边缘计算?

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从学校回来一直在做可鲁盒子的开发,对边缘计算从一无所知到有了一定的的认识,也感谢那天有机会听了盒子厂商的boss和董事长,CTO的一些对话,对边缘计算有了更深层次的认知,后来也查阅了相关的资料,整理出来了下面的笔记。

可鲁盒子

新一代具备应用层协议转换和数据集中能力的高性能可组态通讯服务器,暂把它理解为下文中的边缘服务器。

  • 快速方便的将一种或多种协议转换为所需要的协议。

  • 减少系统协议转换复杂性,实现高性能和智能的协议转换。

    另外,据说下70度到零上70度无压力运行。

边缘计算

概念

在物理上更靠近数据生成的位置处理数据的方法。物联网产生数据的事物和人通常不在云端,因此我们需要通过多种方式在物联网解决方案架构的边缘处来补充云计算。我们对数据的处理采用就近原则,采集到的数据寻找最近的边缘计算处理平台来进行梳理处理,这个平台能够将处理过的数据,安全的传输到云端,通过这种方式来减少云端的计算压力,减少云端的宽带访问。

为什么需要边缘计算(Edge Computing)

随着物联网的发展,物联设备极速增多,如果每个设备直接和云端进行数据交互,将会对云端带来巨大的访问压力,这个时候我们可以用边缘计算这种方式来缓解云端压力,边缘计算近几年是不可能取代云计算的,只会并存,创造更大的价值。边缘运算真正的价值,在于将物联设备串在一起,整合成为一个更复杂的完整个体,来打造一个整合性系统。

传统云计算的架构一般是:Iaas+Paas+Saas

边缘计算的初衷是将计算能力带向更接近数据源的地方,看下它的构成:

能力和构成

  • 本地化的计算能力(边缘服务器)

    数据计算处理,甚至将应用部署在边缘服务器上

  • 网络传输(边缘网络,边缘路由器,wifi等)

    云端数据向上向下同步

  • 一定的存储能力

    应用数据、设备相关数据、采集到的数据

  • 协议转换

    物联设备协议和云端协议转换

能做什么

  • 和云端交互

    定时或者实时进行数据交互

  • 和物联设备交互

    收集数据,查看设备分布,设备状态,控制设备运行。

  • 部分业务系统离线使用

    断网状态下,进行正常的业务操作,可以用来部分公司机构的备用系统,比如医院,云端服务器出现故障或者断网状态,使用边缘服务器进行业务处理,不影响正常的业务活动,等云端恢复,进行数据上传。

  • 没有网络也能做计算

    设备具有计算能力,不依赖云端。

  • 避免网络延迟问题

    计算都是本地实时的,不依赖云端计算,减去了网络传输中的大部分时间。

物联网协议相关

物联网作为一种技术体系,感知、处理和行动是三类最重要的事件,可以分为四层来看:

  • 传感控制层(感知和控制传输)
  • 网络层(数据传输)
  • 平台(通讯、数据、管理)
  • 应用层(数据分析和相关应用的具体实施)

多种协议并存问题

  • 存在许多中无线网络协议,Zigbee,Wave,Xmesh,SmartMesh/TSMP等
  • 在不同的协议层(PHY,MAC,L3)大多数芯片供应商只与自己的标准兼容,缺乏互操作性
  • 很多简单RF芯片无MAC协议
  • 缺乏互操作性的解决方案,如不同的体系结构、不同的协议栈、不能互通互连。

物联网需要传输协议

物联网是一个网络,需要统一的协议基础,就像是互联网需要TCP/IP一样,在核心层方面,由于物联网是互联网的延伸,同样基于TCP/IP;但在接入层面,协议类别就有很多种,RFID、Zigbee、蓝牙、GPRS、WI-FI、3G、4G、有线等多种通道。

物联网需要IP地址

物联网需要地址,每个物联网中的物品都需要被寻址,就需要一个地址。在IPv4即将被耗尽的背景下,就需要IPv6来支撑了。

协议详解

内网协议

  1. RFID

    ISO认可的自动身份识别和数据采集的一种很好的手段,国内集成电路芯片和嵌入式软件开发是下一步的重点,中国的RFID也在持续规范中。

  2. ZigBee

    基于IEEE802.15.4标准的低功耗局域网协议,是一种短距离、 低功耗的无线通信技术。该协议从上到下分为物理层(PHY),媒体访问控制层(MAC),传输层(TL),网络层(NWK),应用层(APL)等。

  3. 蓝牙

    短距离无线电技术。

外网协议

  1. WI-FI

    速度快、可靠性高,方便与已有以太网进行整合,组网的成本低,和蓝牙一样,可实现一对一互连。

  2. 2G

    第二代手机通讯技术

  3. 2.5G

    通用分组无线服务技术

  4. 3G

    第三代移动通信技术

  5. 4G

    第四代移动通信技术

  6. NFC

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