Cloudflare：什么是邊緣計(jì)算？

什么是邊緣計(jì)算？

邊緣計(jì)算是一種致力于使計(jì)算盡可能靠近數(shù)據(jù)源、以減少延遲和帶寬使用的網(wǎng)絡(luò)理念。簡而言之，邊緣計(jì)算意味著在云端運(yùn)行更少的進(jìn)程，將這些進(jìn)程移動到本地，例如用戶的計(jì)算機(jī)、IoT 設(shè)備或邊緣服務(wù)器。將計(jì)算放到網(wǎng)絡(luò)邊緣可以最大程度地減少客戶端和服務(wù)器之間必須進(jìn)行的長距離通信量。

什么是網(wǎng)絡(luò)邊緣？

對于互聯(lián)網(wǎng)設(shè)備，網(wǎng)絡(luò)邊緣是設(shè)備或包含設(shè)備的本地網(wǎng)絡(luò)與互聯(lián)網(wǎng)通信的位置。邊緣是個比較模糊的術(shù)語。例如，可以將用戶的計(jì)算機(jī)或 IoT 攝像頭內(nèi)部的處理器視為網(wǎng)絡(luò)邊緣，但也可以將用戶的路由器、ISP 或本地邊緣服務(wù)器視為邊緣。重要的是，網(wǎng)絡(luò)邊緣在地理位置上靠近設(shè)備，與源站和云服務(wù)器不同，后者可能與它們相互通信的設(shè)備相距很遠(yuǎn)。

邊緣計(jì)算有什么例子？

想象一座由數(shù)十個高清 IoT 攝像機(jī)監(jiān)控的建筑物。這些“笨拙的”攝像機(jī)僅僅輸出原始視頻信號，持續(xù)將信號流傳輸?shù)皆品?wù)器。在云服務(wù)器上，來自所有攝像機(jī)的視頻輸出都會通過運(yùn)動檢測應(yīng)用程序，以確保僅將有活動的剪輯保存到服務(wù)器的數(shù)據(jù)庫中。這意味著建筑物的互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施將承受持續(xù)且顯著的壓力，因?yàn)榇罅康囊曨l素材傳輸會消耗大量帶寬。此外，云服務(wù)器上的負(fù)載非常重，因?yàn)楸仨毻瑫r處理所有攝像頭的視頻素材。

現(xiàn)在，假設(shè)運(yùn)動傳感器計(jì)算移至網(wǎng)絡(luò)邊緣。如果每個攝像機(jī)都使用自己的內(nèi)部計(jì)算機(jī)來運(yùn)行運(yùn)動檢測應(yīng)用程序，然后根據(jù)需要將素材發(fā)送到云服務(wù)器，效果會怎么樣？這將導(dǎo)致帶寬使用量顯著減少，因?yàn)楹芏噻R頭永遠(yuǎn)不必傳輸?shù)皆品?wù)器。此外，云服務(wù)器現(xiàn)在僅負(fù)責(zé)存儲重要素材，這意味著服務(wù)器可以與更多數(shù)量的攝像頭通信而不會過載。這就是邊緣計(jì)算。

邊緣計(jì)算有什么優(yōu)勢？

如上例所示，邊緣計(jì)算有助于最大程度地減少帶寬使用量和服務(wù)器資源消耗。帶寬和云資源是有限的，并且需要花費(fèi)成本。Statista 預(yù)測，隨著每個家庭和辦公室都配備智能相機(jī)、打印機(jī)、溫度調(diào)節(jié)裝置甚至烤面包機(jī)，到 2025 年，全球?qū)惭b超過 750 億個 IoT 設(shè)備。為了支持所有這些設(shè)備，必須將大量計(jì)算移到邊緣。

將流程移至邊緣的另一個重要優(yōu)勢是減少延遲。設(shè)備每次需要與某處的遠(yuǎn)程服務(wù)器通信時，都會造成延遲。例如，同一辦公室中的兩個同事在 IM 平臺上聊天可能會遇到相當(dāng)大的延遲，因?yàn)樵O(shè)備必須將每條消息路由到建筑物外，與全球某處的服務(wù)器通信，然后再傳回，最后才能出現(xiàn)在收信人的屏幕上。如果將該過程放到邊緣，并且由公司的內(nèi)部路由器負(fù)責(zé)傳輸辦公室內(nèi)的聊天記錄，則不會出現(xiàn)明顯的延遲。

同樣，當(dāng)各種 Web 應(yīng)用程序的用戶遇到必須與外部服務(wù)器進(jìn)行通信的進(jìn)程時，他們將感受到延遲。這些延遲的持續(xù)時間將根據(jù)可用帶寬和服務(wù)器的位置而變化，但是可以通過將更多進(jìn)程引入網(wǎng)絡(luò)邊緣來完全避免這些延遲。

此外，邊緣計(jì)算可以提供以前無法提供的新功能。例如，公司可以使用邊緣計(jì)算在邊緣處理和分析數(shù)據(jù)，使得實(shí)時處理成為可能。

概括而言，邊緣計(jì)算的主要優(yōu)勢在于：

減少延遲

減少帶寬使用和相關(guān)成本

減少服務(wù)器資源消耗和相關(guān)成本

增加功能

邊緣計(jì)算有什么優(yōu)勢？

邊緣計(jì)算的一個缺點(diǎn)是，它可以增加攻擊途徑。隨著更多“智能”設(shè)備的加入，例如具有強(qiáng)大內(nèi)置計(jì)算機(jī)的邊緣服務(wù)器和物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備，惡意行為者有新的機(jī)會入侵這些設(shè)備。

邊緣計(jì)算的另一個缺點(diǎn)是它需要更多的本地硬件。例如，雖然 IoT 攝像頭需要內(nèi)置計(jì)算機(jī)才能將原始視頻數(shù)據(jù)發(fā)送到 Web 服務(wù)器，但如果要運(yùn)行自己的運(yùn)動檢測算法，就需要一臺功能更強(qiáng)大、有更大處理能力的復(fù)雜計(jì)算機(jī)。但是，硬件成本的下降使得構(gòu)建更智能設(shè)備的成本變得更為低廉。

完全減輕額外硬件需求的一種方法是利用邊緣服務(wù)器。例如，借助 Cloudflare 分散在全球各地的 194 個邊緣服務(wù)器網(wǎng)絡(luò)，Cloudflare 的客戶可以使用 Cloudflare Workers 在全球范圍內(nèi)運(yùn)行邊緣代碼。