邊緣網絡和物聯網將如何重塑數據中心

陳琳華

隨著邊緣計算被越來越多地用于處理物聯網所產生的數據洪流，企業數據中心的功能將轉為長期處理數據聚合與分析。

正如我們所知道的，互聯網完全照搬了老式大型主機配簡易終端設備這樣的設計架構。數據路徑幾乎完全是針對從網絡中心位置下行的數據。你使用的是iPhone還是綠色文本終端并不重要，快速通道總是處于下行狀態，因為上行的數據相對較少。

物聯網時代的到來可能將改變這一局面。物聯網意味著將有大量的端點設備出現，它們不是數據的消費者，而是數據的生產者，這些數據必須要被處理和執行。這也意味著將有大量數據會通過狹窄的通道上行至數據中心。

例如，自動駕駛汽車每天可生成4TB數據，這些數據主要來自傳感器。不過，云計算解決方案提供商Vertiv的全球邊緣和集成解決方案副總裁Martin Olsen認為，雖然其中96%的數據是正確的，但卻可能是不相關的。他說：“最后4%的數據雖然不正確，但是卻關系密切。而這些正是我們希望在其他地方采集的數據。”

那么這是否意味著要大規模投資重新改造網絡架構，為數據中心引入更為寬敞的通道？亦或是邊緣計算的出現能否通過在網絡邊緣進行大量處理工作從而減輕中央數據中心的負擔？

什么是邊緣計算

邊緣計算指的是去中心化的數據處理，是專門為處理物聯網生成的數據而設計的。在許多情況下，計算設備被放置在集裝箱大小的物理容器或模塊中，它們位于信號發送塔的底部，因為數據從這個地方過來。

邊緣計算主要用于接收、處理、存儲和向云系統發送數據。這就相當于是小麥與谷殼分離的邊緣，只有相關的數據才能被發送到網絡中。

如果Olsen所提到的4%的數據可以在網絡邊緣而不是在中央數據中心進行處理，那么這樣就可以減少帶寬需求，并且能夠比將數據發送到中央服務器進行處理做更快的響應。所有主要的云提供商（如AWS、Azure或谷歌計算引擎）都提供物聯網服務，能夠處理發送給他們的數據。

在許多情況下，邊緣能夠丟棄不需要的數據。由于云提供商是根據他們處理的數據量進行收費的，因此減少向他們發送需要處理的數據也符合客戶的經濟利益。

Olsen認為：“我們需要在網絡邊緣進行更多的計算，這將帶來深刻的變化。有趣的是，雖然我們會看到有更多數據在邊緣生成，但是需要遠距離傳輸的數據量卻非常有限。”

Equinix公司的業務開發副總裁Jim Poole稱：“邊緣數據中心將用于聚合數據，并執行加速功能以提供低延遲的響應。大多數公司目前的做法仍然是在中心位置聚集來自所有邊緣位置的元數據，以進行機器學習和分析。”

思科負責企業網絡和物聯網營銷的副總裁Prashanth Shenoy認為，應該將更多的計算推向邊緣。

他指出：“與網絡相比，計算已經變得更為便宜且更為迅速，這表明計算現在應該被放置在邊緣。此外，如果帶寬非常寶貴，或者用戶位于偏遠地區（如海上或礦山）而你又沒有辦法保持持續連接，那就更需要在邊緣進行計算和分析。”

邊緣網絡上的人工智能

德勤的科技、傳媒和電信行業中心執行董事Jeff Loucks表示，減少數據負載的另一個關鍵要素是在邊緣網絡中使用人工智能。

“在邊緣網絡中使用人工智能將減少數據中心所需的數據。在對自動駕駛汽車收集所有的數據進行研究時，即使將通道做得再大，你仍然需要處理大量數據。因此，添加人工智能非常關鍵。我們已經在低成本設備中看到了機器學習算法，如能夠分辨貓和入侵者之間差異的安全攝像頭。我們不需要高成本設備，只需適合低成本和大量使用設備的算法。”

5G無線技術可為邊緣網絡提供幫助

使物聯網數據洪流變為可管理的另一個要素是5G無線技術的出現。Wi-Fi在某些場景下非常有用，例如在工業物聯網中設備常處于工廠車間等封閉且相對受限空間內，這時Wi-Fi接入點可以處理流量。但是對于許多場景而言，盡管Wi-Fi未來可能會采用像802.11ax這樣的新型高速協議，但是它們并不能提供足夠的覆蓋范圍或吞吐量。

對于戶外物聯網，如自動駕駛汽車、工地或海上石油鉆井平臺等遠程站點，蜂窩網絡在覆蓋范圍和帶寬方面是首選網絡。這也是為什么將邊緣計算設備放置在手機信號塔上的原因。

5G無線技術目前正在美國試用，預計從明年開始將大規模啟用，其設計時考慮到了商業用途，而不是像3G和4G那樣將重心放在了消費者身上。5G比4G快20倍，峰值下載速度為每秒20Gb，遠超4G的每秒1Gb的峰值下載速度。

Loucks稱：“5G對于增加發送數據的數量大有幫助。由于通道更為寬闊，因此它們會增加雙向流動數據的數量。此外，5G還可以減少延遲，這將為那些需要很高精度的工業應用程序提供幫助，因為它們的延遲非常低。在有延遲問題的地方，5G也將有助于消除這一問題。”

Olsen表示：“為了讓這種架構發揮作用，5G絕對關鍵。由于帶寬和延遲問題，今天互聯網流量中只有很小一部分走的是無線網絡。我們正變得更具移動性，并希望擁有更高的容量，而4G已經無法處理所有這些流量，也無法解決速度問題。”

不過Equinix的Poole并沒有完全將5G視為解決方案。他說：“業界尚未表現出對超低延遲應用的需求。只有極少數用例需要低于5毫秒的延遲。雖然不要輕易說不，但是目前市場上可能還沒有任何東西需要那種級別的延遲。”

邊緣網絡的費用

從邊緣計算基礎設施的成本開始，將計算轉移到邊緣就面臨著多個挑戰。安裝了所有計算設備的邊緣網絡集裝箱并不便宜，那么問題來了，誰來支付這些費用？

Olsen說：“現在商業模式尚不清晰。企業有自己的想法，不過目前還不清楚他們是如何從中賺錢的。也許為了查看你是如何開車的，優步或保險公司會資助他們。但是最大的挑戰還是如何將它們貨幣化。”

Olsen認為數據中心必須大幅度擴容才能存儲所有流入的數據，即便是非常瑣碎的數據。他說：“很多人認為邊緣計算是云數據中心的終結者，但我并不認同這種說法。沒有理由相信未來不需要企業數據中心的說法。”

“未來還將有更多的需求。即使在百分比方面不高于網絡生成數據的10%，但是當涉及到安全和隱私等問題時，所有這些（額外數據）也必須存儲在某個地方。長期存儲數據的好處不言而喻，你可以回過頭來查看這些數據并進行分析。”他補充道。

Poole則指出，一些邊緣計算的早期使用者正在重新利用他們的數據中心進行長期計算。他說：“IT部署模式已經調過頭來了。現在邊緣正變得到處都是，企業數據中心被重新用于長周期分析。金融服務公司將他們的日常交易工作轉移到Equinix平臺上，并使用自己的數據中心進行長周期分析，這是他們仍然必須要做的工作。”

本文作者Andy Patrizio為自由撰稿人，現居加利福尼亞南部，從事計算機行業已經有20年時間。

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https：//www.networkworld.com/article/3291790/data-center/how-edge-networking-and-iot-will-reshape-data-centers.html