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物联网里怎么一步步把云和边缘计算给融合起来的那些事儿

说到物联网里云和边缘计算是怎么一步步走到一起的,这事儿有点像一个大公司从中央集权到给地方分公司放权,最后又找到一种中央和地方高效协作模式的过程,最早的时候,物联网的玩法特别简单粗暴,所有东西都连着网,比如工厂里的传感器、家里的智能摄像头、农田里的湿度探测器,它们只有一个任务:就是拼命地收集数据,然后不管三七二十一,统统通过网络传送到一个很远很强大的中央计算机——也就是“云”上面去。(来源:早期物联网架构描述)

云呢,就像公司总部,拥有无穷无尽的计算能力和存储空间,它收到海量数据后,再进行分析、处理,最后做出决策,比如命令工厂的机械臂停下来,或者让家里的空调打开,这个模式听起来很美好,总部强大嘛,但很快就遇到了大麻烦,第一个麻烦是“网络拥堵”,想象一下,成千上万个设备同时往一条高速公路上挤,拼命传送高清视频这类大数据,网络很快就瘫了,延迟非常高。(来源:关于云计算瓶颈的讨论)第二个麻烦是“反应迟钝”,有些事儿是等不及的,比如自动驾驶汽车探测到前方有障碍物,它要是先把数据传到几千公里外的云上,等云算好了再传回指令“快刹车”,车早就撞上了,再比如工厂里一个关键零件出问题,等云来发现,可能整条生产线都废了。(来源:边缘计算在自动驾驶和工业场景中的应用必要性)

这时候,大家就开始琢磨了,能不能把一些计算能力下放到离数据产生的地方更近的位置呢?这就是“边缘计算”最初的想法,就像公司发现,不能所有事都等总部批条子,得在各地设立分公司,给分公司经理一些权力,让他们能处理一些本地紧急事务。(来源:边缘计算概念的兴起)最开始,这个“边缘”可能就是个稍微强大一点的设备,比如在工厂车间里放一台工业电脑(工控机),这台电脑就能先把本地传感器数据汇总起来,做一些简单的、实时性要求高的分析,比如发现某个机器温度瞬间超标,它立马就能下令停机,不用再请示“云总部”了,这一步,可以看作是云和边缘的“初次分工”,边缘负责快反应和减负,云还是负责复杂的、需要全局数据的大分析。(来源:边缘计算与云计算的最初分工模式)

但光是分工还不够,因为数据和决策可能会脱节,分公司处理完事情,得向总部汇报啊,总部也要根据所有分公司的情况调整大战略,下一步的融合就是让云和边缘“对话”起来,技术上的一个关键点是容器化技术,比如Docker和Kubernetes的普及。(来源:容器技术对边缘计算的影响)这玩意儿好比给软件打成了标准化的集装箱,以前,给每个边缘设备部署软件就像手工艺品,一个个手动安装配置,麻烦死了,现在好了,云上开发好的应用,打包成标准集装箱,可以轻松地、自动化地分发到成千上万个边缘设备上去运行,云变成了一个指挥中心,统一管理着遍布全球的边缘“舰队”,可以远程监控它们的健康状况,一键给它们升级软件。

再往后,融合就更深入了,变成了“协同智能”。(来源:边缘与云协同智能的概念)云利用其强大的能力,基于所有边缘节点上传的摘要数据,训练出更精准、更智能的人工智能模型,把这个训练好的、可能很庞大的模型进行“瘦身”优化,再下发到各个边缘设备上,这样,边缘设备就拥有了本地化的“小脑”,能在断网的情况下也做出相当聪明的决策,比如摄像头能直接识别出特定的人或物体,而不仅仅是录像,边缘设备在本地处理时,只会把那些异常的、关键的、有代表性的结果或者模型需要优化的新样本,上传给云,云再集中学习,生成更聪明的模型,再下放,这就形成了一个“云训练,边缘推理,边云协同进化”的智能闭环。

现在的融合趋势是朝着“一体化”和“平台化”发展。(来源:主流云厂商的边缘计算平台战略)像亚马逊的AWS IoT Greengrass、微软的Azure IoT Edge、阿里巴巴的Link IoT Edge这些,它们都不是单独卖边缘软件或者云服务,而是提供一整套从云到边的完整解决方案,开发者可以在云上熟悉的界面里,统一编写代码,然后选择让这段代码在云上运行,还是在指定的边缘设备上运行,管理起来就像管理一个整体,这彻底模糊了云和边缘的物理界限,让开发者更关注业务逻辑本身,而不用太操心代码具体是在哪里执行的。

回顾这个过程,物联网里云和边缘的融合,不是谁取代谁,而是一个从最初的“一切上云”,到发现问题后开始“边缘分流”,再到为了效率而“边云分工协作”,最后进化到“边云智能一体”的逐步深化过程,这个融合的核心驱动力,始终是为了在数据的实时响应、网络带宽成本、以及全局智能化之间,找到那个最佳的平衡点。

物联网里怎么一步步把云和边缘计算给融合起来的那些事儿