边缘计算与云计算有哪些结合?

几乎所有围绕数字化转型或物联网(IoT)的行业对话都提到了“云计算”和“边缘计算”,有些人会说:“云计算通常被认为是一个很好的选择,只需要将所有数据发送到云端分析即可”,但不乏其他声音, 认为“边缘计算”是一项重要的突破,它提供云计算永远无法实现的成果。这两种声音通常让人认为必须要在云计算和边缘计算中做选择。

事实上真的是这样吗?答案是否定的,云计算和边缘计算是不可替代、不可互换的创新。如果说云计算所实现的是“大而全”的话,那么边缘计算更多的是“小而美”,从数据源头入手,以“实时、快捷”的方式完成与云计算的应用互补。

云计算是一种集中式服务,所有数据都通过网络传输到云计算中心进行处理。云计算的核心是可以将很多的计算机资源协调在一起,因此,使用户通过网络就可以获取到无限的资源,同时获取的资源不受时间和空间的限制。

边缘计算则是在靠近物或数据源头的一侧,采用网络、计算、存储、应用核心能力为一体的开放平台,就近提供最近端服务。其应用程序在边缘侧发起,产生更快的网络服务响应,满足行业在实时业务、应用智能、安全与隐私保护等方面的基本需求。

简单来说,云计算用于处理非时间驱动的信息;边缘计算用于处理对时间敏感的信息。

那么,边缘计算和云计算之间的区别是什么?

如果云计算是集中式大数据处理,边缘计算则可理解为边缘式大数据处理。但不同的是,只是这一次,数据不用再传到遥远的云端,在边缘侧就能解决。边缘计算更适合实时的数据分析和智能化处理,相较单纯的云计算也更高效且安全。边缘计算和云计算两者实际上都是处理大数据的计算运行的一种方式,边缘计算更准确的说应该是对云计算的一种补充和优化。云计算把握整体,边缘计算更专注局部,如果把云计算比作整个计算机智能系统的大脑的话,那么边缘计算就是这个系统的眼睛耳朵和手脚。核心服务器让智能系统具有很强的人工智能,但是如果这个人工智能是聋子瞎子,它也发挥不了太大的作用。

大数据应用中常常面对的一个痛点,就是没有采集到合适的数据。边缘计算可以为核心服务器的大数据算法提供最准确,最及时的数据来源。边缘计算和云计算的结合让整个智能系统不但头脑清楚,而且耳聪目明,手脚灵便。

比较两者,云计算聚焦非实时、长周期数据的大数据分析,能够为业务决策支撑提供依据;边缘计算则聚焦实时、短周期数据的分析,能更好地支撑本地业务的实时智能化处理与执行。由此可见,边缘计算与云计算相比,边缘计算并不是为了取代云计算,而是对云计算的延伸和补充,为移动计算、物联网等提供更好的计算平台。

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什么是云计算?什么是边缘计算?云计算在边缘AI中扮演什么角色?何时使用云计算与边缘计算?一文让你读懂云计算与边缘计算!

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根据研究机构Gartner的定义,“云计算是一种使用网络技术以服务形式提供可扩展、弹性IT功能的计算方式。”

云计算有许多优点。《哈佛商业评论》中的“云转型状况”报告,83%的受访者表示,云对企业机构的未来战略和增长极其重要。

云计算必定会日益普及。企业采用云基础设施并将继续这样做的原因包括:

更低的前期成本:省去了购买硬件、软件、IT管理以及24小时供电和冷却的资本支出。云计算使企业机构能够迅速将应用推向市场并降低进入市场的财务门槛。

灵活的定价:企业只需为所使用的计算资源付费,因此可以更好地控制成本,减少意外情况。

无限的按需计算:云服务能够通过自动配置和删除资源来即时应对和适应不断变化的需求,从而降低成本,提高企业机构的整体效率。

简化的IT管理:云供应商为其客户提供IT管理专家服务,使员工能够专注于企业的核心需求。

易于更新:只需点击一次就可以获得最新的硬件、软件和服务。

稳定可靠:由于可以在云供应商网络上的多个冗余站点建立数据镜像,因此能够以更低的成本轻松地实现备份、灾难恢复和业务连续性。

节省时间:企业在配置私有服务器和网络时会浪费时间。有了按需提供的云基础设施,企业能够在很短的时间内部署应用并更快进入市场。


边缘计算将算力移动到产生数据的硬件附近(通常是物联网设备或传感器),它因将算力移动到网络或设备边缘而得名,能加快数据处理速度、增加带宽并确保数据主权。

通过在网络边缘处理数据,边缘计算减少了大量数据在服务器、云和设备或边缘位置之间传输的需求。这对于数据科学和AI等现代化应用尤为重要。

Gartner预测:“在生产中部署边缘用例的企业数量将从2019年的约5%增长至2024年的约40%。”许多高性能计算应用已经成为现代生活的支柱,例如深度学习和推理、数据处理和分析、模拟以及视频流等。随着企业逐渐意识到这些应用由边缘计算驱动,生产中的边缘用例数量也将会增加。

投资于边缘技术的企业可以获得以下优势:

减少时延:边缘数据处理避免或减少了数据的传输,因此可以更快洞悉具有低时延要求的复杂AI模型用例,例如全自动驾驶汽车和增强现实等。

降低成本:与云计算相比,使用局域网进行数据处理可以让企业以更低的成本获得更高的带宽和存储。此外,由于在边缘进行处理,因此需要发送到云或数据中心进行进一步处理的数据变得更少,这减少了需要传输的数据量,同时也降低了成本。

模型精度:AI依赖高精度模型,尤其是对于需要实时响应的边缘用例。当网络带宽过低时,一般会通过降低输入模型的数据大小来缓解。这会导致图像尺寸减少、视频跳帧和音频采样率降低。当部署在边缘时,数据反馈回路可提高AI模型的精度,并且可以同时运行多个模型。

更广泛的覆盖范围:互联网接入是传统云计算的必备条件。但边缘计算可以在本地处理数据并且无需连接网络,这将计算范围扩大到了以前无法接入或远程的位置。

数据主权:当数据在采集地点得到处理时,企业机构就可以通过边缘计算将所有敏感数据和计算保留在局域网和公司防火墙内。这能降低云端遭受网络安全攻击的风险,并使企业能够更好地遵守严格而不断变化的数据法律。

三、云计算在边缘AI中扮演什么角色


边缘和云计算都可以充分使用容器化的应用。容器是一种易于部署的软件包,可以在任何操作系统上运行应用。这些软件包从主机操作系统中提取,因此它们可以在任何平台或云端运行。

云和边缘容器的主要区别在于位置。边缘容器位于网络的边缘,更接近数据源,而云容器则在数据中心运行。

已实施容器化云解决方案的企业机构可以十分轻松地将它们部署在边缘。

企业机构一般会使用云原生技术来管理他们的边缘AI数据中心。这是因为边缘AI数据中心的服务器常常分布在成千上万个地点,而且这些地点无法既没有物理安全保障也没有受过培训的人员。因此边缘AI服务器必须是安全、有弹性并且易于大规模管理的。

四、何时使用云计算与边缘计算?


边缘计算和云计算具有不同的特点,大多数企业机构最终会同时使用这两种计算。下面是您部署不同工作负载时需要考虑的一些因素。

网络连接受限或无网络连接的远程地点

大型数据集的成本太高,无法发送到云

高度敏感的数据和严格的数据法律

边缘计算优于云计算的应用示例之一是医疗机器人。外科医生需要访问实时数据,而这些系统包含了大量可以在云中执行的软件,但手术室中日益增加的智能分析和机器人控制系统无法容忍时延、网络可靠性问题或带宽限制。在该应用示例中,边缘计算直接关乎病人的生死。

两全其美的选择:混合云架构

许多企业机构必须融合云和边缘,他们会尽可能采取集中式管理并在必要时采取分散式管理。混合云架构使企业能够发挥本地系统的安全性和可管理性,同时充分运用服务供应商的公有云资源。

不同的企业机构所采用的混合云解决方案也有所不同,例如在云端训练+在边缘部署、在数据中心训练+在边缘使用云管理工具、在边缘训练+将模型集中到云端进行联合学习等。云与边缘的结合可以创造无限的可能性。

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本文转载自长安事,原作者刘思。原标题《视频物联网 | 边缘将吃掉云?》亿欧智慧城市对文章进行二次编辑,供读者参考

近期,阿里云、华为等企业分别召开合作伙伴大会,海康威视的 AI CLOUD 也将在月底开始。因为会议还没有开完,生态建设这个主旋律目前看不全,等到 3 月会议季结束才能写比较全面的观察,这个以后再表。从技术和产品上看,就像同行昨天写的文章一样,边缘智能逐渐成为热点和主流。这一点无论是哪一家企业,在接下来的布局上一定会投入大量精力。

在 AI 大潮下,提速增效和降低成本是各行各业纷纷投入智能化怀抱的原始动力。2017 年所提出的边缘计算应用在安防行业,也是本着降低响应时间、提高运算效率、降低网络和用户成本的使命而生。在全云时代,边缘计算一出,就出现了与云计算的对比。从开始的视而不见,慢慢演变到现在有边缘替代云的声音。昨天看到老牌的计算机技术论坛 CSDN 翻译过来的一篇文章,物联网与开源领域专家 Ian Skerrett 直言," 边缘计算将吞掉云 "。云这个概念打出生起也就十几年,寿命如此之短就要被替代了?我们可以进行深入的思考和分析,看看这个论断是否正确。(由于熟知领域有限,本文仅从视频物联网领域分析。)

Edge Computing(边缘计算)并不是新概念,早在 2003 年 AKAMAI 就与 IBM 合作提出边缘计算,最早的目的在于网络服务和流量分发。在物联网领域的应用,是边缘计算的革命性变化。一句话概括的话,边缘计算在物联网中的应用,就是利用靠近数据源的边缘地带来完成的运算程序。

边缘计算存在于感知层和云之间

提出。同样用一句话概括,就是利用互联网实现随时、随地、按需、便捷地使用共享计算设施、存储设备、应用程序等资源的计算模式。云又分公有云和私有云。物联网时代,大数据进行抓取和信息交换衍生出处理结果并为人所用,本地存储和处理无法实现海量数据和多用户群体的数据交换、交互和使用,公有云很好的完成了这项使命。私有云更倾向于定制服务,一个用户(企业级用户起步)由于信息安全、效率保证等原因,要求定制服务且不对公共开放,是私有云最大的应用场景。

云计算和边缘计算的数据处理方式区别

从广义上看,云计算和边缘计算是从属关系。云计算包含边缘计算,边缘计算是云计算的一种形式。云计算的特点是全面、海量、集中;边缘计算的特点是灵活、快速、分散。云计算把握整体,边缘计算更专注局部。边缘计算是对云计算的一种补充和优化。二者的区别大致可分为两个方面。

1、云计算强调全局性、非实时、长周期的大数据处理与分析,能够在长周期维护、业务决策支撑等领域发挥优势。

2、边缘计算更适用局部性、实时、短周期数据的处理与分析,能更好地支撑本地业务的实时智能化决策与执行。

3、云计算是集中式大数据处理,边缘计算则是边缘式大数据处理。

把它放在智能化的大环境下看,可以用人体打个比方。如果把云计算比作整个计算机智能系统的大脑。那么边缘计算就是这个系统的眼睛耳朵和手脚。核心服务器让智能系统具有很强的人工智能,但是如果这个人工智能是聋子瞎子,它也发挥不了太大的作用。大数据应用中常常面对的一个痛点,就是没有采集到合适的数据。边缘计算可以为核心服务器的大数据算法提供最准确,最及时的数据来源。边缘计算和云计算的结合让整个智能系统不但头脑清楚,而且耳聪目明,手脚灵便。

如上所述,从交集关系和相互作用分析出发,我们不难看出,边缘计算与云计算需要通过紧密协同才能放大边缘计算和云计算的应用价值,更好的满足各种需求。而不是谁取代谁、谁吃掉谁的关系。

视频物联网的云计算和边缘计算

上边说了广义云计算和边缘计算的关系,具体到视频物联网,大体情况也是如此,只不过更加细化。如果 CSDN 刊发的翻译文章能够加上定语,我们认为是完全没有问题的,这个定语就是,在特定应用场景下,边缘计算将部分替换云计算。

边缘计算是服务于整个物联网行业的,视频物联网是其中的一个应用场景。而视频物联网中,又包含无数个细小的应用环境。概括来说,可以分为企业级、公共业务级和个人、中小客户业务级。

从这三个分级上看,私有云用户可以将现有应用改成边缘计算作为云端视频服务的基础。这层用户,就是上述三类分级中的企业级用户,也就是原来我们所讲的工业互联网的应用用户。现代视频应用中心,安防仅是一个小的分类,企业需要的视频技术往往涵盖了企业的生产管理、人资调度、质量管理、物流仓储管理等多元的可视化管理,其目的在于实现更高效的工业和流程自动化控制及可视化管理。这些企业级用户本身没有公有云需求,完全需要定制开发,数据为自己所用,结果为自己和自己的客户服务就足够了。这类应用场景中,对于强调全盘能力和海量数据、海量用户的云计算需求并不大,为了提效降费,也为了数据安全,完全可以采用更贴近业务端的边缘计算来满足自己和客户的需要。比如制造业、金融业、物流业等。

混合云用户和公有云用户,是离不开云计算的。我们如果把应用场景扩大到城市级管理平台,也就是物联网(或者缩小到视频物联网)的另外一个大的应用环境—智慧城市中,用户单位水乳交融,比如城管、交通、治安、医疗等等,各个部门都有视频大数据需求,每个部门也都有自己的私有云,但汇集到整个城市,在理想状态下是要进行二次的数据共享和交换、分发,从而为整个城市管理作为依据的。他们既强调边缘计算的快速响应,也需要云计算的视频大数据作为信息源来进行整体管理的规划。那就离不开云边协同,一起展开工作。

广义上视频数据的公有云用户,我们可以暂时归类为个人用户和中小企业主,他们是最底层的 SaaS 级应用客户,运用前端设备和平台进行家庭和店铺厂房布防、入侵探测、客流分析、热力分析等动作,需要提供平台的公有云 + 提供智能算法和前端边缘节点的企业为之进行服务。在雪亮工程等视频二次大联网的前提下,但凡公共区域的摄像机从理论上都是被纳入到联网范围的(当然法理和技术上还有很长的路要走),所以这类用户,短时期内是公有云用户,长期来看也可视为云 + 边的用户。

综上,云计算和边缘计算细分到视频物联网领域,更加没有谁吃掉谁的概念,而是根据不同应用场景,进行不同功能间的相互促进和补充。

从去年到今年,由安防领域向视频物联网方向转型的几家企业,尤其是海康威视和大华,一前一后,已经完成了企业结构的转型。如果 2017 年海康发布边缘计算应用在安防时看的不是很清楚,那么从他们去年年中企业架构的转型,包括大华今年年初的调整,就能看出,促成改革的是核心业务的转变。

之前作为安防企业的定位,行业内很多企业仅仅以应用事业部制进行客户归类。这次转变,从现在看是按照用户对云和智能化需求的不同进行结构改革的。大体上来说,私有云对企业业务中心,混合云对公共业务中心,公有云对个人和中小用户业务中心。

这种划分,华为早已经做出了探索。华为的企业架构大致分为几个事业部,企业网络 BG、运营商网络 BG、消费者 BG 以及服务 BG 等。如果把云和网络作为主干线,前三者就能有机的按照用户应用归类划分事业部了。而作为互联网企业,BAT 三家的云事业部,也是面向用户群体特征进行的业务拆分。

在这些企业的分类中,从设备商转型到设备 + 软件 + 服务商的企业更强调云端协同、云边协同和前端智能提高整体效率。而高举高打的互联网企业和华为这类基础架构型企业更强调生态和平台。但无论哪家,都不会扔掉云或者边而取其一,一定是协同发力,占领更全面的用户群体。

物联网每年安装数十亿台智能设备,据估计,到 2020 年将安装超过 200 亿台智能设备。设备的不断增加,处理和分析这些数据的压力不断加大,边缘计算的带来的边缘智能一定会越来越重要。而云作为基础,将在智慧城市、智能交通、智慧医疗、智慧公安等大领域,一边吸收边缘智能的成果,一边固化平台海量数据结构化的优势,互为动力,一同前进。

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