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“边缘”和“远边缘”的常见问题是什么?

在最近的Cool Beans专栏中-物联网、工业物联网、物联网和AIoT的常见问题是什么?-我介绍了,,边缘,以及远边.从那时起,我开始和一些人交谈,我意识到关于雾和边缘的开始和结束有很多困惑。

真正的问题是不同的人有不同的观点,他们对这些术语有不同的理解。这当然不是我诽谤的地方(我的投掷臂已经不像以前那样了),但也许我可以提供一些澄清。

让我们先来思考一下我们如何想象互联网,它就像一张包围世界的连接之网。

互联网本身是由许多不同的组件组成的。它的核心是不同形状和大小的数据中心。大型组织有自己的数据中心,用于存储、分析、管理和传播数据。此外,还有包含亚马逊、谷歌、IBM和微软等公司拥有的数万台服务器的巨大数据中心。这些是执行网络搜索和存储大量数据的地方,包括YouTube视频等。这些公司还将其服务器提供的令人难以置信的计算能力出租给其他公司,这些公司使用这种强大的能力来执行广泛的任务。

术语“云”一般是指在这些数据中心的服务器上运行的任何软件和服务。不同的供应商提供不同的产品,包括私有云、公共云和混合云。云的优势在于,您可以从世界上任何地方访问数据,并且可以根据需要(并且负担得起)在某个问题上投入尽可能多的计算资源来解决手头的任务。

还有大量以通信链路和交换机形式存在的基础设施,以及大量的软件和硬件协议,用于传输数据。这些通信链路以电缆、电线和光纤的形式存在;无线电、微波和卫星;还有很多其他的传输机制。

然后我们有互联网服务提供商(ISPs),也被称为互联网接入提供商(IAPs),这些公司为他们的客户(你,我,其他公司)提供互联网接入。如果我们将互联网想象成一个数据高速公路网络,我们可能会认为isp以“入口匝道”和“出入口匝道”的形式提供对互联网的本地访问。

互联网的最外层包括家庭、商店和工厂。在工厂的情况下,这些可能包含一堆服务器,用于存储、分析和管理该设施本地的任何数据。这些本地服务器可以被认为是一个微型云,称为.通常,雾中的数据(或其处理过的版本)也会被传递到云端进行额外的处理、存储和传播。拥有自己的雾可以让工厂保持运行,即使它失去了与云的连接。

在互联网的最极端,我们有子系统(传感器,数据记录器,执行器)与现实世界的接口。这些通常被称为边设备.对于这些边缘设备来说,一种方法是简单地将大量数据传输到云端——例如,来自监控摄像头的视频流——但这将消耗大量的电力、通信带宽和(潜在的)资金。另一种选择是在边缘设备本身中执行计算、安全、分析、人工智能(AI)和机器学习(ML)任务。这就是我们所说的“前沿计算”和“前沿人工智能”。问题又一次出现在我们定义什么是边,什么不是边的问题上。

顺便说一句,有一本很棒的书叫管子:互联网中心之旅安德鲁·布鲁姆著。就像封底上写的

在我们数字生活的幕后,看看互联网本身的物理核心。这是一本关于地图上真实地点的书:它们的声音和气味,它们传奇的过去,它们的物理细节,以及生活在那里的人。布鲁姆分享了他的实地报道故事,以及对互联网如何运作的清晰解释,这本令人大开眼界的游记为技术在我们生活中的作用提供了一个独特的视角。

我不得不说,我在这本书中发现了丰富的信息,强烈推荐。然而,遗憾的是,它并没有解决雾和边缘从哪里开始和结束的问题。

1884年,英国校长埃德温·阿伯特出版了他的讽刺中篇小说平面世界:多重维度的浪漫.这本书以“A Square”为笔名,用虚构的二维平面世界Flatland来评论维多利亚文化的等级制度,但它更持久的贡献是对维度的审视。平地在第一次出版时,它并没有受到高度重视,但在阿尔伯特·爱因斯坦提出广义相对论后,它被“重新发现”,这使得第四维的概念变得突出。

我在这里提到这一点的原因是,我一直在努力决定如何表达我对迷雾和边缘的开始和结束的想法,我认为最好的方法是在二维空间中可视化互联网的一部分,如下图所示(我敢打赌你认为我在迷失在杂草中;你居然怀疑我,真可耻)。

未来无所不在的互联网

我们已经开始认为互联网是无所不知、无所不在、无所不能的(无所不知/无所不见、无所不在、无所不能),但看在上帝的份上,这不是我亲爱的老母亲!

物联网(IoT)这个术语已经无处不在,互联网本身有时似乎无处不在,以至于我们可以想象现实世界和互联网的相对比例,如下图所示。

有些人认为互联网无处不在

(点击放大-图片来源:Max Maxfield)

当然,现在已经有很多物联网基础设施了。这也是事实,世界上有很多物联网设备(根据Statistica预计到2020年,全球将安装约300亿台物联网连接设备),但与我们的发展方向相比,这只是沧海一粟。

在未来的某个阶段,即使是最简单的设备,如灯泡(或它们的等价物),也可能有自己的IP(互联网协议)地址,允许它们被单独监控和控制。此外,即使是最简单的小工具和小发明,如闹钟、收音机、电水壶和电烤面包机,也可能配备嵌入式语音(语音控制和语音生成)和嵌入式视觉,所有这些都增强了由AI和ML技术提供的认知(思考、推理)能力AI, ann, ML, DL和dnn的常见问题是什么?).

想象一下不久的将来,当我们都戴着最新、最好、最时尚的虚拟现实和增强虚拟(MR+AV)耳机四处闲逛时(参见另文)VR, MR, AR, DR, AV和HR的常见问题是什么?).我们该拿这些小流氓怎么办?在现实中,我们只是被我们的想象力所限制,但以下是我脑海中浮现的三种场景(请在下方评论中提出更多建议):

  1. 你去看一场像超级碗这样的体育赛事,你的MR+AV耳机会在赛场上叠加图形元素,比如黄色的“首线”和蓝色的“争抢线”5G在2025年超级碗上遇到5万名粉丝).
  2. 你得到了一份信息技术经理的工作。当你在设施中漫步时,你的MR+AV耳机使天花板和墙壁看起来是半透明的,这样你就可以看到连接、开关和路由器盒子以及所有的电缆。此外,还会向您提供图形指示,说明哪些电源线是带电的,哪些数据线是活动的(请参见增强现实技术遇到IT经理).
  3. 你参观了一个自然保护区,那里布满了微型传感器、麦克风、摄像机等。如果你看到了感兴趣的东西,比如两只松鼠在争论谁拥有哪些坚果,你的MR+AV耳机可以让你进行视觉和听觉的“放大”,这样你就可以更好地让你的眼睛和耳朵享受大自然的风景和声音。此外,你的耳机可以让你访问不同的摄像头视图来跟踪松鼠的移动,并提供各种额外的信息。

当然,我们还没有到那个地步,但我真的相信,这种情况会比我们想象的更快出现。

目前普及程度较低的互联网

回到今天的互联网,虽然确实有很多边缘设备,但现实世界中有很多地方是没有连接的,所以我认为一个更现实的表示方式是如下图所示:

目前,互联网并不像你想象的那样无处不在
(点击放大-图片来源:Max Maxfield)

我想在这里指出的是,现实世界是一个非常非常大的地方。您的ISP可能离您相当近(10到几百英里,这取决于您是住在城市还是乡村),而您访问的数据中心可能位于世界上任何地方,距离您的位置数千英里。

摇摇欲坠

我认为前面的描述是为什么有这么多关于“边缘”的困惑的原因之一。当我们“缩小”,看更大的画面时,边缘的一切都被压缩到一个小的地理位置。所以,现在让我们放大一点,考虑一下我们在工业和住宅环境中可能会看到的情况,如下图所示。

在边缘放大
(点击放大-图片来源:Max Maxfield)

如果你是一名从事互联网基础设施工作的网络工程师,我可以理解为什么你可能会认为工厂里的一切都是在边缘(a)——工厂可能离它的云有几千英里远。

如果我们看看工厂内部,我们可能会有一堆传感器、执行器、数据记录仪等形式的边缘设备。这些设备可能连接到本地/客户端/边缘服务器,该服务器本身可能连接到一组提供本地雾的服务器。在这种情况下,有些人可能认为“边缘”包括边缘设备和边缘服务器(b),而其他人可能将边缘服务器作为雾的一部分(c)。另一种选择可能是将边缘设备指定为位于远边极端的边缘,从而允许边缘服务器位于边缘同时保持与边缘装置和雾(d)的区别。

现在让我们把注意力转向住宅场景。我在想我自己的房子,在那里我们发现了一堆边缘设备,比如亚马逊Echo和亚马逊Dot,几台苹果电视,一个智能恒温器,还有大量用来控制灯光的智能插头。电缆盒/以太网交换机/无线路由器组合位于书房的壁橱中。所有设备都通过Wi-Fi和/或蓝牙进行无线通信。那么,所有这些设备都应该被归类为边缘(e)吗?或者只是边缘上的边缘设备,在这种情况下,我们如何分类无线路由器等(f)?或者我们应该说路由器在边缘,但边缘设备在远边缘或极端边缘(g)?

我必须承认,我在这里有点摇摆不定,但我倾向于分别在工业和住宅场景中选择选项(d)和(g)。你说呢?你对此有什么看法?

关于“边缘和远边缘的常见问题解答是什么?”

  1. 你好,马克斯!伟大的文章。至于边界网关(边缘路由器),我认为这取决于它们的大部分流量流向哪里,以确定它们是雾还是边缘设备。如果它们的主要功能是聚合数据并将其发送到云端,那么它们就是雾的一部分。然而,如果它们的主要功能是作为其他极端边缘设备之间的中继,那么它们就是边缘的一部分。而且,像亚马逊Echo这样的设备属于一个独特的类别。因为,从技术上讲,它们是用于家庭内部的本地控制和通信的(这将使它们成为边缘设备),但它们需要云来操作,而云中的Alexa技能是有用的。然后,他们提供从Alexa技能到家庭设备的中继功能,否则这些设备就无法连接到云端,因此在这个意义上,它们有点像雾。我认为,工业模式的分界线要清晰得多。我不确定我是否在乎这种或那种方式,只要我在完成架构/构建系统时获得报酬。

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