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智能造车离不开的边缘计算,究竟是啥?

2022.09.21 10:45 593浏览

作者| 慕课网精英讲师 暮闲

随着万物互联时代的到来,边缘计算的重要性愈加突显了出来,有很多小伙伴给我反馈说,我连边缘计算是个啥都不知道,你给我要学习边缘计算?鉴于此,我总结了各方面有关边缘计算的知识,连夜肝了这篇文章,希望能够帮助小伙伴们去更好的认识什么是边缘计算。

以下文章,我将从四个角度解读边缘计算:

  • 边缘计算概念理解

  • 边缘计算类比理解

  • 边缘计算应用案例

  • 边缘计算企业落地

本文通过以上四个方面的内容,将概念与应用相结合,二者相互论证来理解边缘计算,力图为小伙伴们在脑海中建立边缘计算的模型。

边缘计算概念理解

首先我们先来看一下,维基百科对边缘计算的定义:

边缘计算是一种分布式计算范式,它使计算和数据存储更接近数据源头,这有望缩短响应时间并节省带宽。“一个常见的误解是边缘计算和物联网是同义词。边缘计算是分布式计算的拓扑和位置敏感形式,而物联网是边缘计算的用例实例。”

从概念理解中,我们可以提取出来有关边缘计算的两个关键词,数据源头和分布式计算,我认为这两个词语就是边缘计算的核心所在,下面咱们进一步理解这两个词语。

数据源头

什么是数据源头,下面咱们就根据是否采用边缘计算来对比看看。

在没有使用边缘计算之前,云端与边缘设备直接交互,其实就是物联网场景,如图所示:

https://img2.sycdn.imooc.com/632189430001e00406400343.jpg

(物联网场景)

位于边缘侧的物联网设备如果需要计算资源,则需要将数据提交到云端,然后云端将计算的结果返回到边缘侧。人工智能也是类似道理,例如咱们平时经常看到的人脸识别设备,则需要将数据上报到云端,然后云端返回人脸识别的结果。

这种方式最大的缺点就在于需要云端和边缘的设备直接保持连接,数据传输会受到带宽的影响,所以性能就要大打折扣,那怎么才能做到加快边缘侧设备响应速度呢?答案就是通过边缘计算来解决,如图所示:

https://img2.sycdn.imooc.com/6321894500010a0806400334.jpg

(边缘计算场景)

如图所示的实线部分就是加入边缘计算后,计算方式发生的改变。简而言之就是咱们将服务器搬到了离设备更近的地方,让计算离数据的源头更近,这样自然数据传输就更快了,所以边缘设备响应就能更快了。

有的小伙伴可能会问:离数据的源头更近,那到底多近才算近?我的回答是,没有明确的物理距离的划分,没有说必须少于10米才算近,我们需要明白的是,这是 “近” 一个相对的概念,就例如假设设备位置在上海,原本要访问北京的服务器,现在把服务器搬到了上海,那相对于直接访问北京的服务器,访问上海其实也就是离数据的源头更近了,相对的概念很重要。

分布式计算

下面我们来理解边缘计算另外一个核心概念:“分布式计算”。分布式计算的概念其实很好理解,简而言之就是让原本在一台主机完成的计算,将其按照一定的逻辑划分分配到多个主机上。如果这样说你不太明白,那换个方式说吧:就好像数钱,假设你的钱特别多,自己一个人数不过来了,就喊了你的几个小伙伴来帮你数,原本由你一个人数现在换成了多个人数,这就开始进行分布式计算了,但是数钱咱得安排任务吧,小张负责数左边那一堆,小李负责数右边那一堆,小刘负责…,这个过程就是分布式的任务调度。

带着对概念的理解,下面咱们就来看一下在边缘计算场景下的分布式计算是怎样的呢,如图所示:

https://img4.sycdn.imooc.com/632189460001ea7f06400371.jpg

(边缘计算分布式计算场景)

我们可以先蒙住中间边缘节点那一层不看,可以看到如果边缘侧海量的设备与云端直接相连,那么必然需要云端提供大量的计算资源,而云端计算资源总是有限的呀,计算不过来怎么办呢?最直接导致的就是边缘设备无法响应呗!

好了,现在我们放开蒙住边缘节点那一层再来看,可以看到边缘计算其实就是在靠近边缘设备的地方,利用边缘节点来为这些设备提供计算资源,类似于咱们上面说的那个数钱的例子,云端数不过了,边缘节点帮着数!就好比原本我们把1台服务器部署在云端,现在我们换成了N台服务器分别部署到了离数据更近的地方,这N台边缘计算节点就能减轻原本云端的计算压力。

边缘计算类比理解

前面咱们讲解了边缘计算的概念,可能有的小伙伴觉得不太好理解,所以咱们这里再来通过类比的方式来理解什么是边缘计算。

边缘计算类比 CDN

如果没有听过 CDN 没有关系,小伙伴肯定都逛过淘宝、刷过抖音、追过剧吧。为啥咱们访问这些图片、视频这么快呢?答案就是因为这些资源就在离咱们当前IP最近的地方放着呢,去最近的地方拿当然快了呀,CDN 的流程大致如图所示:

https://img1.sycdn.imooc.com/632189460001e19406400440.jpg

(CND原理)

边缘计算和 CDN 的差别就在于,CDN 是存储资源的节点,而边缘计算是需要提供计算服务。前者消耗的是磁盘空间,后者消耗的是内存、CPU、GPU等计算资源。

边缘计算类比学生、班主任与校长

在咱们生活当中,也有很多非常类似于边缘计算的场景,如图所示:

https://img4.sycdn.imooc.com/6321894700012b2e06400197.jpg

(边缘计算类比举例)

在学校当中,有好多学生啊,如果这些学生都归校长管,那校长估计得疯掉吧!所以说需要将学生按照班级进行划分,每个班主任管一批学生。然后班主任定期向校长汇报工作就好了。

在这个流程当中,咱们就可以来类比一下,学生=边缘设备,班主任=边缘节点,校长=云端。班主任管理学生,就好像边缘节点为边缘设备提供计算资源;班主任为校长减轻管理压力,类比于边缘节点为云端分摊计算压力;班主任向校长汇报工作,等同于边缘节点向云端上报节点心跳。怎么样,通过类比的方式然后结合前面的概念理解,对边缘计算有更深的认识了没有呢?

边缘计算应用案例

在了解了边缘计算的概念之后,下面我们就来看一些目前最新的边缘计算应用案例。

国内各大云厂商

国内非常多的云厂商都相继在边缘计算领域布局,都在研发相关的边缘计算产品,作为程序员的我们,如果是去找大厂的边缘计算岗位,大概率入职之后还会维护这些边缘计算相关的产品。

边缘计算目前已经在逐步发酵,越早学习边缘计算对我们而言,是百利而无一害的。同时呢,我们也可以去分析这些边缘计算的产品,来有助于我们进一步理解边缘计算。

最后,你懂什么是边缘计算了吗?

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