从数据中心的角度探讨边缘计算和物联网世界

伴随着各行业组织的数字化转型，很多变化已经发生。数字化不只是一个营销术语，企业成为一个数字实体，这意味着它们可以支持和运行高级用例、移动用户和新类型的用例。

企业的用户和IT平台如今分布更加广泛。而且，其中很多都与网络连接设备、用户和物联网相关联。此外，该市场也将继续增长。调研机构埃森哲公司的最新研究发现，医疗物联网（IOHT）已经实现了成本节约，但持续的投资是必不可少的。该报告指出，通过引入更多的物联网连接、远程监控和信息收集，医疗物联网（IOHT）可以更好地促进利用医疗资源的完善，帮助人们做出更明智的决策，减少效率低下或成本浪费等问题，也有利于患者的健康和恢复。该报告估计，到2020年，医疗物联网（IOHT）的市场价值将达到1630亿美元，2015年至2020年的复合年增长率（CAGR）为38．1％。

不断增长的市场是数据中心运营商和企业管理人员积极投资物联网解决方案的重要原因。此外，他们还投资于可支持物联网设备和访问数据的所有用户的解决方案。而这是适用于边缘计算的地方。AFCOM公司最近发布的数据中心行业研究报告发现，81％的受访者表示采用边缘计算的目的是支持和启用物联网。40％的受访者已部署或计划部署边缘计算。

企业在投资或采用边缘计算之前，需要认真思考，并了解自己和自己的边缘计算要求。

边缘数据中心基础设施设计中的需求评估

边缘计算解决方案不只是一个数据中心站点，其规模更小，特定于用例，并且采用IT环境密集的设计，以帮助企业处理更多的服务和用户数据。

用例定义

企业需要审视自己组织的长期战略。例如，业务正在不断成长吗？会支持远程用户吗？是否尝试提供新型连接服务？如果企业认为具有这些优势，适合采用边缘计算，那么可以采取后续步骤，编写一份良好的业务计划和技术策略为应用边缘计算提供支持。企业无需成为边缘计算专家即可明确定义自己的用例。此外，有很多供应商商可以帮助企业完成这一过程。但是，重要的是要调整基础设施和业务，以确保企业的战略能够实施。招聘到能够将这一愿景变为现实的合适人才，是企业成功的关键。

延迟预算

对于最终用户来说，网络延迟是下载电影需要很长时间的主要原因。但是对于内容供应商而言，完成这个功能所需的毫秒数却需要通过客户不满和成本来衡量。此外，对于企业而言，网络延迟也可能意味着业务损失或竞争优势。

即使以光速从中央数据中心（例如位于一级市场的数据中心设施）往返也可能意味着传输成本的累积。根据ACG Research公司进行的一项研究估计，在大都市数据中心处理的本地缓存内容可以在五年内节省大约1．1亿美元的成本。如果将这种逻辑应用到运行工业物联网（IIoT）部件跟踪应用程序的企业，则可以评估传输的硬成本，但是应用程序性能下降的相关成本将是无法估量的。

安全性

安全性是一个很大的问题，它为部署边缘计算增加了一个关键而复杂的功能。企业将不得不花费一些额外的时间来定义数据要求和管理策略。企业可能会提出以下问题：“我的数据会发生什么变化？数据是瞬态传输还是存储在边缘？正在处理的数据是什么？围绕数据的连接控制方法是什么？”同样，所有这些都需要定义并集成到企业自己的边缘解决方案中。也就是说，企业仍然可以将合规性和规则建立在边缘计算架构中。但是，需要采取额外的预防措施以确保数据安全和控制。企业还需要考虑边缘计算的位置、存储系统、数据的处理方式，以及访问权限。最重要的部分是，软件定义解决方案允许企业与核心数据中心系统集成，并支持强大的数据位置策略。这可能对医药、医疗保健和其他受监管的组织等行业带来显著的影响。

延迟指数

通常情况下，人们会讨论“缓慢程度”或延迟，而没有真正理解这对业务或网络意味着什么。所以要在延迟这个术语背后加上一些数字。延迟是通过网络传输数据包所需的时间。可以通过许多不同的方式测量延迟：往返、单向传输等。然后，延迟可能受到用于传输数据的链路的任何元素的影响：工作站、WAN链路、路由器、局域网（LAN）、服务器，并且在规模非常大的网络的情况下，可能受到光速的限制。在那里，将对吞吐量或单位时间发送／接收的数据量以及数据包丢失产生影响，这反映了主机发送的每100个数据包丢失的数据包数量。

因此，当延迟很高时，这意味着发送方需要花费更多时间（不发送任何新数据包），这会降低吞吐量增长的速度。最近的一项研究表明，延迟对传输控制协议（TCP）带宽有着深远的影响。与用户数据报协议（UDP）不同，TCP在延迟和吞吐量之间存在直接的反比关系。随着端到端延迟的增加，TCP吞吐量会降低。下表显示了往返延迟增加时TCP吞吐量会发生什么变化。这些数据是通过使用快速以太网（全双工）连接的两台电脑之间的延迟发生器生成的。请注意，随着延迟的增加，TCP吞吐量急剧下降。

此外，还有另一个严重的问题。数据包丢失。数据包丢失将对数据传输速度产生两个严重影响：

需要重新传输数据包（即使只有确认数据包丢失，并且数据包已传送）

TCP拥塞窗口大小不允许最佳吞吐量

丢包率为2％时，TCP吞吐量比无数据包丢失低6到25倍。

虽然一些丢包是不可避免的，但当这种情况持续发生时，用户性能和访问权限将受到影响。

无论情况如何，请记住，数据包丢失和延迟会对TCP带宽产生深远的负面影响，应尽可能减少。这是边缘计算解决方案发挥关键作用的地方。它们通过使关键数据点和资源更接近用户来帮助消除大部分延迟。

边缘计算可以做些什么

因此，除了应对最重要的延迟挑战之外，边缘计算还能为用户做些什么？边缘计算解决方案专门围绕用例进行部署。例如，用户是在尝试交付应用程序还是整个虚拟桌面？或者，是否尝试提供需要在用户或其系统附近进行分析的数据？在这方面，边缘计算系统的使用可以包括：

可根据应用程序需求进行配置的软件定义解决方案

分支机构和微型数据中心

混合云连接

物联网处理（例如Azure IoT Edge）

防火墙和网络安全

支持互联网的设备和传感器，用于收集和分析实时数据

连接整个设备网络

资产追踪

简化研究

减少特定服务的延迟

支持对延迟敏感的数据点和应用程序的交付要求

这对边缘数据中心意味着什么？

5G技术的推出将加速边缘数据中心网络的发展，并且更加接近终端用户。边缘计算的发展和无线网络的进步，即将推出的5G到高效的移动连接和数据中心解决方案，再加上智能移动和可穿戴设备的使用，都有助于提供丰富环境的下一代解决方案和技术的发展和增长。

展望未来，边缘计算设施将容纳可轻松定义为“关键任务”的应用程序。随着诸如5G等技术的出现，从边缘计算到用户组的距离通常可以用英尺而不是英里来衡量。5G技术与接近设备和用户的边缘计算相结合，可以提供一些强大的体验，并为企业创造惊人的竞争优势。因此，正确规划和设计边缘计算数据中心的生态系统至关重要。

边缘计算物联网数据中心

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