物聯(lián)網(wǎng)需要邊緣計(jì)算。據(jù)市場(chǎng)研究公司IDC的數(shù)據(jù)顯示，到2025年，全球?qū)⒂?16億臺(tái)聯(lián)網(wǎng)的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備，這些設(shè)備將產(chǎn)生79.4 ZB的數(shù)據(jù)。為了充分利用這些數(shù)據(jù)，企業(yè)開(kāi)始投資位于網(wǎng)絡(luò)邊緣上的計(jì)算、存儲(chǔ)和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，包括物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)和超融合基礎(chǔ)設(shè)施。
將處理和分析移到網(wǎng)絡(luò)邊緣可為物聯(lián)網(wǎng)帶來(lái)新的優(yōu)勢(shì)。例如，減少關(guān)鍵應(yīng)用程序的延遲，在降低網(wǎng)絡(luò)負(fù)載的同時(shí)提高警報(bào)速度等。
我們與三名來(lái)自不同行業(yè)的物聯(lián)網(wǎng)早期采用者進(jìn)行了交流，對(duì)他們是如何通過(guò)構(gòu)建邊緣計(jì)算基礎(chǔ)設(shè)施來(lái)推進(jìn)物聯(lián)網(wǎng)的部署進(jìn)行了了解。以下是我們總結(jié)出來(lái)的經(jīng)驗(yàn)。
托管服務(wù)可提供邊緣計(jì)算優(yōu)勢(shì)
SugarCreek正在為下一代食品制造做準(zhǔn)備，高清攝像機(jī)和分析技術(shù)可以一起工作，以快速緩解污染或其他加工問(wèn)題。SugarCreek的首席信息官Todd Pugh認(rèn)為，及時(shí)處理這種自動(dòng)化問(wèn)題的唯一方法是增強(qiáng)公司的邊緣計(jì)算能力。
將分析、服務(wù)器和存儲(chǔ)置于邊緣以處理來(lái)自設(shè)備上的攝像頭和物聯(lián)網(wǎng)傳感器的數(shù)據(jù)，消除了“將命令和控制發(fā)送到云或集中式數(shù)據(jù)中心”的需求。通常情況下，這一發(fā)送需求可能需要40毫秒。Pugh稱：“解讀數(shù)據(jù)的時(shí)間太長(zhǎng)了，無(wú)法在不影響生產(chǎn)的情況下利用這些數(shù)據(jù)做一些其他的事情。決策類的工作需要實(shí)時(shí)解讀數(shù)據(jù)。”
但是如果利用站點(diǎn)之間分配資源，那么邊緣計(jì)算可能會(huì)給IT部門帶來(lái)負(fù)擔(dān)。以SugarCreek為例，它在美國(guó)中西部地區(qū)有6個(gè)制造廠，SugarCreek計(jì)劃將其內(nèi)部管理的Lenovo邊緣計(jì)算基礎(chǔ)設(shè)施遷移到最近推出的VMware Cloud on Dell EMC托管服務(wù)上。目前SugarCreek已開(kāi)始對(duì)Dell EMC和VMware的服務(wù)（代號(hào)為Project Dimension）展開(kāi)測(cè)試。
SugarCreek已經(jīng)開(kāi)始將邊緣計(jì)算用于對(duì)文件和打印服務(wù)以及Microsoft Active Directory的本地訪問(wèn)，存儲(chǔ)來(lái)自室內(nèi)和室外監(jiān)控?cái)z像機(jī)的視頻，以及聚合溫度和濕度傳感器以評(píng)估機(jī)器的運(yùn)行狀況。
將這些數(shù)據(jù)放在邊緣而不是與數(shù)據(jù)中心進(jìn)行實(shí)時(shí)交互（Pugh認(rèn)為后者“在財(cái)務(wù)上不切實(shí)際”）可以減少總體帶寬需求。例如，公司可以在不占用有限帶寬的情況下存儲(chǔ)30天的高清視頻。其他數(shù)據(jù)（例如由傳感器生成的數(shù)據(jù)）可以先收集，然后再以一定的時(shí)間間隔回傳至數(shù)據(jù)中心。
托管服務(wù)將使得SugarCreek能夠迅速為更高級(jí)的監(jiān)視和分析計(jì)劃做好準(zhǔn)備。 VMware Cloud on Dell EMC包括本地部署的Dell EMC VxRail超融合基礎(chǔ)設(shè)施、VMware vSphere、vSAN和NSX SD-WAN。
以這種方式部署邊緣計(jì)算還使得團(tuán)隊(duì)能夠在邊緣執(zhí)行在主數(shù)據(jù)中心才能執(zhí)行的任何操作。他說(shuō)：“我們將能夠保護(hù)邊緣的安全。通過(guò)微分段，我們可將其視為另一個(gè)數(shù)據(jù)中心。位于邊緣的托管服務(wù)將可讓我的員工能夠更加專注于更快更好地制作培根，而不用操心計(jì)算力和維護(hù)工作。”
Wabtec自主研發(fā)超融合基礎(chǔ)設(shè)施
邊緣計(jì)算正在幫助擁有1.8萬(wàn)臺(tái)火車機(jī)車的企業(yè)Wabtec Corp.繼續(xù)前進(jìn)。
物聯(lián)網(wǎng)傳感器網(wǎng)絡(luò)、內(nèi)置在用于控制機(jī)車的20多臺(tái)計(jì)算機(jī)中的軟件以及人/機(jī)接口都在發(fā)送信息讓車載“微型數(shù)據(jù)中心”進(jìn)行處理。這個(gè)中心可以處理數(shù)據(jù)采集、算法和存儲(chǔ)。Wabtec全球服務(wù)的預(yù)測(cè)主管Glenn Shaffer說(shuō)，每臺(tái)機(jī)車都會(huì)發(fā)出成千上萬(wàn)條消息，這些信息可幫助 公司“提前發(fā)現(xiàn)80％發(fā)生的故障”。
Wabtec對(duì)于使用無(wú)線傳感器進(jìn)行數(shù)據(jù)聚合并不陌生。這家鐵路運(yùn)輸公司早在2000年就開(kāi)始在機(jī)車上使用物聯(lián)網(wǎng)（當(dāng)時(shí)還沒(méi)有物聯(lián)網(wǎng)這個(gè)術(shù)語(yǔ)），但是他們發(fā)現(xiàn)衛(wèi)星通信的昂貴費(fèi)用嚴(yán)重制約了物聯(lián)網(wǎng)的功能，而當(dāng)時(shí)衛(wèi)星通信是將信息在機(jī)車和數(shù)據(jù)中心之間傳輸?shù)奈ㄒ贿x擇。此外，火車會(huì)穿越多種氣候、地形和障礙物（例如隧道），這會(huì)導(dǎo)致連接變得不穩(wěn)定。
通過(guò)邊緣計(jì)算，由車載系統(tǒng)生成的信息在機(jī)車內(nèi)部即可被分析、響應(yīng)和存儲(chǔ)，這樣不會(huì)耗盡昂貴的帶寬。由Wabtec自主研發(fā)的微型數(shù)據(jù)中心可以感知重大故障并實(shí)時(shí)做出響應(yīng)。
Wabtec全球貨運(yùn)服務(wù)首席信息官John Reece表示，定制的基礎(chǔ)設(shè)施可監(jiān)測(cè)汽缸等零件，測(cè)量其磨損情況，合理規(guī)劃路線（防止出現(xiàn)密集的爬山），并在零件有故障之前安排維護(hù)時(shí)間。
如果車載微型數(shù)據(jù)中心收到警報(bào)，提示某個(gè)車軸開(kāi)始鎖死，那么扭矩會(huì)被自動(dòng)重新分配給其他車軸，防止代價(jià)高昂的故障出現(xiàn)，因?yàn)橐坏┏霈F(xiàn)這種故障就需要起重機(jī)來(lái)移動(dòng)車輛。Reece說(shuō)：“有些東西會(huì)在機(jī)車上迅速失效，需要在毫秒內(nèi)做出決策，因此我們必須要迅速采取行動(dòng)。”
Reece說(shuō)，盡管邊緣計(jì)算非常適合這種“快速排障”，但Wabtec還是要依靠云資源對(duì)機(jī)車環(huán)境進(jìn)行更全面的監(jiān)控。例如，一旦發(fā)現(xiàn)零件出現(xiàn)故障，那么與邊緣連接的調(diào)制解調(diào)器將向維護(hù)車間發(fā)出警報(bào)，以便他們即時(shí)訂購(gòu)零件并安排合適的技術(shù)人員來(lái)維修。后勤團(tuán)隊(duì)也將會(huì)接受警告信息，以便即時(shí)提醒客戶可能出現(xiàn)延誤，并重新安排路線或分配替換機(jī)車。
Wabtec團(tuán)隊(duì)非常謹(jǐn)慎地讓自己盡量不在車載系統(tǒng)上加載不必要的數(shù)據(jù)，最大程度地減少傳感器的數(shù)量，以及設(shè)法為工作人員提供洞察力，例如擋風(fēng)玻璃刮水器的狀態(tài)。Reece表示，隨著5G無(wú)線連接的出現(xiàn)以及自動(dòng)化列車的出現(xiàn)，規(guī)劃傳感器放置位置，確定在機(jī)車上采集哪些數(shù)據(jù)，以及如何在邊緣進(jìn)行處理也很重要。IT部門已經(jīng)是按照將計(jì)算能力提升至當(dāng)前狀態(tài)10倍的理念進(jìn)行操作，但是它們?nèi)匀缓芸炀蜁?huì)過(guò)時(shí)了。Reece發(fā)現(xiàn)存儲(chǔ)也存在同樣的問(wèn)題。此外，他還指出：“沿途的連通性永遠(yuǎn)不會(huì)100％可靠，并且存在可能導(dǎo)致位于邊緣上的決策系統(tǒng)陷入癱瘓的風(fēng)險(xiǎn)。”
邊緣計(jì)算是對(duì)公有云資源的補(bǔ)充
水處理解決方案提供商Evoqua Water Technologies是部署物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的資深廠商。十多年來(lái)，他們一直依賴于連接和嵌入到設(shè)備中的傳感器來(lái)遠(yuǎn)程監(jiān)控其凈化和過(guò)濾系統(tǒng)，收集數(shù)據(jù)，然后為客戶提供來(lái)自內(nèi)部和外部的洞察力。
Evoqua負(fù)責(zé)數(shù)字化解決方案的高級(jí)經(jīng)理Scott Branum稱：“數(shù)據(jù)傳輸?shù)某杀痉浅０嘿F，我們只能發(fā)送我們認(rèn)為是重要的東西。”如果設(shè)備正常運(yùn)行，則每天只發(fā)送一次來(lái)自傳感器的數(shù)據(jù)。但是如果發(fā)出警報(bào)，那么所有的相關(guān)數(shù)據(jù)都會(huì)被發(fā)送到數(shù)據(jù)中心。Evoqua就是通過(guò)這種方法來(lái)自控制其傳輸成本的。
Evoqua最近開(kāi)始使用邊緣計(jì)算，將Digi International開(kāi)發(fā)的基于Linux的小型網(wǎng)關(guān)設(shè)備嵌入到其水處理系統(tǒng)中。盡管傳感器生成的數(shù)據(jù)和其他的輸入數(shù)據(jù)最終通過(guò)蜂窩連接由計(jì)算和存儲(chǔ)網(wǎng)關(guān)流向了微軟Azure云服務(wù)中的數(shù)據(jù)處理平臺(tái)，但是一些業(yè)務(wù)邏輯的處理工作被放在了網(wǎng)絡(luò)邊緣。
Branum說(shuō)：“我們布設(shè)了各種數(shù)據(jù)點(diǎn)，并通過(guò)專利算法對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總，這樣業(yè)務(wù)規(guī)則就可以在需要的時(shí)候被觸發(fā)。”如果檢測(cè)到了災(zāi)難性事件，那么邊緣分析將指示系統(tǒng)按照預(yù)先定義規(guī)則將它們關(guān)閉。他說(shuō)：“在某些情況下，我們需要立即采取行動(dòng)。當(dāng)然如果數(shù)據(jù)每天傳輸一次然后再進(jìn)行分析，那么我們也不會(huì)等。”
邊緣計(jì)算還可用于檢測(cè)設(shè)備性能異常，查明問(wèn)題，并向不在現(xiàn)場(chǎng)的技術(shù)團(tuán)隊(duì)發(fā)出警報(bào)，這些工作不需要用到數(shù)據(jù)中心。Branum說(shuō)：“我們不僅不需要派人去檢查設(shè)備并查看其運(yùn)行情況，智能業(yè)務(wù)系統(tǒng)還會(huì)提醒我們某個(gè)水泵出現(xiàn)了震動(dòng)并為我們提供可能的解決方案。”這樣一來(lái)，不僅可以安排技術(shù)人員做更有價(jià)值的工作，而且可以根據(jù)當(dāng)前的問(wèn)題來(lái)部署適當(dāng)?shù)募寄堋?/p>
Branum的團(tuán)隊(duì)會(huì)密切關(guān)注各種輸入并微調(diào)傳感器數(shù)據(jù)，以免產(chǎn)生誤報(bào)。他說(shuō)：“我們?cè)谇岸嘶ㄙM(fèi)了很多時(shí)間，思考如何使用邊緣計(jì)算。目前我們的部署還不需要改進(jìn)。但是如果市場(chǎng)和我們的客戶告訴我們某些功能沒(méi)有任何價(jià)值，只是會(huì)發(fā)出令人討厭的警報(bào)，那么我們會(huì)即時(shí)對(duì)它們進(jìn)行改進(jìn)。”
除了需要在邊緣做出即時(shí)決策之外，數(shù)據(jù)還會(huì)被發(fā)送到數(shù)據(jù)中心以進(jìn)行深度分析，如成本效益報(bào)告和生命周期規(guī)劃。Branum指出，使用公有云而不是私有數(shù)據(jù)中心有助于降低開(kāi)發(fā)成本并滿足安全性行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。他說(shuō)：“我們正在嘗試著與Digi International共同對(duì)邊緣進(jìn)行設(shè)計(jì)，并與Azure一起設(shè)計(jì)可隨著時(shí)間的推移不斷擴(kuò)展的集中式數(shù)據(jù)處理平臺(tái)。”
作者：Sandra Gittlen為IDG的特約撰稿人，同時(shí)還是大波士頓地區(qū)自由撰稿人兼編輯。她的文章涉足技術(shù)、商業(yè)、醫(yī)療保健、金融和生活方式等眾多主題。
編譯：陳琳華
原文網(wǎng)址：https://www.networkworld.com/article/3440061/iot-and-edge-computing-how-enterprises-are-shifting-data-processing-and-analytics-to-the-edge.html
