边缘计算场景下云边端一体化的挑战与实践

本文整理自腾讯云专家工程师王继罗在 2020年12月深圳 Qcon 大会上的分享内容——边缘计算场景下云边端一体化的挑战与实践

边缘计算想必大家都已经听过了,但是如何将业务扩展到边缘,从而实现更大的业务价值呢?

关于这个问题,腾讯云早在几年前就已开始进行思考,并且着手打造了云边端一体化的超融合平台,目的是希望能够让业务可以更容易落地到边缘。

今天,我们就从以下三个部分展开,跟大家分享腾讯云在建设超融合平台时的一些经验:

第一部分:主要介绍边缘计算有什么作用、业务落地边缘存在哪些挑战、以及为什么要有云边端一体化;

第二部分:主要介绍腾讯云在打造超融合平台时的一些实战经验和进展;

第三部分:介绍 3 个边缘业务落地案例。

云计算发展趋势

边缘计算场景下云边端一体化的挑战与实践

提到云计算,大家第一时间就会想起中心云计算。中心云计算是一种集中式架构,计算资源位于中心机房,由云厂商统一维护。那么,这种模式有什么好处呢?

业务方不再需要管理底层资源,更能聚焦于业务本身,降低了管理成本;

业务方可以灵活高效地申请、使用、退还底层资源,从整体上提高了资源利用率,降低了资源的使用成本。

而边缘计算,是一种分布式计算,计算资源分散在离数据源比较近的地方,达到就近提供服务的目的。从时间维度上看,边缘计算的发展可以分为 3 个阶段:

技术形成期,1998 - 2013。最早可以追溯到内容分发网络(CDN),主要用途把数据缓存在离用户近的位置,达到缩短数据下载时间,提高用户体验的目的。

快速发展期,2014 - 2017。由于满足万物互联的需求,引起国内外学术界和产业界的密切关注,各机构纷纷出台相关的白皮书。

实际落地期,2018 - ? 随着 5G 的发展,出现越来越多的落地场景,进入政府工作指导报告,基本上可以预见边缘计算会开始爆发。

边缘计算有什么用

边缘计算场景下云边端一体化的挑战与实践

前面我们讲了边缘计算是什么,有些人就会有这样一个疑问:既然我们已经有了中心云计算,为什么还需要边缘计算?边缘计算能带来什么价值呢?

其实随着技术不断地发展,云计算的范畴已经从中心不断地向边缘扩展,演变成了中心云-边缘云-端设备协同工作的架构模式。

为什么会发生这样变化呢?主要是因为需求和场景在不断变化,尤其是许多传统行业在信息化改造过程中提出来更多新需求,如:工业制造、港口物流、交通能源等等。

以智能制造为例,智能制造的本质就是设备智能化、信息化,整个系统的工作流程是:采集数据、处理数据、指导生产。这带来了两个方面的问题:

高实时性要求。很多工业数据具有极强的实时性,过期时间非常短,往往只有几毫秒,这就要求采集数据、数据处理、指导生产的整个过程需要在几毫秒内完成。如果上传到云端处理,然后从云端返回控制指令,整个过程就会耗时比较长,显然不能满足时效性要求,会造成严重的后果,比如制造出的产品精度不够,或者次品率比较高,所以就近处理数据是智能制造的核心。

海量数据如何处理。智能工控设备、传感器源源不断地产生工业产品及环境方面的数据,带来很高的传输和存储成本,这些成本甚至超过智能化带来的利润,反而成了工业往智能化转型的阻碍。另一方面,这些数据 90% 以上都是无效数据,如果可以尽可能早地筛选出有用数据,去除无效数据,就可以很好地降低传输和存储成本。

再举一个高清视频的例子,4K的高清视频需要至少 40M 带宽,带宽容量和成本是我们必须考虑的重要因素,相对于中心机房,边缘机房的总带宽容量要大,单价也更便宜,因此这类服务很适合部署在边缘。

总的来说,边缘计算可以带来4个方面的好处,容量更大、时延更低、成本更低、支持本地化处理。

边缘计算架构

前面我们讲了云计算在逐步演变成中心云-边缘云-端设备协同工作的模式,那新模式下的架构如何呢?

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