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在最近访问德国斯图加特的梅赛德斯·奔驰工厂时,向我介绍了如今用于制造汽车的高度连接的机械。 从机器人焊接机到连接Wi-Fi的螺丝起子,每台机器都可以跟踪每辆车每个零件的制造步骤。 在制造汽车时,将跟踪每个零件,以及每个制造汽车的员工也会被跟踪。
德国斯图加特的梅赛德斯·奔驰工厂
制造业并不是唯一一个突破传统网络设计极限的行业。 物联网(IoT)和移动计算的发展速度也足够快,它们很快就会从根本上改变您所见过的网络。 这些趋势要求当今的网络提供大量且仍在增长的带宽,这些带宽是我们传统网络基础架构越来越无法处理的,并且肯定无法在长期的未来中提供支持。
物联网发展如此之快,以至于已经超出了网络的物理极限。 工业设备中的传感器不仅提供大量数据,而且还需要实时分析该数据,这不仅意味着带宽本身需要带宽,而且还需要对可接受的延迟进行认真的升级。 那只是物联网的一方面。 消费者零售市场的物联网增长速度甚至快于工业领域,其发展趋势包括智能家居设备以及对其进行监控和响应的服务,按需娱乐和流媒体服务,当然还有庞大且不断增长的趋势。不断增长的移动网站,应用程序和服务部门。
虚拟现实(VR)和增强现实(AR)工作以及信息娱乐服务和自主运输等新趋势即将来临,这两种趋势都有望为已经紧张的互联网增加大量实时数据流在接缝处。 更糟糕的是,所有这些新应用程序不仅希望容纳更多数据以适应受约束的管道,而且还希望它们能更快地进行分析-实时考虑。
5G无线增加了复杂性
尽管人们认为5G无线通信是解决这些问题的灵丹妙药,但实际上,这意味着更高的复杂性。 除其他外,5G将提供更快的速度,从而提供更大的整体带宽,这对于无线设备来说听起来很棒。 但是移动网络本身并不存在。 新的5G网络及其使用的设备将需要一个在后端支持它们的网络,以便他们所需的数据和所需的计算服务能够以尽可能少的延迟提供。 这种低延迟的需求将比以往任何时候都更加严格,因为自动驾驶传输之类的服务将需要几乎立即传输数据以完成其工作。
延迟可以被认为是网络延迟,但这实际上是由几个因素引起的,其中最基本的是玻璃纤维中的光速。 数据包在网络上传输的距离越长,到达目的地的时间就越长。 尽管它仍以一秒的微秒为单位进行测量,但这些分数会随着其他因素的加入而加起来。例如,路由器和交换机等网络设备的运行速度会增加总体延迟,甚至不仅因供应商而异而且还可以通过不同的路由或交换芯片组。 服务器以及运行的任何应用程序或数据库查找所需信息并将其发送回给您所花费的时间也是如此。 随着网络变得越来越繁忙,网络基础结构越来越无法处理流量,延迟会增加。 对于服务器来说,尤其如此,因为它们变得过载。
因为与集中式计算和数据存储库进行通信需要时间,所以节省时间(即减少延迟)的唯一方法是避免使用集中式存储库-这意味着将网络计算能力的很大一部分转移到网络边缘。 结果就是所谓的“边缘计算”,其架构称为“边缘云计算”,而该架构又使用了“云计算”或“雾”计算。 关键驱动因素是移动计算,它必须在边缘使用数据。
网络边缘是最接近最终用户的部分。 通过将数据移动到网络边缘,您可以通过两种方式减少延迟。 首先,您减少了数据用户与存储位置(存储库)之间的距离; 这减少了数据来回移动的时间。 其次,通过仅将所需数据保留在用户附近,还可以减少服务器必须处理的数据量,这也可以加快处理速度。
什么是移动边缘计算?
移动边缘计算(MEC)是通常通过无线通信支持移动设备的边缘计算。 尽管它刚刚开始成为企业的重要组成部分,但随着移动带宽的增加和数据需求的增加,这种情况在不久的将来将发生巨大变化。 MEC使用靠近无线基础设施的无线基础设施和数据存储库,以保持较低的延迟。 对于企业IT专业人员或什至是管理中型企业网络的人员,这可能意味着在不久的将来,不仅在其无线基础架构上,而且在后端网络设备,混合云服务,内部应用程序设计特征以及当然是数据保护和安全。
MEC已经成为支持医疗保健和制造业等行业的网络的重要组成部分,并且对于自动驾驶汽车等新趋势必将至关重要。 由于移动设备所需的决策时间,移动网络边缘需要支持极低的延迟。 自动驾驶汽车在行驶过程中不能长时间等待数据。 其他应用程序(例如AR应用程序)对延迟极为敏感,因为如果用户已经继续前进,则向应用程序提供数据的延迟可能使其无法使用。
缺乏广泛的边缘计算资源已经成为无人驾驶汽车发展的限制因素,因为每辆汽车都需要在其后备箱中携带有效的超级计算机,该超级计算机具有超级计算机的电源和散热要求。 在这种车辆相对较少的情况下,尽管所有这些都在开发中,这可能会起作用,但是对于广泛部署而言,它将不起作用。
但是传统的网络也不适用于自动驾驶汽车,因为这种网络的等待时间太长,无法使汽车有效运行。 对于在移动设备上广泛使用的AR或广泛使用的人工智能(AI)而言,情况也是如此。 为了使它有用,所有人都需要接近他们的数据。
工业用户也有类似的问题。 随着从制造机械到库存设备的一切自动化,对网络的要求也越来越高。 像自动驾驶汽车一样,他们需要即时访问其数据。
边缘云,5G和IT
由于所有这些原因,边缘计算将对许多IT部门产生重大影响,尽管仍未对所有部门产生重大影响。 在延迟是一个问题的情况下,这意味着需要快速访问数据,那么您可能会发现您的云提供商无法满足您的需求。 问题在于,即使在以前不必担心延迟的过程中,对越来越快的数据访问的需求也越来越普遍。 幸运的是,您可能还会发现有些云提供商可以在边缘处理云(这些云是“ cloudlets”或“ fog”),以满足您的需求。 您可能还会发现,将提供5G通信的无线提供商也将处理您的数据存储库,以使其尽可能地靠近网络边缘。
从某种意义上说,这可能不是一个重大变化,因为您仍在与云提供商打交道。 但这也可能意味着您将不得不更多地参与绩效监控,以了解您是否在边缘实现了绩效目标。 而且,由于如果未达到延迟目标,许多应用程序将有效停止运行,这意味着当不可避免地发生故障时,您可能需要更改服务级别协议(SLA)和补救策略。 要提供帮助,请考虑以下事项:
- 您的任何应用程序对延迟敏感吗? 意思是,您是否使用需要某种实时响应的数据库? 如果现在对延迟不敏感,那么您所在行业的IT趋势是否表明这种情况将在不久的将来改变? 如果对上述任何一个的回答都是“是”,那么就开始研究如何改善内部网络基础结构以及所有云服务提供商的延迟。
- 您是否预计随着5G为您带来更好的连接性,移动或远程运营的增长? 5G是否会带来企业使用的设备或应用程序的变化? 如果是这样,那么规划一个漫长的测试和补救周期将至关重要。
- 随着计算向边缘发展,您现有的企业网络能否满足性能要求? 简短的答案几乎总是“不”,但细节在于魔鬼。 通过掌握业务领域的新应用趋势,您不仅应该能够确定边缘计算和5G是否会影响您的业务,而且还可能会确定如何影响。 一旦知道了这一点,就开始研究使网络达到这种新的最佳状态所需的条件,并逐步调整计划。
您可能会发现,除了为驻留在网络边缘的数据做准备之外,边缘与核心之间的网络也必须进行升级。 最终,所有这些数据都需要移到可以进行分析的位置,并且在许多情况下这将需要非常繁重的工作。
您可能会怀疑,这个过程并不是新事物,就此而言,边缘计算也并非如此。 新功能是它正在迅速变得越来越普及和使用越来越广泛。 边缘云和移动边缘计算的概念与5G无线网络和移动设备的需求相结合也是新的概念。 同样,这将影响从基础架构到应用程序和安全堆栈的所有内容。 边缘不再在地平线上,而是在您面前。 制定相应的计划。