理、更新、配置和修补边缘计算以及与其相关的设备。在许多方面,边缘计算管理结合了数据中心和移动设备规模管理。

■ 安全性:当部署地点可能存在风险时如何保护边缘计算部署安全以及如何把控风险。边缘计算所面临的安全挑战类似于与数据中心相结合的移动计算安全和风险管理。

■ 数据管理和架构:边缘计算将数据中心和数据湖变为许多需要进行管理、存档、聚合、进一步分析和丢弃的数据水滴。有效的数据管理对成功边缘计算部署至关重要。

在数字信息化业务中,边缘计算作为云计算的补充,解决延迟、带宽、自主化管理和安全等问题。企业应当以更广阔的视野及结构化的边缘计算战略规划部署解决方案,以满足特定应用的需求。Gartner相信,到2023年底将有超过50%的大型企业至少部署6个边缘计算应用,来支持物联网或沉浸式体验。虽然应用场景多种多样,但构建一个边缘计算能力中心还是很有价值的。这将增加合作伙伴间的协同,提高技术效率。

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