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從數據中心角度探討邊緣計算和物聯網世界
發布時間：2018-11-30 分類：趨勢研究
伴隨著各行業組織的數字化轉型，很多變化已經發生。數字化不只是一個營銷術語，企業成為一個數字實體，這意味著它們可以支持和運行高級用例、移動用戶和新類型的用例。
企業的用戶和IT平臺如今分布更加廣泛。而且，其中很多都與網絡連接設備、用戶和物聯網相關聯。此外，該市場也將繼續增長。調研機構埃森哲公司的最新研究發現，醫療物聯網(IOHT)已經實現了成本節約，但持續的投資是必不可少的。該報告指出，通過引入更多的物聯網連接、遠程監控和信息收集，醫療物聯網(IOHT)可以更好地促進利用醫療資源的完善，幫助人們做出更明智的決策，減少效率低下或成本浪費等問題，也有利于患者的健康和恢復。該報告估計，到2020年，醫療物聯網(IOHT)的市場價值將達到1630億美元，2015年至2020年的復合年增長率(CAGR)為38.1%。
不斷增長的市場是數據中心運營商和企業管理人員積極投資物聯網解決方案的重要原因。此外，他們還投資于可支持物聯網設備和訪問數據的所有用戶的解決方案。而這是適用于邊緣計算的地方。AFCOM公司最近發布的數據中心行業研究報告發現，81%的受訪者表示采用邊緣計算的目的是支持和啟用物聯網。40%的受訪者已部署或計劃部署邊緣計算。
企業在投資或采用邊緣計算之前，需要認真思考，并了解自己和自己的邊緣計算要求。
邊緣數據中心基礎設施設計中的需求評估
邊緣計算解決方案不只是一個數據中心站點，其規模更小，特定于用例，并且采用IT環境密集的設計，以幫助企業處理更多的服務和用戶數據。
用例定義
企業需要審視自己組織的長期戰略。例如，業務正在不斷成長嗎?會支持遠程用戶嗎?是否嘗試提供新型連接服務?如果企業認為具有這些優勢，適合采用邊緣計算，那么可以采取后續步驟，編寫一份良好的業務計劃和技術策略為應用邊緣計算提供支持。企業無需成為邊緣計算專家即可明確定義自己的用例。此外，有很多供應商商可以幫助企業完成這一過程。但是，重要的是要調整基礎設施和業務，以確保企業的戰略能夠實施。招聘到能夠將這一愿景變為現實的合適人才，是企業成功的關鍵。
延遲預算
對于最終用戶來說，網絡延遲是下載電影需要很長時間的主要原因。但是對于內容供應商而言，完成這個功能所需的毫秒數卻需要通過客戶不滿和成本來衡量。此外，對于企業而言，網絡延遲也可能意味著業務損失或競爭優勢。
即使以光速從中央數據中心(例如位于一級市場的數據中心設施)往返也可能意味著傳輸成本的累積。根據ACG Research公司進行的一項研究估計，在大都市數據中心處理的本地緩存內容可以在五年內節省大約1.1億美元的成本。如果將這種邏輯應用到運行工業物聯網(IIoT)部件跟蹤應用程序的企業，則可以評估傳輸的硬成本，但是應用程序性能下降的相關成本將是無法估量的。
安全性
安全性是一個很大的問題，它為部署邊緣計算增加了一個關鍵而復雜的功能。企業將不得不花費一些額外的時間來定義數據要求和管理策略。企業可能會提出以下問題：“我的數據會發生什么變化?數據是瞬態傳輸還是存儲在邊緣?正在處理的數據是什么?圍繞數據的連接控制方法是什么?”同樣，所有這些都需要定義并集成到企業自己的邊緣解決方案中。也就是說，企業仍然可以將合規性和規則建立在邊緣計算架構中。但是，需要采取額外的預防措施以確保數據安全和控制。企業還需要考慮邊緣計算的位置、存儲系統、數據的處理方式，以及訪問權限。最重要的部分是，軟件定義解決方案允許企業與核心數據中心系統集成，并支持強大的數據位置策略。這可能對醫藥、醫療保健和其他受監管的組織等行業帶來顯著的影響。
延遲指數
通常情況下，人們會討論“緩慢程度”或延遲，而沒有真正理解這對業務或網絡意味著什么。所以要在延遲這個術語背后加上一些數字。延遲是通過網絡傳輸數據包所需的時間。可以通過許多不同的方式測量延遲：往返、單向傳輸等。然后，延遲可能受到用于傳輸數據的鏈路的任何元素的影響：工作站、WAN鏈路、路由器、局域網(LAN)、服務器，并且在規模非常大的網絡的情況下，可能受到光速的限制。在那里，將對吞吐量或單位時間發送/接收的數據量以及數據包丟失產生影響，這反映了主機發送的每100個數據包丟失的數據包數量。
因此，當延遲很高時，這意味著發送方需要花費更多時間(不發送任何新數據包)，這會降低吞吐量增長的速度。最近的一項研究表明，延遲對傳輸控制協議(TCP)帶寬有著深遠的影響。與用戶數據報協議(UDP)不同，TCP在延遲和吞吐量之間存在直接的反比關系。隨著端到端延遲的增加，TCP吞吐量會降低。下表顯示了往返延遲增加時TCP吞吐量會發生什么變化。這些數據是通過使用快速以太網(全雙工)連接的兩臺電腦之間的延遲發生器生成的。請注意，隨著延遲的增加，TCP吞吐量急劇下降。
此外，還有另一個嚴重的問題。數據包丟失。數據包丟失將對數據傳輸速度產生兩個嚴重影響：
?需要重新傳輸數據包(即使只有確認數據包丟失，并且數據包已傳送)
?TCP擁塞窗口大小不允許最佳吞吐量
?丟包率為2%時，TCP吞吐量比無數據包丟失低6到25倍。
雖然一些丟包是不可避免的，但當這種情況持續發生時，用戶性能和訪問權限將受到影響。
無論情況如何，請記住，數據包丟失和延遲會對TCP帶寬產生深遠的負面影響，應盡可能減少。這是邊緣計算解決方案發揮關鍵作用的地方。它們通過使關鍵數據點和資源更接近用戶來幫助消除大部分延遲。
邊緣計算可以做些什么
因此，除了應對最重要的延遲挑戰之外，邊緣計算還能為用戶做些什么?邊緣計算解決方案專門圍繞用例進行部署。例如，用戶是在嘗試交付應用程序還是整個虛擬桌面?或者，是否嘗試提供需要在用戶或其系統附近進行分析的數據?在這方面，邊緣計算系統的使用可以包括：
?可根據應用程序需求進行配置的軟件定義解決方案
?分支機構和微型數據中心
?混合云連接
?物聯網處理(例如Azure IoT Edge)
?防火墻和網絡安全
?支持互聯網的設備和傳感器，用于收集和分析實時數據
?連接整個設備網絡
?資產追蹤
?簡化研究
?減少特定服務的延遲
?支持對延遲敏感的數據點和應用程序的交付要求
這對邊緣數據中心意味著什么?
5G技術的推出將加速邊緣數據中心網絡的發展，并且更加接近終端用戶。邊緣計算的發展和無線網絡的進步，即將推出的5G到高效的移動連接和數據中心解決方案，再加上智能移動和可穿戴設備的使用，都有助于提供豐富環境的下一代解決方案和技術的發展和增長。
展望未來，邊緣計算設施將容納可輕松定義為“關鍵任務”的應用程序。隨著諸如5G等技術的出現，從邊緣計算到用戶組的距離通常可以用英尺而不是英里來衡量。5G技術與接近設備和用戶的邊緣計算相結合，可以提供一些強大的體驗，并為企業創造驚人的競爭優勢。因此，正確規劃和設計邊緣計算數據中心的生態系統至關重要。
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